科研与教学相结合在“汽车理论”教学中的应用

霍炜　刘大维　严天一　王凤印

摘 要 为了适应社会对创新型人才的需求和现代教育的培养目标，提出将科研融入到“汽车理论”教学中。教学和科研相结合，可丰富教学内容，提高学生的创新能力，激发学生的学习兴趣。以科研促教学，同时可以提高教师的教学水平，该教学方法的应用和推广对培养创新型人才可起到促进作用。

关键词 汽车理论 科研 教学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.08.039

Abstract According to the features of the course Vehicle Dynamics with theory， complex contents and difficulty， trinity teaching mode of classroom， online and practice was proposed. During the teaching， the classroom teaching， online teaching and practice teachings were combined and promote each other， which not only could help students to grasp theoretical knowledge， stimulate learning interests， broaden vision and expand knowledge， but also could help students improve their application ability from the knowledge and strengthen practical innovation ability. The application and popularization of the teaching mode can promote the training of the talents with high quality and innovation ability.

Key words Vehicle Dynamics； scientific research； teaching

在汽车工业的迅速发展的今天，社会对具有创新能力的车辆专业人才的需求不断增大，同时社会对我国高校人才的培养也提出了更高层次的要求，我国高校车辆工程专业的教育正面临着严峻的考验。目前车辆工程专业培养的人才普遍存在实践能力差，缺乏创新意识和独立解决问题的能力等问题。①“汽车理论”是车辆工程专业的一门核心课程，该课程理论性强、抽象难懂，教师普遍反映该课程教学难度大，学生理解困难等。②③④传统的“汽车理论”教学模式存在如下问题：（1）教学内容局限于教材，知识更新不及时，学生很少机会了解汽车产业的新技术，对本行业的发展前沿不了解；（2）课程理论性强，学习过程枯燥乏味；（3）理论教学和实践相脱节，学生不能独立解决实际问题，缺乏创新意识。为了适应社会对车辆工程创新型人才的需求，为了解决“汽车理论”课程传统教学中存在的问题，本文提出将科研和教学相结合，以科研促教学，丰富理论课堂的教学内容，开阔学生的视野，培养学生的学习积极性和创新能力，提高教学质量。同时，教学与科研相结合，还可以强化教师自身的基础理论知识，提高教师的教学水平。⑤

1 科研融入课堂教学，丰富教学内容

“汽车理论”课程主要讲述与汽车动力学相关的使用性能，分析汽車结构形式与结构参数与汽车性能之间的关系，从而分析影响汽车性能的主要因素，为汽车设计提供理论依据。⑥在传统的教学中，教学内容只局限于教材，学生积极性也受到了限制，如果在教学中，将汽车行业最新的技术和科研成果融入到课程的课堂教学中，及时对教学内容扩充，丰富教学内容，不仅可以激发学生的学习兴趣，也可拓宽学生知识广度。

（1）明确课程的学习目标。“汽车理论”教材中缺少绪论章节，如果教学一开始就讲述课程主要内容，学生会对本课程认识肤浅，对本课程的学习目的不明确，在学习过程中就不容易抓住重点。因此在教学开始前对国内外的研究成果介绍给同学，如把汽车动力参数匹配和汽车性能分析的科研动态介绍给同学，让同学们对本课程的学习目的和意义有更深入的理解，这样在以后的学习中就更有目的性，更容易抓住学习的重点。

（2）拓宽同学们的知识广度。教材所涉及的内容毕竟是有限的，在理论教学中可以通过讲解案例的方式将科研成果融入课堂教学，对教学内容进行补充，例如在讲述汽车性能分析时教材重点对传统的内燃机汽车的性能进行讲述，对电动汽车的性能分析只是涉及到很少一点内容。近年来电动汽车的发展迅速，国内外已取得大量的科研成果。讲课时可结合各种电动汽车性能的分析计算，使同学们在掌握内燃机汽车动力性分析的基础上了解电动汽车参数匹配与性能分析的方法，如蓄电池、电动机的匹配设计等。还可以向同学们介绍常用的汽车性能分析软件，如Advisor， Cruise 等。这些知识的拓展对同学们毕业后顺利走进汽车企业打下良好的基础。

讲课过程中可以选择学生感兴趣的内容展开讨论，让同学们加深对汽车行业的认识和理解。也可以鼓励同学走上讲台，介绍与本课程相关的新技术和科研动向，互通有无，可激发学生对本课程的学习积极性，提高教学水平。

2 科研促进教学，提高学生的学习能力

（1）研究性学习，增强对理论知识的理解。“汽车理论”课程理论抽象，研究性学习可帮助同学们深入理解汽车结构参数和使用性能之间的关系。在教学中引入MATLAB软件，可以加强学生对汽车性能的理解，提高学生的学习能力。如利用MATLAB软件根据汽车的基本参数编程描绘各种动力特性曲线（加速度曲线、驱动力曲线、功率平衡图、动力因数曲线等），并求解汽车的最高车速等动力性参数等，如图1所示，同时可以通过改变汽车结构参数（汽车的总质量、变速器传动比、主减速器传动比等）得到不同的结果来进一步地分析汽车结构参数对汽车性能的影响规律。

（2）引导学生参与科研，激发学生的学习兴趣。目前高校教师所从事的科研工作代表着行业的最新技术的发展情况，在大多数院校只有研究生才有机会协助老师开展相关研究。我国车辆工程专业“汽车理论”的教学大多把重点放在了汽车性能的理论计算分析等基础理论知识的传授上，而缺乏创新能力培养。学生学完课程后即使成绩优良，也不能解决实际问题，不能开展汽车的设计等工作。如果在教学过程中将科研成果与传统的课堂教学内容结合起来，让学生参与到科研中来，可引导学生提前接触汽车的设计及研究工作，拓展同学们的视野，激发同学们的学习兴趣。

如笔者在教学中将最新的科研课题“负载隔离式纯电驱动汽车”融入教学中。负载隔离式纯电驱动汽车动力系统是一种新型的动力系统，如图2所示。动力系统中采用两组储能电池组交替进行充放电，电池组可避免过充、过放，可增加电池组的使用寿命，发动机和负载隔离，始终工作在最经济工况点。

鼓励学生利用MATLAB 中的SIMULINK建立整车模型，并进行整车性能仿真分析，研究发现该系统可大大降低整车的燃油消耗。学生通过参与本课题，可以进一步了解电动汽车发展的最新动态与发展趋势，对电动汽车的结构原理有个更深入的认识，掌握汽车动力参数匹配的方法，了解发动机的负荷特性、蓄电池的充放电特性等。通过对整车模型的建立，让学生掌握汽车性能分析的主要软件及性能分析的方法。

学生在科研的过程中综合运用所学“汽车理论”知识的能力得到锻炼，另一方面，学生参与科研活动，可使他们有机会接触汽车领域的最新技术，了解汽车行业的发展趋势，进一步激发学习和研究的兴趣，拓宽同学们的知识面，锻炼解决实际问题的能力。⑦

3 教学科研相结合，提高教师的教学水平

“汽车理论”是一门理论性较强的课程，教师在教学过程中如果只是局限于教材，照本宣科，只是空讲理论知识，同学们会厌倦，教学效果肯定不好。因此教师只掌握本课程的理论知识是不够的，还应该及时了解本学科的最新科研动态，提高自己的知识水平。因此需要老师在讲课过程中将本课程与实际中的应用结合起来，激发学生的学习兴趣。如在讲课过程中针对汽车企业中的实际车型进行分析，给他们讲授如何根据汽车的性能指标对汽车动力装置参数的匹配设计，如何分析整车的性能，同学们对这些实际应用非常感兴趣，这让他们了解到学习本课程的重要性。因此这就需要教师积极和企业合作，在合作中不仅可提高教师的科研能力，还可以将科研成果带进课堂，提高教师的教学水平。

汽车技术更新很快，教师也需要不断地充实自己，否则就会被社会所淘汰。科研活动可以促使教师掌握汽车的新技术，将科研成果融入“汽车理论”的教学，丰富教学内容，从而带动本课程的教学改革和课程建设。同时，教师通过科研活动可提高自己的理论知识水平，提高教学水平和教学质量。⑧

4 总结

为了适应社会对创新型车辆工程人才的需求和现代教育的培养目标，将科研理论和成果融入到“汽车理论”教学中，丰富教学内容，完善课程体系建设，在课堂上开展研究性教学和学习，可使枯燥的理论教学变得形象、生动，同时也可锻炼和提高学生研究和解决实际问题的能力。鼓励学生参与科研活动，提高学生的创新能力，激发学生的学习兴趣，以科研促教学，同时可以提高教师的教学水平。

青岛大学特色名校建设项目（07081310），青岛大学精品课程建设项目

注释

① 龙志军，訾琨，朱濤.应用型车辆工程专业人才培养方案的研究[J].中国现代教育装备，2010（11）：134-136.

② 吴延霞.研究性教学在《汽车理论》教学中的应用[J].新西部，2012（10）：226-227.

③ 张志刚，石晓辉.《汽车理论II》理论联系实际一体化教学模式下考核体系探索[J].教育教学论坛，2014（28）：254-255.

④ 包凡彪.《汽车理论》课程实践教学改革研究[J].价值工程，2011：227-229.

⑤ 段庆茹，阚连宝，生艳梅.科研与教学相融合提高人才培养质量[J].长春教育学院学报，2013.29（8）：114-115.

⑥ 余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2005.

⑦ 张仲华，锁要红.浅谈科研教学互利关系[J].科技视界，2015（10）：47+69.

⑧ 胡澍，席守民，马灵筠，等.以科研促教学探索基础与创新相结合的教学模式[J].西北医学教育，2013.21（4）：669-671.