改进汽车理论教学方法的思考
改进汽车理论教学方法的思考 针对汽车理论教学过程中的重难点，以上海理工大学的实际教学条件、教 学内容要求和考核要求以及以往教学效果为参考，通过分析如何坚持与优化传统 教学方法、如何将动力学仿真技术有效引入教学、如何针对改进后的教学方法进 行学时和考核安排来确保教学质量等问题，来深入系统地探讨汽车理论课程的教 学改进方法，以确保工程实践创新导向的卓越工程师教育教学培养质量。《汽车理论》课程是一门通过高度有机综合工程数学、工程力学与汽车构造等 专业知识体系来提高学生对汽车动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平 顺性和通过性等重要汽车使用性能指标进行定量化分析并研究相应的优化设计方 案的能力的专业基础课程[1，2]。在笔者的教学过程中，通过课堂调研与作业信 息反馈，发现学生在学习过程中普遍对基本概念与定义的理解不够深入，从而导 致他们所分析出的各类具体工况下汽车的性能表现缺乏实际的物理依据这一问题， 进而反过来更加阻碍学生对基本概念与定义的充分理解和吸收，最终形成恶性循 环，极大地挫伤了学生的学习积极性。
从每年期末考试的情况来看，汽车理论的平均分与及格率均低于汽车构造、 发动机原理、汽车设计等其他专业主干课程。如何在已有教学水平和教学资源的 基础上深化改革教学方法，提升学生的学习动力，培养学生对专业技术研究开发 关键核心问题的敏锐嗅觉与快速解决能力，是值得每一位《汽车理论》课程教师 深思的问题。
传统的《汽车理论》课程教学分为理论教学和实践教学两部分，课堂 理论教学一般在课时分配上占有绝对主导权地位。而从考核与成绩评价方式上来 讲，也是传统的期末考试成绩具有绝对话语权。这样的设计原则上合理，但是过 于依赖课堂教学与期末考试在专业能力培养与考核上的作用。在课程学习阶段的 学生早已不是刚入校的高中毕业生，而是有一定专业知识素养并充满专业实践创 新基础与渴求的大三学生。教学方式和考核方式的过于单一，在很大程度上会降 低学生的学习兴趣和对专业前景的光明预期，最终影响培养质量。为此，本文将 重点分析如何在坚持传统教学方法精髓的基础上进行教学考核方法的创新，从而 为培养具有高度理论素养和强大实践创新能力的学生提供可靠保障。
文中提到的教材均为清华大学余志生撰写的汽车理论各版教材，主要 以第五版为主。一、传统教学方法的坚持与优化 传统教学方法即教师PPT讲授+板书详细剖析关键知识难点+师生问 答互动+评阅学生作业。对于汽车理论这门理论课程，坚持该方法无疑是以保证 学生理解掌握完整理论体系与普遍分析方法为出发点，但在实践过程中，我们可 以尝试进行以下优化：
1.第一章。改变常规的授课思路，以汽车坡道行驶驱动动力学建模理 论、方法、过程与模型在动力性评价与优化设计中的应用为基本讲授纲要和思路。
有了对模型的系统理论认识，就很方便教师给学生讲授理论研究与实验中发动机 转速特性、滚动阻力系数、空气阻力系数、坡度与加速阻力系数、附着率的由来 及其在模型理论分析中的地位与作用。按此思路优化第一章教学，可以强化培养 学生以系统动力学的微分方程建模来对汽车驱动性能进行研究和设计开发的工 程学研发思路，促进同学们对在先修的理论力学、高等数学等课程中自己认识较 浅的知识盲点进行深化具体认识。此外，通过本章开始的课程学习所逐步培养的 这种能力也有助于培养学生学习其他机械工程领域的专业技术基础课程的自学 能力，从而使学生在将来的就业与深造中具有广泛的适应性与极强的自主性。
2.第二章。以发动机万有特性为基本出发点，引出等速、等加速与等 减速工况燃油消耗量的分析方法以及影响燃油消耗量的主要因素。由于发动机万 有特性通常属于学生认识不深入的基本知识点，那么，结合本课程的一个重要培 养目标——对专业技术研究开发关键核心问题的敏锐嗅觉与快速解决能力，将由 基于万有特性的发动机最小燃油消耗特性所确定的最佳无级变速器调速特性原 理对无级变速器的结构功能设计的理论指导作用作为本章的重要研讨性学习内 容来开展教学工作，教学过程可采用案例研讨、以小组为单位的课程设计作业、 课程设计作业答辩等方式灵活进行。而且，鉴于万有特性理论的重要性和相关应 用的重要工程意义，无级变速调速理论的研讨性学习是本章的教学重点。
对于电动汽车部分，属于目前的主流新技术。为了给学生强化工程创 新实践意识，本节的教学可以以在理论讲解的基础上结合主流动力性燃油经济性 仿真分析软件——Cruise、Advisor在具体车型设计方案评估中的应用来开展[3， 4]。教学过程可采用案例研讨、以小组为单位的课程设计作业、课程设计作业答 辩等方式灵活进行。如何将仿真技术与教学有机结合将在本文后面相关部分阐述。