《列车牵引计算》课程教学改革的探索与实践

潘寒川

摘要：列车牵引计算是城市轨道交通相关专业的一门重要的专业课。本文首先列车牵引计算这门课程的主要内容，以及目前该课程相关教材的基本情况。接着，结合城市轨道交通的特征，指出本课程的教学应该有别于传统的铁路运输注重货运的特点，应着重介绍城市轨道交通动车组的相关知识结构。最后，本文针对目前教学中存在的一些问题，提出了一些教学改革的意见和建议。

关键词：列车牵引计算；城市轨道交通；教学改革；

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（b）-0000-00

近年来，我国城市轨道交通发展迅猛，尤其是部分特大城市线路网络化特征凸显，截至2015年底（以上海市为例）已开通运营14条线、366座车站（换乘站51座，其中四线换乘的大型枢纽1座），运营里程达到617公里（含磁浮线）。轨道交通在缓解交通拥挤、节约人们出行时间、提高乘客出行可靠性等方面起到了显著的作用。与此同时，轨道交通列车运行过程的精确描述作为行车的基础知识，对于相关专业的学生来说无疑具有非常重要的地位。《列车牵引计算》这门课，相比于传统铁路机车、车辆的组成模式，城市轨道交通相关专业的学生应更注重动车组相关知识的学习。因此，在城市轨道交通大发展的背景下，如何有效实现本课程的教学目标、提高教学质量具有十分重要的理论和实际意义。

列车牵引计算课程是传统铁路院校中铁路运输专业的非常重要的专业基础课。北京交通大学杨肇夏教授主持教育部教改项目，组织了国内多所院校和研究机构编写了《列车运行计算与设计》精品课程；西南交通大学彭其渊教授主持课程建设项目并编写了《城市轨道交通列车牵引计算》精品课程，填补了该课程在国内高校课程建设中的空白。随着城市轨道交通的快速发展，列车牵引计算课程也随即成为各高校城市轨道交通专业学生必修的一门专业基础课，本文结合上海工程技术大学城市轨道交通学院相关专业的课程教学实际，通过课程介绍，分析课程授课中存在的问题，结合当前教学改革方法，探索适合本课程的教学模式，并在授课中予以实践。

1 列车牵引计算课程概况

本课程授课对象为城市轨道交通运营管理专业本科生，是该专业学生的专业基础必修课。通过本课程的学习，使学生掌握列车牵引计算的基本原理和计算方法，将仿真模型的求解与实际问题结合，具备正确判断与决策的能力，为后续的专业课学习打下基础。课程具体内容包括列车牵引力的特性、计算标准和取值规定，列车阻力和附加阻力的计算与取值方法，列车制动力的产生、限制及计算方法，列车合力曲线、运动方程及时分解算，列车制动问题解算，列车运行能耗计算及节能技术，牵引质量及定数的确定，城轨与高速列车运行计算等内容。

本课程重点培养学生从根本上掌握列车牵引力、列车运行阻力以及列车制动力等相关原理和知识；培养学生绘制速度时分曲线图的能力；培养学生深入理解列车能耗与牵引质量计算的基本原理和方法。同时，在掌握相关力学知识的基础上，培养学生使用模拟列车运行过程的能力，使学生掌握列车运行策略设计的细节和逻辑关系，锻炼学生的自主设计能力，发挥学生的自主能动性和学习潜能。另外，对于部分学有余力的同学，可以培养学生将所学知识进行融合的能力，通过安排学生的实际操作，加强对列车牵引计算基本原理的理解，全面培养学生的综合能力。

2 列车牵引计算课程教学改革的主要内容

单纯让学生从理论的角度去理解列车牵引、惰性以及制动的整个过程，存在很多的问题。比如：概念不清，无法准确理解和掌握。由于学生未实际观察、体验过列车的加速、匀速以及减速等实际过程，所以将各子系统串联起来学习的难度较大。因此，本文针对以上这些问题，探索出以下几点建议和方法：

2.1 全面理解列车的运行过程

该课程理论较多，抽象性较强。列车在运行过程中受到的纵向、横向以及竖向的力，通过将整个受力过程划分为若干个单元，并针对每一类受力进行详细分析，容易让学生理解和接收。从而，可以有效提高该门课的教学质量和水平。

2.2 充分利用实验设备

本课程要求学生具有一定的物理知识储备，尤其是在对粘着系数、抱死、空转等概念进行讲解时需结合实验设备，全方位理解车轮与钢轨之间的作用力、反作用力及其两者之间的关系。应充分利用相关实现设备，帮助学生直观地了解较难理解的力学现象，增加教学效果。

2.3 结合计算机软件强化学生的理解

本课程可以借助计算机仿真的方法使同学们更加全面、深刻、准确地理解列车运行过程中的受力变化。有利于帮助学生理解在不同策略条件下（最经济策略、最快速策略等）列车牵引、制动、惰性等工况之间的转换关系。同时，在铺画列车运行图的过程中，帮助学生理解相关折返时间、区间运行时分、停站时分等基本参数与本课程的联系。

2.4 结合实际案例加强知识点的掌握

结合实际中遇到的案例（例如：列车救援、列车折返等），培养学生模拟、设计列车运行过程的能力，使学生掌握列车运行策略设计的细节和逻辑关系，锻炼学生的自主设计能力，发挥学生的自主能动性和学习潜能。

2.5 教学需体现时代特征

随着客运专线、城市轨道交通以及有轨电车等多种交通方式的不断发展，《列车牵引计算》这门课的教学重点应有所突出。特别是针对城市轨道交通相关专业的学生，应着重讲授一些动车组列车的牵引、制动等特征，以区别于传统铁路中着重牵引质量、机车车辆分开计算等特点。同时，在教学中需更新教学理念，扩展学生的知识空间、深化对最新发展趋势的了解，从而弥补现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学改革的目标，大学不仅仅以考试分数为评定标准是一个重要目标。目前，大部分院校均以期末考试的卷面成绩作为主要的考核方法。笔者建议采用现场实践、分析、设计能力以及知识点掌握情况并重的考核方式。通过相关议题的讨论、实际案例的分析以及相关的实际操作等途徑确定最终的成绩。同时，需将学生的疑点、难点进行归纳总结，形成规范化的反馈机制，督促教师在课堂上改进相关的教学方法和重点，真正实现教与学的互动。

3总结

《列车牵引计算》作为一门城市轨道交通运营管理的专业课，内容复杂，其范围包括众多车辆结构、运输策略以及供电、内燃机等基础知识。因此，为了提升该课程的教学质量，作者提出了一些针对本课程的教学方法和主要的参考意见。以期达到增加教学效果、提升学生对本课程的理解、掌握的能力。

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