研究生车辆动力学课程教学改革探讨

魏超+++刘辉（通讯作者）

【摘要】车辆动力学是车辆专业研究生的一门重要基础课程。面对学科交叉、工程与教学结合等新的挑战，以及适应汽车理论技术的快速发展，本文围绕培养研究生核心专业能力为目标，对车辆动力学研究生课程的教学内容、教学方法以及考核评价方式等几个方面进行了改革探讨。

【关键词】车辆动力学  研究生培养  教学改革

【中图分类号】G642.0                           【文献标识码】A      【文章编号】2095-3089（2016）11-0025-02

一、研究生教学改革的紧迫性

随着社会快速发展，我国在经济、科学研究等方面在全球所占地位快速提高，世界500强企业中的400多家和100多个研发中心已在中国安家落户。因此，产生了大量对高学历人才的需求。研究生作为高学历人才的主体，成为高科技企业和研究机构主要吸引的人才力量。高校对研究生的培养能否满足快速增长的人才需求成为亟待解决的问题。

在国家层面，为了快速提高我国的科技水平，满足对研究型人才的迫切需求，建设了一批“985”、“211”大学，并不断增加科研投入。在学校层面，不断增加研究生招生比例，重视科研能力培养。近年来，提出了建设研究型大学的目标，以应对高学历人才短缺的挑战。

对学生而言，企业和社会对毕业生的能力要求越来越高，增长的就业压力使学生更加注重所学知识解决实际问题的能力。

在大多数高校，研究生课程学时普遍较短，且研究生承担了很多科研工作，投入课堂学习的时间和精力与本科阶段相比大量减少。与本科不同，研究生培养更加注重利用相应资源解决专业问题的能力，需要在短时间内迅速提高专业素养，如何使学生快速完成这样的转变成为研究生教学的一大挑战。近年来，多学科交叉融合成为重要趋势，单一学科知识难以满足当今复合型人才的需求。就车辆工程学科来说，现代车辆技术越来越多的和控制理论、环境感知等信息技术学科联系起来，同时，在车辆工程专业的研究生群体中，有大量的自动化控制、数学、力学以及信息技术学科出身的学生。如何在很短的时间内，通过课堂教学帮助研究生完成多学科的交叉逐渐成为研究生教学面临的又一挑战。

二、车辆动力学教学面临的问题

车辆动力学作为车辆工程专业研究生一门重要课程，旨在帮助学生学习掌握车辆的直驶加速性、制动性、操纵稳定性以及平顺性四大类问题。通过本课程的教学除了使学生掌握相关车辆理论与技术，更重要的是使学生学会如何用相对简化的理论公式以及数学、力学模型来处理较为复杂的工程实际问题。这门课程实践性强，涉及知识面广，对培养车辆类专业学生分析和处理工程实际问题的能力，有着重要的作用。

由于这门学科学习内容较多，教师在较短学时内难以面面俱到。而且内容涉及理论力学、复变函数、机械振动等学科，学生学习起来很容易觉得困难、枯燥。但是，这些内容是车辆专业学生进行汽车设计与性能分析的基础，改变传统的教学模式提高课堂教学质量显得非常重要。

1. 教学观念革新不足

首先，课程教学观念对教学起着指导和统率作用，教学观念的变革需要适应学科现状的不断发展。传统的教学观念，强调知识的系统性和完整性，而对于车辆动力学这门课程来说，在五十多个学时内完成五大内容的讲授本身而言就是很大的挑战。为了在有限学时完成教学任务，教师不得不加快讲授速度，对部分内容点到为止。对学生而言，课程内容多而繁杂，造成学习困难、枯燥，并且学习兴趣不高。同时，传统教学观念对学生能力培养关注不够。和课程教学内容只是基本理论知识的讲授，缺乏结合具体问题实际进行教学，忽视了车辆理论对于科研和工程问题的指导作用。例如，在讲解轮胎模型时，如果只讲授轮胎模型公式的推导，学生即使掌握了公式，但并不了解哪些假设和简化条件适合怎样的情况，无法将其与具体问题联系起来。学生能力局限于完成习题和应试，对具体问题在理论上的认识不足，造成学生本来学习过相关知识，但面临具体问题时往往还是一头雾水。传统教学观念造成的重理论轻实践、重研究轻设计、重精深轻综合和重灌输轻自学的现象，已经与学生学习诉求和企业的人才需求不相适应。

2. 教学方法缺乏创新

传统的课程教学方法缺乏创新，一成不变。教学方法仍以单向灌输为主，学生只能被动地参与，课堂气氛不活跃，学生的学习兴趣不高。对学生来说，车辆动力学这门课程专业性很强，学起来困难、枯燥，灌输式的讲授方式也使得学生参与度不高，严重影响了教学效果。例如，在讲授平顺性方面的内容时，涉及到很多复变函数方面的内容，公式繁琐复杂，直接放到PPT上进行推导讲解，很多学生在过程中跟不上教师的节奏，干脆低头玩手机或者发呆走神。更加重要的是，在课堂上无法引起学生的学习欲望，造成学生在课下不愿主动投入学习精力学习课程内容，使得课堂教学得不到温故和深入理解，给本就繁重的教学增加了更多的困难。

3. 课程考核评价方法单一

课程评价体系将期末一次性“闭卷”书面考试视为评价学生能力的唯一标准，缺乏知识应用和实践能力的考核和对学生课程学习过程中的考核。 单一的考核方式鼓励了学生重视习题，对于利用课堂教学知识解决具体问题则往往忽略。就车辆动力学学科来说，由于知识点多，公式多，在最终试卷上对知识点掌握情况和公式理解的考核难以面面俱到，对具体工程实际问题也缺乏深入考核的条件，就造成了试卷考核泛而不深，难以全面反映学生学习情况。而且，这种考核方式鼓励了学生通过简单记忆课堂讲义和习题进行应试，对内容缺乏深入理解。往往是考试能拿到不错的成绩，但是考完后一股脑还给老师。因此，课程评价体系变革是课程教学改革的关键一环。

三、车辆动力学教学改革思路

1. 革新教学观念

教学观念改变是课程教学改革的基础。从简单要求学生掌握完整知识体系，转变为以培养学生核心专业能力为目标，是车辆动力学研究生教学改革的关键第一步。当今社会要求的工程技术人才将不再是在一个比较狭窄的学科专业范围内掌握一种专门技术，而是基础扎实，知识面宽、具有较强的学习能力和对信息综合分析能力的人才。掌握完整的专业知识体系是研究生教学的基本要求，但是仅做到这点无法适应当今的人才需求和学科发展。例如，在车辆设计过程中，经常将复杂的工程问题加以简化来进行处理，这样就会造成设计数据的近似性，设计结果不唯一且不存在标准答案。面临这样的请款，需要培养学生在解决实际问题时的工程意识。

对教师而言，围绕新的教学目标，在教与学的关系上，要改变过去以教师为主体，一切围绕教师转，教师教什么，学生学什么的被动学习的状况，树立学生是教学活动的主体，更加重视学生独立学习能力和开拓创新精神的培养。教师要树立新的教学观念，在教学实践中，主动、自觉探索更先进的模式和方法。

2. 重塑教学内容

在这样的教学观念下，教学内容从之前要求大而全的知识体系，转变为围绕具体问题，进行相关知识的学习与技能培养。问题导向的学习有助于激发学生的学习兴趣，充分调动了学习积极性，使学生主动投入更多的学习精力。同时，学生在解决问题的过程中完成知识点的学习，对相关知识认识更加具体、深刻，真正做到了所学即所用，遇到具体问题能够联系理论知识。例如在汽车动力性能的学习中，给出具体参数，让学生按照一定评价指标比较这几款车型的动力性能，学生在这一过程中能够真实体会到各个参数所反映的性能特点。对相关知识点做到深入理解和掌握，并且学会使用MATLAB等辅助工具。这样的教学内容安排不仅做到了知识体系的构件，而且对提高学生解决专业问题能力大有帮助，提高了学习效果。在操纵稳定性学习中，提出如何评价车辆的转向性能的问题，再沿着这个问题引出转向半径、横摆角速度、稳定性因数等参数，继而引出通过二自由度模型来计算这些参数。这样的问题导向过程对学生的吸引力大大增加，而且对这一问题解决过程的来龙去脉能够深入理解。总之，在车辆动力学研究生教学中，以问题导向进行的教学内容安排能够激发学生学习兴趣，提高课堂参与度，对知识点理解更加深入，大大提高教学效果。

3. 丰富教学手段

在教学方法上，要改变以往讲授为主、学生被动接受的方式，增加课堂师生互动与交流，鼓励探索式的学习，改变以往课堂枯燥、沉闷的教学氛围，将学生吸引到课堂中来，增强学生参与感。教学方法的改革是既重视知识传授又重视能力培养，首先是获取新知识能力的培养，也就是授人以鱼不如授人以渔的道理。这就要求教师由“教会”学生的教学方式向引导学生自己“学会”，从而达到学生“会学”的教学方式转变，培养学生自主学习的能力。在课堂教学上要注意培养学生提出问题和解决问题的能力，除了必须改变以“课堂传授、满堂灌”等特征的教学方法外，还应注意在授课过程中启发学生去积极主动思维，调动学生学习的主动性和引导学生学习，而不是被动地接受灌输。要求在阐述问题时有明确的目的，使学生知道学习这一内容是要去解决什么问题，如何去解决问题。在课堂教学中，教师应当起到关键的引导作用，引导学生提出问题、解决问题，帮助学生思考，而不是直接告诉学生答案。例如，在讲授汽车变速器时，引导学生思考几大类变速器的发展历程，启发学生分析各类变速器的性能特点，继而深入到原理与计算。让学生带着问题由浅入深，让学生真正地参与进来，对教学内容充满兴趣并愿意投入学习精力，这样往往能使教学效果事半功倍。

4. 完善考核评价体系

学生成绩评价是课程教学的最后一环，但也是十分关键的一环。课程考核是测试学生的知识与能力的基本手段，它具有导向功能、反馈功能、评价功能等多种功能，是教

学过程中的重要一环。恰当的考核方式能够引导学生选择科学的学习方法，使其达到理想的效果，实现预定的培养目标。 如果评价方式不恰当、不全面，学生就难以配合教师完成教学，也会使前面的一切努力大打折扣。成绩需要反应学生的核心专业能力，而不是简单的知识点记忆，传统的一张试卷的评价方式已难以满足这种要求。因此，急需建立多元化、综合化的评价方式。在车辆动力学课程中，一张试卷对知识点的涵盖和能力综合考核显得捉襟见肘，因此需要适当缩小期末试卷成绩所占的比例，增加课堂教学中的问题探讨、交流学习等活动在最终成绩中的比例。在课程教学中，教师设计探索式的课程作业和开放式的问题讨论，并把这些内容纳入考核范围，鼓励学生融入课堂教学，积极参加课堂教学活动，并且在课下也能够进行积极思考。例如要求学生在教学内容范围内自选一项车辆性能，对某一款车型进行计算分析，给出分析报告。这样的考核形式能够充分反应出学生对所学知识的理解程度和解决专业问题能力，从而保证了课程教学内容达到应有的效果。

四、结语

高学历人才的培养已然成为重要的挑战，培养具有核心专业能力、多信息综合分析能力、快速学习与分析解决问题能力的高水平研究生是高校和教师的重要目标。人才培养是一个系统的工程，围绕这一目标，在整个教学活动中，我们要通过不断改革与探索，以适应时代要求的不断提高和学科水平的快速发展。车辆动力学作为车辆专业研究生重要的课程之一，改革已势在必行。