《列車牽引計算》課程教學改革的探索與實踐

潘寒川

摘要：列車牽引計算是城市軌道交通相關專業的一門重要的專業課。本文首先列車牽引計算這門課程的主要內容，以及目前該課程相關教材的基本情況。接著，結合城市軌道交通的特征，指出本課程的教學應該有別于傳統的鐵路運輸注重貨運的特點，應著重介紹城市軌道交通動車組的相關知識結構。最后，本文針對目前教學中存在的一些問題，提出了一些教學改革的意見和建議。

關鍵詞：列車牽引計算；城市軌道交通；教學改革；

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（b）-0000-00

近年來，我國城市軌道交通發展迅猛，尤其是部分特大城市線路網絡化特征凸顯，截至2015年底（以上海市為例）已開通運營14條線、366座車站（換乘站51座，其中四線換乘的大型樞紐1座），運營里程達到617公里（含磁浮線）。軌道交通在緩解交通擁擠、節約人們出行時間、提高乘客出行可靠性等方面起到了顯著的作用。與此同時，軌道交通列車運行過程的精確描述作為行車的基礎知識，對于相關專業的學生來說無疑具有非常重要的地位?！读熊嚑恳嬎恪愤@門課，相比于傳統鐵路機車、車輛的組成模式，城市軌道交通相關專業的學生應更注重動車組相關知識的學習。因此，在城市軌道交通大發展的背景下，如何有效實現本課程的教學目標、提高教學質量具有十分重要的理論和實際意義。

列車牽引計算課程是傳統鐵路院校中鐵路運輸專業的非常重要的專業基礎課。北京交通大學楊肇夏教授主持教育部教改項目，組織了國內多所院校和研究機構編寫了《列車運行計算與設計》精品課程；西南交通大學彭其淵教授主持課程建設項目并編寫了《城市軌道交通列車牽引計算》精品課程，填補了該課程在國內高校課程建設中的空白。隨著城市軌道交通的快速發展，列車牽引計算課程也隨即成為各高校城市軌道交通專業學生必修的一門專業基礎課，本文結合上海工程技術大學城市軌道交通學院相關專業的課程教學實際，通過課程介紹，分析課程授課中存在的問題，結合當前教學改革方法，探索適合本課程的教學模式，并在授課中予以實踐。

1 列車牽引計算課程概況

本課程授課對象為城市軌道交通運營管理專業本科生，是該專業學生的專業基礎必修課。通過本課程的學習，使學生掌握列車牽引計算的基本原理和計算方法，將仿真模型的求解與實際問題結合，具備正確判斷與決策的能力，為后續的專業課學習打下基礎。課程具體內容包括列車牽引力的特性、計算標準和取值規定，列車阻力和附加阻力的計算與取值方法，列車制動力的產生、限制及計算方法，列車合力曲線、運動方程及時分解算，列車制動問題解算，列車運行能耗計算及節能技術，牽引質量及定數的確定，城軌與高速列車運行計算等內容。

本課程重點培養學生從根本上掌握列車牽引力、列車運行阻力以及列車制動力等相關原理和知識；培養學生繪制速度時分曲線圖的能力；培養學生深入理解列車能耗與牽引質量計算的基本原理和方法。同時，在掌握相關力學知識的基礎上，培養學生使用模擬列車運行過程的能力，使學生掌握列車運行策略設計的細節和邏輯關系，鍛煉學生的自主設計能力，發揮學生的自主能動性和學習潛能。另外，對于部分學有余力的同學，可以培養學生將所學知識進行融合的能力，通過安排學生的實際操作，加強對列車牽引計算基本原理的理解，全面培養學生的綜合能力。

2 列車牽引計算課程教學改革的主要內容

單純讓學生從理論的角度去理解列車牽引、惰性以及制動的整個過程，存在很多的問題。比如：概念不清，無法準確理解和掌握。由于學生未實際觀察、體驗過列車的加速、勻速以及減速等實際過程，所以將各子系統串聯起來學習的難度較大。因此，本文針對以上這些問題，探索出以下幾點建議和方法：

2.1 全面理解列車的運行過程

該課程理論較多，抽象性較強。列車在運行過程中受到的縱向、橫向以及豎向的力，通過將整個受力過程劃分為若干個單元，并針對每一類受力進行詳細分析，容易讓學生理解和接收。從而，可以有效提高該門課的教學質量和水平。

2.2 充分利用實驗設備

本課程要求學生具有一定的物理知識儲備，尤其是在對粘著系數、抱死、空轉等概念進行講解時需結合實驗設備，全方位理解車輪與鋼軌之間的作用力、反作用力及其兩者之間的關系。應充分利用相關實現設備，幫助學生直觀地了解較難理解的力學現象，增加教學效果。

2.3 結合計算機軟件強化學生的理解

本課程可以借助計算機仿真的方法使同學們更加全面、深刻、準確地理解列車運行過程中的受力變化。有利于幫助學生理解在不同策略條件下（最經濟策略、最快速策略等）列車牽引、制動、惰性等工況之間的轉換關系。同時，在鋪畫列車運行圖的過程中，幫助學生理解相關折返時間、區間運行時分、停站時分等基本參數與本課程的聯系。

2.4 結合實際案例加強知識點的掌握

結合實際中遇到的案例（例如：列車救援、列車折返等），培養學生模擬、設計列車運行過程的能力，使學生掌握列車運行策略設計的細節和邏輯關系，鍛煉學生的自主設計能力，發揮學生的自主能動性和學習潛能。

2.5 教學需體現時代特征

隨著客運專線、城市軌道交通以及有軌電車等多種交通方式的不斷發展，《列車牽引計算》這門課的教學重點應有所突出。特別是針對城市軌道交通相關專業的學生，應著重講授一些動車組列車的牽引、制動等特征，以區別于傳統鐵路中著重牽引質量、機車車輛分開計算等特點。同時，在教學中需更新教學理念，擴展學生的知識空間、深化對最新發展趨勢的了解，從而彌補現行教材更新慢的不足。

2.6 考核方式需多元化

多元化的考核方式是教學改革的目標，大學不僅僅以考試分數為評定標準是一個重要目標。目前，大部分院校均以期末考試的卷面成績作為主要的考核方法。筆者建議采用現場實踐、分析、設計能力以及知識點掌握情況并重的考核方式。通過相關議題的討論、實際案例的分析以及相關的實際操作等途徑確定最終的成績。同時，需將學生的疑點、難點進行歸納總結，形成規范化的反饋機制，督促教師在課堂上改進相關的教學方法和重點，真正實現教與學的互動。

3總結

《列車牽引計算》作為一門城市軌道交通運營管理的專業課，內容復雜，其范圍包括眾多車輛結構、運輸策略以及供電、內燃機等基礎知識。因此，為了提升該課程的教學質量，作者提出了一些針對本課程的教學方法和主要的參考意見。以期達到增加教學效果、提升學生對本課程的理解、掌握的能力。

4. 參考文獻：

[1]鄧捷.基于城市軌道交通運營管理職業崗位培養的教學設計模型的研究和應用[J]時代教育，2014，（9）：169.

[2] 林健.談實施“卓越工程師培養計劃”引發的若干變革[J].中國高等教育，2010（17）：30-32.

[3] 徐紀康. 關于《列車運行自動控制技術》課程教學改革的思考[J]. 科技資訊， 2015（2）：146.

[4] 翟國棟.大學工科專業基礎課教學研究與實踐[J].機械制造與自動化，2007，36（2）：61-63.

[5] 向俊，陳秀方.淺談《鐵路軌道》課程模塊化教學[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2004（3）：139-141.