讓學生都學開高鐵

【關鍵詞】科學素養;高鐵模擬駕駛;團隊協作

【中圖分類號】G633 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2020）67-0059-02

【作者簡介】呂健，上海市徐匯中學（上海，200030）教師，一級教師。

一、課程背景

在學校領導的努力下，筆者和同濟大學軌道交通運輸學院洪玲教授及其研究生團隊對接，借助其先進的“高鐵動車CRH380A模擬駕駛器”實驗設備和高校的實驗教學經驗，在我校高一、初一開設高科技特色課程“高鐵動車組列車駕駛操作實驗”已經5年，旨在培養中學生的科學思維、科學實踐操作能力和創新素養，幫助學生掌握自主學習探究的方法，提升其研究能力。

二、課程內容

“高鐵動車組列車駕駛操作實驗”分為四個階段。

第一階段帶領學生學習動車組基礎專業知識（理論部分），其中包括動車組的發展歷史和機車車輛與車站設施設備，涉及物理、數學等多個學科的知識。

第二階段是模擬駕駛操作，主要讓學生學會CRH380A的駕駛基本流程：運行準備操作一啟動動車組操作一牽引手柄操作。每個步驟中教師都要耐心指導學生掌握操作中的注意事項。

第三階段自主探究，由學生根據以往獲得的高鐵駕駛操作體驗進行一些課題的設計與研究。例如，研究不同天氣條件下動車組列車的駕駛對策，如何按圖行車等課題。

第四階段課程評價，主要考核學生對高鐵發展歷史資料的收集完成度，對高鐵模擬駕駛操作的實際操作掌握情況等。此外，由每個小組自主設計方案，完成滬杭高鐵“杭州東一余杭”站區間的駕駛，由教員機給出評分，根據能耗、時間給出綜合性評價。

三、培養策略

同濟大學“高鐵動車組列車駕駛操作實驗”課程，強調以力學為基礎，以科學實驗和先進的操控經驗為依據，分析列車運行過程中的各種現象和原理，超出了中學階段的學生的學習能力。在具體教學中，我們根據我校校情和學情對課程進行改進，改進后的課程分為3個實驗探究和1個自主探究。

1.教法轉變。

在課程開設之初，學生要自主學習高鐵模擬駕駛操作手冊，組建一個小團隊，分工協作，通過團隊內的互助，查找資料，做好PPT并講解，在相互協作的過程中逐漸學習到他人之所長，提高團隊競爭力。在進行實際操作時，教師先給學生示范操作和講解各個操作流程，并指導學生進行操作，隨后由學生來教學生，讓每位學生成為老師，更好激發他們對于這門課的興趣，培養自主學習的能力。

2.教學的主要內容。

（1）機車車輛和車站設施設備認知實驗（理論知識）。通過對模型的認知、設備的使用，掌握車輛的基本構造及各個組成部分的作用，明確車輛走行部的組成，了解空氣制動機的作用原理和特點，識別車輛的基本標記。

（2）動車組駕駛操作實驗（環境和應急）。利用“CRH380A模擬駕駛實驗教學系統”平臺，通過模擬在雨、雪、霧、大風等惡劣天氣條件下的動車組列車駕駛，使學生了解不同環境條件對列車運行速度的限制，體驗各種天氣情況對列車司機駕駛行為和行車安全性的影響，掌握基本的行車安全知識;掌握常見的突發事件類型及其處理原則和方法。

（3）動車組駕駛操作實驗（制動和能耗）。要求學生通過實驗，了解高速鐵路列車運行制動的基本特征，了解列車制動的不同方式及其分類，以模擬駕駛的方式實際體驗動車制動的一般過程，認識制動過程的原理及列車動力學原理，掌握列車制動特性曲線的基本含義和作用;了解基于能耗曲線的列車運行能耗測算方法，理解列車運行能耗曲線的基本含義和作用，掌握列車節能運行與再生能量利用的基本概念與基礎理論。

（4）自主探究實驗。教師給定一個課題，讓每組學生通過前幾次課學習到的知識，課下設計自己的實施過程，理論分析，實驗報告等。旨在培養學生的自主探究、團隊協作、創新、實際操作能力等。如某小組的課題解決在列車能耗最少的情況下如何能夠準時準點到站的問題。表1是該小組自主設計的實驗報告。

“高鐵動車CRH380A模擬駕駛器”具有模擬操縱、車輛動力學計算、故障判斷和排除培訓、視景和聲音仿真以及運動仿真、培訓效果評估等功能。利用這樣的工具，在“高鐵動車組列車駕駛操作實驗”課程中，學生能夠進行動車組列車制動特性、運行能耗、運行過程的應急處置演練等操作型實驗，以及動車組列車運行特性分析、牽引計算等綜合型和創新型實驗。這些實驗能起到對學生實施專業基礎知識素養、科學思維素養和工程實踐操作能力、方法論素養、創新素養的逐層遞進培養作用。