《汽车理论》教学改革探索与实践

徐中明 张志飞 贺岩松 褚志刚 舒红

【摘要】汽车理论是车辆工程专业的必修专业课，是汽车动力学的基础。汽车动力学发展日新月异，汽车理论课程对车辆工程学生的基本素质培养非常重要。因此，必须把汽车动力学的最新技术与成果加入汽车理论教学中，从而加课程建设，优化教学内容、教学方式，完善教学资源。针对该课程，进行了5年的教学改革探索与实践，通过优化课程的教学内容、实施混合式多样化的教学方法等方面的改革探索，激发学生深入思考、探索问题的积极性，提高了汽车理论课程的教学水平和教学效果。

【關键词】汽车理论;教学改革;实践

一、汽车理论课程教学现状与改革需求分析

汽车理论是车辆工程本科专业汽车方向的必修专业课，是汽车动力学的基础，分析与汽车动力学有关的汽车各主要使用性能，包括汽车动力性、汽车燃料经济性、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车行驶平顺性及汽车通过性。课程目标是让学生掌握汽车使用性能基本知识的基础上，提升学生的分析能力、评价能力和基本素养。知识贡献：掌握汽车使用性能的评价、分析、预测与试验的基本知识;能力贡献：分析能力、评价能力、试验动手能力;素质贡献：汽车基本知识素养、独立分析问题素质。

国外的车辆工程学科在大学本科生中汽车理论是其必修课程，一般称为汽车动力学基础，如美国密西根大学安贝尔分校机械系就开设有“The Fundamental of Vehicle Dynamics”，加拿大的大学里机械系开设有“The Theory of Ground Vehicle”，英国Leeds大学、德国亚琛工业大学等欧洲学校也开设有“Vehicle Dynamics”，日本东京大学、东京工业大学等高校也开设有日语叫做“自动车工学”的课程，课程内容体系与国内基本相同。

国内高校车辆工程专业汽车理论大多作为必修课程开出，学时大多为48学时（3学分），重点大多放在基本知识（前4章）：动力性、燃油经济性、制动性章节，5、6章操纵稳定性、平顺性只做简单介绍，甚至有个别高校这2章不讲。教学方式均采用多媒体课堂教学方式，辅助研讨和试验环节。国内基本上以灌输知识为主的传统教学模式，为改变现状，我们采用模块化教学方式，进行了探究式教学方式改革探索。

二、课程改革的目标与教学团队建设

经过充分调研与研讨，我们课程教学团队将“汽车理论”课程改革的目标确定为：

（1）创新汽车理论的教学观念、教学方法、教学内容、教学评价;

（2）以学生的知识、能力和素质提升为核心，改进课程体系、内容及学时安排;

（3）促进“汽车理论”精品课程建设。

教学团队由5位教师组成，均有工学博士学位，有4人有海外留学经历，有4人有汽车摩托车企业博士后或汽车企业挂职经历，从事汽车动力学方向研究且有丰富的工程经验。密切结合各位教师的研究方向分配讲授章节内容，5位教师分工协作完成5个模块的教学，5个模块及学时分配如下：

（1）第一模块：绪论、第一章 汽车的动力性，8学时;

（2）第二模块：第二章 汽车的燃油经济性、第三章 汽车动力装置参数的选定，8学时;

（3）第三模块：第四章 汽车的制动性，8学时;

（4）第四模块：第五章 汽车的操纵稳定性，12学时;

（5）第五模块：第六章 汽车的平顺性，12学时。

每一模块的主讲教师的研究方向密切结合教学内容，教学与科研密切结合，极大的丰富了教学案例，使汽车理论紧密结合了工程实际又紧跟学科前沿。

三、课程混合式教学探索与实践

通过深入调研国内外汽车理论专业课程教学模式、方式、内容安排等，改变了教师的教学观念，变输送知识为输送能力。逐步改变灌输式教学方式，推行探究式教学（微课和翻转课堂等），引领学生自主学习，提升学生的知识和能力。探索以“教师为主导、学生为主体”的教学方法;在车辆工程本科实验班中进行了5年混合式教学探索实践。

1.精心设计教学内容，优化学时安排

结合汽车动力学研究最新成果，根据车辆工程专业培养的知识、能力、素质要求，修改完成了新的课程教学大纲;然后完善和优化课程教案、教学周历、课程PPT等。对教学内容、教学设计、教学组织等进行具体设计，选择部分知识点或工程案例进行课题研究，增强学生的学习经历和过程体验，有效激发学生的学习积极性;教学安排明确讲述内容和知识重点。

2.学生人人有课题

每一教学模块，给出8个左右的课题或者自选课题，总计40个左右课题，每位同学至少有一个课题，同学轮流汇报对课题的研究成果，课题密切结合课程知识点和工程实际，对知识点的理解和掌握更加深刻。以第一章汽车的动力性为例，给出了如下8个小课题：

（1）汽车的滚动阻力分析（硬路面上、沙漠松软路面上）;

（2）纯电动汽车动力性计算方法;

（3）轮胎半径对汽车的加速性能和爬坡性能的影响分析;

（4）汽车滚动阻力系数 f 和空气阻力系数CD道路试验测试方法探讨;

（5）SUV侧翻事故技术分析;

（6）温州丰田汉兰达爬坡门事件技术分析;

（7）丰田RAV4打滑门事件技术分析;

（8）适时四驱、全时四驱动力性异同分析。

这些课题密切结合课程知识点，又密切联系工程实际，激发了学生探索学习的欲望，给学生以探索的空间， 同学们通过查阅资料，学习理解知识点后，可以以任意自己喜欢的方式汇报对课题的理解和见解，如小视频、PPT汇报等，培养了学生的创新能力、沟通表达能力。

3.加强课程实践教学的完善

将MATLAB等软件引入到汽车理论课程学习中，第1、2、5模块均要求学生用MATLAB编程完成计算分析的大作业，学生可以通过计算分析不同结构参数和使用参数对汽车动力性、经济性、平顺性的影响，进一步增强了学生对知识点的理解和学习兴趣，激发了学生深入思考、探索问题的积极性。

汽车理论试验教学集中安排在汽车综合实验课程开出，其中有8学时汽车试验法规介绍、汽车动力性、经济性、制动性基本实验，因受试验场地限制和安全性考虑，目前实验实在室内转鼓试验台上开出。

四、结束语

从2013年开始在实验班实施汽车理论课程教学改革探索与实践，通过以上教学内容的优化、教学方法和手段的探索，提高了教学质量，使学生更好的掌握汽车理论涉及的知识点，为从事汽车设计开发和试验研究打下良好的基础。

参考文献：

[1]余志生.汽车理论（第5版）[M].机械工业出版社，2009.

[2]余志生.汽车理论（第6版）[M].机械工业出版社，2018.

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[5]霍炜，刘大维，严天一，陈焕明.基于“课堂、网络、实践三位一体”的“汽车理论”教学模式研究[J].科教导刊，2015，（12）：135.

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