以學生為中心的汽車理論課程教學研究

于蕾艷++石永軍++吳寶貴++劉月娟

摘要：以教師為中心的教學模式不能有效提高學生的工程意識、專業素養和創新能力。《汽車理論》是高等院校車輛工程專業的專業核心課。本文分析了當前《汽車理論》教學存在的問題，探討了以學生為中心的教學的意義和理念。提出了以學生為中心的教學措施，包括針對學生的發展要求優化教學內容，營造鮮活、高效的課堂，高效利用網上教學平臺，運用混合式教學，集成實踐性與工程應用性。實踐證明，以學生為中心的教學有效地提高了學生的興趣、積極性、專業素養和創新能力，改善了教學效果。

關鍵詞：以學生為中心；教學；汽車理論

《汽車理論》是高等院校車輛工程專業的專業核心課。國內《汽車理論》課程教學還多采用以教師為中心的模式。國內對《汽車理論》教學的相關研究包括教學中運用LabVIEW、Matlab等軟件仿真技術、課程考核方法改革、理論聯系實際一體化教學模式、基于課堂、網絡、實踐三位一體的教學模式、研究性教學等。對于以學生為中心的課程教學研究還較少，研究不夠系統深入。

以學生為中心的教育理念建立在建構主義學習理論之上，以學生為教學活動的中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現、對所學知識意義的主動建構。本文結合《汽車理論》的教學實踐，探討以學生為中心的教學意義、理念、措施等方面，以期全面優化教學效果。

一、以學生為中心的教學的意義和理念

（一） 當前《汽車理論》教學存在的問題

當前《汽車理論》教學尚存在以下問題需要解決。

1.教材問題。國內《汽車理論》教材比較單一，不能滿足不同院校車輛工程專業的個性化定制需求，例如我校車輛工程專業具有石油特車特色，教材中應該反映出相關特色。國外對應課程名為《車輛動力學與控制》（Vehicle Dynamics and Control），車輛動力學與控制有機結合。國內課本內容主要圍繞汽車各個性能的評價、計算、分析，動力學模型的建立、求解等，體系不夠完善，應該把汽車動力學、汽車性能優化、控制的內容有機結合。內容更新慢，基本反映的是前些年的研究理論與成果，不能反映出日新月異的汽車技術發展，如集成底盤、車聯網、智能汽車、線控技術等。

2.教學模式問題。傳統的大學像知識工廠，以教師為中心的傳統課程教學，以三中心“課本為中心，教師為中心，課堂為中心”為基本特征，以系統講授、灌輸為手段。學生多采用機械學習，學習興趣和積極性不高，不能有效提高學生的工程意識、專業素養和創新能力。

3.課程考核方式問題。考核方式簡單，主要依據期末考試成績，缺乏過程考核；試題缺乏工程意識、應用性、創新能力等方面的考核，缺乏挑戰性。

（二）以學生為中心的教學的意義

以學生為中心的《汽車理論》教學是教與學地位的轉變，制定高層次教學目標，創建高效的、系統優化、開放和諧的學習環境，引導學生自主發現、建構知識，促進學生進行有意義的學習，幫學生實現自己的潛能，培養自由全面發展的人。

（三）以學生為中心的教學理念

以學生為中心的《汽車理論》教學過程中，學生既是學習者，也是研究者，開展研究性學習。教師既是教學者，又是研究者，從事研究性教學，主要是學習環境和方法的設計者，讓學生學會提出疑問，學會研究方法，培養學生主動探究、獨立思考和解決問題的能力。師生互相合作，重視團隊協作。

二、以學生為中心的教學措施

（一）優化教學內容

1.優化教材體系。選擇優質教材，不拘于單一采用國內教材，可以采用優質的國內教材為主、挑選優秀的英文原版國外教材為輔的混合模式，使學生原汁原味地吸取國外學術精華，提高專業外語能力。

鼓勵教學經驗豐富的教師積極參與教材建設，結合本校師生教學反饋編寫符合本校專業培養人才需要的、有特色的教材。學習成功的做法，如北京理工大學劉昭度教授出版的《汽車學》教材，將《汽車理論》《汽車設計》的內容整合在一本教材中。

2.課程內容優化。使課程系統化、模塊化，將課程內容分為縱向動力學、橫向動力學、垂向動力學三大模塊。汽車性能分為汽車動力性、汽車經濟性、汽車制動性、汽車操縱穩定性、汽車平順性、汽車通過性六大模塊。以知識樹的形式梳理課程的知識體系，圖1為整個課程內容的知識樹表達。根據有意義的學習過程的科學規律，梳理各知識點之間的聯系。

（二）營造鮮活、高效的課堂

課堂教學是課程教學的重要環節和陣地。教師是教學的設計者和引導者，以學生為中心的教學對教師提出了更高要求，要求教師采用多種手段組織教學，具有翻轉課堂的能力，著重培養學生具有批判精神、懷疑的態度、創新意識，引導學生進行有意義的學習。

1.案例式教學。恰當采用案例，例如：針對動力性、經濟性等指標，給出轎車、貨車、客車的參數和指標，使得學生對一些重要參數有直觀印象，熟練掌握。

2.問題式教學。激發學生的興趣，啟發、鼓勵學生提出問題、主動發現和解決問題，增強師生互動，提高學生的互助合作水平。如分析輪胎型號，啟發學生為什么標注高寬比、速度等級等，這些參數與汽車性能之間有何聯系。動力性、經濟性之間有何聯系與矛盾？讓學生自己上講臺辯論，提高學生的當眾演講和應變能力。

3.基于汽車工程的真實情景。課程教學中，為學生創設一定的問題情境，引導學生積極思考、主動探究。制動性教學中，結合制動性不佳導致交通事故的圖片、視頻資料，讓學生仿佛置身于慘烈的交通事故現場，說明提高汽車制動性的意義，引出制動性的評價指標。突出汽車模型與汽車工程真實情景的聯系，在課堂中真實再現汽車駕駛、汽車設計等的情境。結合汽車駕駛的情境，分析雙移線、單移線、8字實驗等與汽車真實駕駛之間的聯系。結合汽車駕駛的實際工況，進行抽象得到電動汽車的各個工作模式及控制策略。

4.引導學生進行有意義的學習。運用哲學觀點，重視各個內容的邏輯性、連貫性，由熟知的內容啟發新的知識點。引導學生進行有意義的學習，充分利用學過的課程的方法，使新知識與學生已有的概念建立非人為的、實質性的聯系，使學生的知識結構像滾雪球似的不斷組織和重新組織。例如，讓學生在探究整車的受力分析的基礎上利用《理論力學》的功率方程推導出行駛方程式。動力性部分的輪胎滾動阻力形成機理與平順性部分的減振器減振機理可以聯系起來，因為二者都有阻尼作用。分析制動防抱死控制策略時，引導學生在深刻認識路面附著系數與輪胎滑移率的關系的基礎上，探究怎么樣控制制動壓力才能防止車輪抱死，提高制動效能和制動時的方向穩定性。

（三）高效利用網上教學平臺，實現混合式教學

在“互聯網+”的背景下，整合各種教學資源，充分利用學校的“數字石大”集成的網上教學平臺，有效引導學生參與線上的網絡教學。在課程學習模塊，有課程通知、答疑討論、學習筆記、試題試卷庫、常見問題等子模塊，老師可以方便的在課外與學生溝通、答疑。教學資源模塊有教學大綱、教學日歷、課件、名詞術語解釋、文獻資料、專題講座庫、案例庫、學生報告等子模塊，將老師積累的國家標準、優秀論文、技術資料等上傳到文獻資料子模塊，將每屆學生的課程報告上傳到學生報告子模塊，資源共享非常便利。

采用混合式教學，將課堂教學與信息技術進行融合，使教學過程的線下面授教學與線上網絡教學有機結合，并根據學生特點達到一個合理的學時分配。學生進行不斷線的課程學習，課前預習，包括課程課堂教學重要知識點的預備知識、背景等內容；課堂上，有意義地學習相關知識點；課后，通過作業、報告、網上教學平臺學習、自己進行文獻檢索、調研等形式進行系統的復習，達到“溫故而知新”。

（四）集成實踐性與工程應用性

課程教學除了課堂教學，還展開了用MATLAB軟件進行編程、動力學計算分析等實踐環節，增強了學生的編程能力、計算能力、動手能力。將課程與畢業設計密切結合，學生在畢業設計階段可以利用《汽車理論》的方法進行汽車或子系統的動力學建模、分析、評價，進行電子控制系統的控制策略設計。

三、結論

以學生為中心的教學理念、措施符合人體認知科學規律，契合信息時代教學變革的要求，培養學生的批判性思維和創新能力，具有終身學習的素養，可以有效地提高教學質量，培養社會所需的專業創新人才。

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■ 編輯/宋 宇