《机车车辆工程》本科生课程实践教学模式探讨

谢素超 王达

摘要：作为铁道车辆工程专业机车车辆方向的重要课程，《机车车辆工程》具有综合性强、实践性强、专业知识广泛的特点。本文结合中南大学铁道学院软硬件条件，以及就近的机车车辆制造、维护与检修等部门的现场条件，利用实验实践和现场教学，探讨理论与实践相结合的教学模式，提出改善《机车车辆工程》课程的教学效果的对策。

关键词：机车车辆工程;本科生课程;教学模式;实践教学

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）19-0202-03

《机车车辆工程》是铁道车辆专业机车车辆方向的一门重要课程，该课程主要讲述我国铁路常见的、具有典型性的主型机车、客货车辆的构造、作用、原理、总体设计及车辆强度和动力学的基本原理[1，2]。课程内容包括：铁道机车车辆基本知识;转向架结构原理及基本部件;机车/客车/货车转向架;城市轨道车辆及摆式列车转向架;机车车辆的运行性能;车端连接装置等[1，2]。其内容完整地涵盖了铁路机车车辆的基础知识，系统地概述了铁路机车车辆的基本原理，是铁路机车车辆方向学生的基础课程和必修课程。

《机车车辆工程》是以工程为背景，以技术为主线，旨在培养学生的铁道车辆工程意识和实践能力[1，2]。為此，我们要适当采取相应教学实验方法，将课本中抽象的、理论的、难懂的知识以实际中具体的实物和实验的形式展示给每一位学生，帮助学生系统有效地理解、掌握机车车辆工程的理论知识。为改善和提升目前的课程教学，培养更加优秀的铁路人才，我们结合本校软硬件条件，以及就近的机车车辆制造、维护与检修等部门的现场条件，提出并探讨机车车辆工程本科生课程的实践教学模式[3，4]。

一、实践教学模式研究的目的和作用

《机车车辆工程》课程注重培养本专业学生的综合素质和实践能力，重视教育与社会需求相结合、理论与实践相结合[1]。该门课程是实践性很强的一门专业课，仅靠课堂上的讲解，同学们只能接触到课本和相关视频图片，对于实际的机车车辆没有直观具体的了解。特别是车辆设备中一些复杂的机构、装置，如果同学们没有接触到实物，对其的认识停留在浅显的层面，降低教学效果。因此，为了培养学生的实践和动手能力，我校需在理论课程的基础上，采取如课内实验、课程设计、认知实习、生产实习、社会实践等实践教学[5，6]。

适当的引入实践模式教学，通过实践培养学生观察、动手、思考和解决问题的能力，可以加深学生对课本教材里理论知识的理解，提高对理论知识的运用能力。例如，在货车103阀的实验中，相比较于课本中复杂的结构图，学生可以直观地看见和接触到103阀的具体结构，在拆装阀体模型的过程中，会引发同学们对其结构作用的思考。同时，实践教学可以给学生提供许多实习地点，在参观学习这些先进车辆企业中，学生可以了解我国机车车辆的发展和现状，看清机车车辆未来的发展趋势和需求，对以后从事的工作也有更深的理解。在理论课程中穿插实验实践，可以极大地丰富课程内容，提升学生的学习兴趣，锻炼学生的动手能力，使学生对我国机车车辆的现状和发展前景有了较全面的认识和了解。

二、改善机车车辆工程实践教学的对策

本文通过现场教学、实验教学、课程设计、课外研究性实验等方式开展《机车车辆工程》本科生课程实践教学模式研究，实施方案如图1所示。

（一）加强实践教学，创造真实的教学环境

《机车车辆工程》课程中有一些相对复杂的具抽象性、经验性的理论知识，仅在课堂上是难以讲解的，而实践教学把相关课程中抽象的知识以现实中实物的形式展现给学生，方便教师对课程知识进行直观地讲解，使学生能接触到课程中学习到的比较抽象或复杂的机车车辆机构和装置等，帮助学生深入理解理论知识。

基于我校的软硬件设施，可以在课时内的理论教学中，穿插校内的现场教学，充分利用我校铁路园现有设施。我校铁路园中的三台机车分别代表了中国火车机车的三个时代，上世纪70年代以前，通过烧煤利用水蒸气运转的蒸汽机车;八、九十年代，主要通过燃烧柴油来提供动力的内燃机车;从90年代开始，依靠电力驱动的电力机车。师生们在理论课程期间，走出课堂，在真实的机车前可以了解到我国机车车辆的发展阶段，能直接观察到我国三代机车的具体结构，把课堂学习的理论知识与其联系到一起，巩固了课堂教学的效果。

在课程中后期，带领学生到长沙机务段、株洲车辆段、长沙车辆段、株洲电力机车厂、长沙动车所等就近的机车车辆相关部门进行实习学习，在实际的厂房内，亲历接触机车、客车、货车、动车组、城轨车辆的运行维护、检测维修等。在现场车间学生可以直接观察机车车辆各个零部件的拆解和组装，并可对应课本图纸，让实际与理论充分结合。为了加强现场教学的效果，可以让学生参与实际生产中，如车钩的挂钩和摘钩，车钩的分解和组装。在实际操作中，学生通过思考复习理论知识，结合实际，掌握操作技巧，锻炼实践能力。

在实践教学中，学生通过亲自实践，对所学知识有了一个重新认识的过程，综合能力得到了锻炼，不仅加深了对理论知识的记忆，还加强了对铁道机车车辆专业知识的理解。

（二）利用实验教学，提高学生实践创新能力

相对于理论课程，实验具有直观、可操作强、具有创造性的特点，可促进学生主动性、探索性、创造性的发挥。考虑到我校众多先进的实验室，可给学生提供多样且完善的实验条件，我们可以在课程中适当加入如液压减振器性能测试实验、车辆动力学性能实验、转向架摇枕载荷测试实验、103和104阀缓解排气实验等与机车车辆相关的实验。

对实验教学的学生评价，不能只单纯要求学生学会使用实验仪器，学会测量几个实验数据，照着实验指导书操作，验证相关的理论或某个要求的实验结果。例如，在液压减振器性能测试实验中，学生首先通过拆解液压减振器，了解其工作原理和基本结构，随后依据实验要求和步骤，操作设备压缩减振器，绘制活塞位移坐标图。如果就此实验结束，学生只是进行了一次实践操作，却没有思考问题，没有理论与实践的结合。实验的目的是要帮助学生树立一种系统的研究思维，引导学生发现问题、分析问题和解决问题，从而提升其实践能力。因此，在实验教学的安排上，应综合考虑各个实验的具体内容及要求，加强实验的综合性和创新性，对于实验教学的评估不应只限于报告及结果，更应注重学生的学习实践过程，考察学生的自主思考能力。

（三）合理综合课程设计，加强学生创新实践能力

仅靠实验教学不能完全达到对学生综合能力的培养要求，我们需要结合具有综合性及创造性的课程设计。在设计中学生不断收集资料，学习最新的相关理论知识，接触前沿的科技理论，无形中增加学生的知识储备，增长了眼界。课程设计是对机车车辆工程课程内容的整理和综合，题目应具有实际工程意义和可行性，例如列车减速箱的设计，学生依据电动机输出和机车重量限制，按照机械手册计算相关参数，设计减速箱。

而课程设计的考核方式不能仅以一篇设计报告作为考核的标准，也要重视学生设计过程中的表现。在课程设计的期间内，学生需要定期向指导老师汇报课程进展，展示设计成果，并及时反馈问题，而指导老师通过对学生课程设计过程的表现，考核学生的学习和实践能力，与最后的设计报告一起作为成绩评定的参考。依照以上方式考核，课程设計才能真正培养学生发现探索、搜集资料、总结分析的能力，以及运用自身所学知识和理论研究、解决课程问题的能力，锻炼学生自学和独立进行研究、设计工作的能力。

（四）开展课外研究性实验研讨，开阔学生视野

当今铁路事业发展迅速，课程应紧跟时代，不仅应在课堂教学内加入现今铁路机车的教材资料，课外也可开展各类活动。我校轨道交通安全教育部重点实验室拥有目前世界上规模最大、实验速度最高的高速列车动模型实验平台，可以实现高逼真度和真实度模拟实验的列车列车空气动力学性能模拟实验，在该实验平台上完成了不同外形的高速动车组、不同断面形状的隧道结构、车隧耦合气动效应及外形结构优化;同时，实验室还拥有自主研建的轨道车辆实车及大部件碰撞实验系统，目前已完成了中国标准动车组的头车耐撞性实验、广深港高速动车组底架碰撞实验及耐撞性能评估、国内及出口城轨车辆耐撞性实验和评估等，该实验系统为我国高端轨道交通装备安全服役，高速列车技术引领、走出国门发挥了重要作用;除此之外，实验室还拥有大型的风沙风洞实验装备、列车变气动载荷实验装置、风/沙/雨/雪/冰气动实验平台群等。

通过实验室的实车样件及实验模型的展示和老师的详细讲解，同学们可以掌握如今高速铁路发展的最新动态，通过观摩实验室的各种研究性实验，同学们可以了解我国高速铁路最新的研究方向，对机车车辆课程会有一个全新的认知，开阔自身视野。同时，让学生积极参与学校铁路车辆的高新论坛讲座，在与各个铁路行业精英的交流学习中，感受铁路车辆发展方向及未来趋势。

三、结语

机车车辆工程是一个注重实践的学科，为了达到良好的教学效果，《机车车辆工程》课程要求学校建立相应的实践教学体系。但这不是要求专业教师注重实践教学而忽略理论教学，而是需要我们在整个教学体系基础上，探讨研究理论与实践教学的关系。本文所探讨的实践模式，其目的是更好地加强和巩固理论教学，通过在课堂教学中穿插各类实践活动，丰富学生的课程学习，在理论课程教学的薄弱部分，利用实践教学弥补，使学生能全面具体地了解课程。

现如今，我国铁路事业蒸蒸日上，《机车车辆工程》作为铁道车辆工程专业的核心课程，我们需要不断总结经验，完善加强教学模式，以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》以及《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》等文件精神为指导，达到培育更多更优秀的铁路专业人才的目的。

参考文献：

[1]严隽耄，傅茂海.车辆工程（第三版）[M].中国铁道出版社，2015.

[2]张效融，朱喜锋.电力机车总体及走行部[M].中国铁道出版社，2015.

[3]胡瑞，许春霞.机械工程专业实践教学引入任务驱动模式研究[J].教育教学论坛，2018，（32）：42-43.

[4]孙境蔚，张云峰.《环境影响评价》课程的理论与实践教学模式探讨[J].赤峰学院学报（自然科学版），2013，29（5）：265-266.

[5]魏占祥，祝淼祺.高校“翻转课堂”式实践教学模式探讨[J].教育教学论坛，2018，（31）：181-182.

[6]颜喜林.城市轨道交通工程实践教学模式探讨[J].实验技术与管理，2010，27（12）：171-173.