《机车车辆与列车牵引计算》课堂教学改革研究

    张书增 

中南大学 交通运输工程学院 湖南长沙 410075

[摘  要］《机车车辆与列车牵引计算》是交通运输工程专业的一门重要课程，它不仅涉及轨道交通中机车车辆工程等结构内容，同时包含列车牵引力、运行阻力、制动力、列车运行时分计算等方面基本知识与技能，是培养轨道交通专业学生的一门专业核心课程。本文以该课堂的课堂教学改革为例，从准备课堂教学内容、丰富课堂教学形式、加强课程思政与行业结合以及不断进行教学反思和持续改进四个方面阐述了对课程的改革措施。最后对课程改革效果反响和后续努力方向做了必要的分析。

[关键词］轨道交通；机车车辆与列车牵引计算；教学改革；持续改进

[作者简介]张书增，男，汉族，1988年出生，山东聊城人，工学博士，中南大学副教授，主要从事轨道交通机车车辆方面教学研究。

"Motor Vehicle stowand and train traction calculation" classroom teaching reform research

Zhang Shuzhang Zhongnan

 University School of Transportation Engineering, Hunan Changsha 410075

Abstract: Locomotive Vehicle and Train Traction Computing is an important course in transportation engineering, it not only involves locomotive vehicle engineering and other structural content in rail transit, but also includes train traction Basic knowledge and skills in the fields of operation resistance, braking power and sub-calculation of train operation are a core course for training medical traffic students. Taking the classroom teaching reform as an example, this paper expounds the reform measures of the curriculum from four aspects: preparing the classroom teaching content, enriching the classroom teaching form, strengthening the combination of curriculum thinking and industry, and constantly carrying out teaching reflection and continuous improvement. Finally, the effect of curriculum reform and the direction of follow-up efforts are analyzed.

Keywords: rail transit; locomotive and train traction calculation; teaching reform; continuous improvement

1. 引言

随着我国铁路向高速和重载方向发展，以及“一带一路”战略的实施，对铁路交通专业人才的需求逐渐增加，并且对人才的要求逐步提高，培养高质量的铁路交通专业人才越来越重要^[1-3]。与此同时，国家教育部提出高等教育要坚持“以本为本”，推进“四个回归”的方针政策，对加快建设高水平本科教育、全面提高本科人才培养质量提出了更高的要求^[4-6]。因此，铁路相关高等本科院校中轨道交通运输专业需进一步加强专业课程建设，开展本科教学改革，努力提高本科教学质量，从而培养出适合轨道发展的高等人才，为轨道交通运输行业的发展提供力量。

中南大学交通运输工程学院所开设的《机车车辆与列车牵引计算》课程，是本交通运输专业的专业核心课程之一，其目的是使学生熟悉机车车辆的相关结构知识并掌握列车牵引计算的相关理论技术，为后续的轨道行车组织、城市轨道交通规划与设计、轨道站场与枢纽等相关专业课程内容学习打下基础。在轨道交通大发展的背景和在本科生教育日益受重视的条件下，提高该课程的课堂教学质量、实现该课程的教学目标、进一步促进专业实现本科生的毕业目标达成度具有十分重要的理论和实际意义。

2. 机车车辆与列车牵引计算课程概况

《机车车辆与列车牵引计算》课程授课对象为交通运输工程专业本科生，课程由两部分内容组成，其中机车车辆部分主要包括轨道交通车辆的基本结构、内燃机车与电力机车的结构及工作原理、列车制动系统组成及工作原理以及重载大功率机车设计等；列车牵引计算部分主要包括列车牵引力的特性、列车阻力的计算方法、列车制动力计算方法、列车合力曲线计算、运动方程及时分解算、列车制动问题解算,列车运行能耗计计算以及牵引质量及定数的确定等内容。课程的任务是使学生了解机车车辆的特点、构造及其发展趋势，掌握列车牵引计算的基本理论、方法、计算技能，为从事本专业相关领域技术工作打下初步专业基础，同时进一步培养和训练学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力^[7]。

该课程的教学由机车车辆教学团队承担。教学团队负责共同制定教学大纲，包括确定教学内容和教学重点内容，考试内容和成绩评定标准等；以及制定教学设计，包括教学进度规划，教学方式，教学手段等^[8]。课程的成绩主要由包含考勤考核和课堂表现、课程大作业在内的平时成绩和开卷考试成绩组成。课程大作业主要考察学生对牵引计算的理解和应用能力，作业内容为给定一段线路和机车车辆信息，要求学生对线路进行简化，绘制列车运行时分。结合历年该课程的教学经历，并引入工程认证的教学思想，对该课程的课堂教学内容进行改革，以进一步提高教学质量和学生的培养质量。

3. 课程课堂教学的改革内容

3.1 精心准备教学内容，提高课堂教学效果

针对该课程中不同内容的特点，合理选择和安排课堂的教学内容。如机车车辆部分，由于我国轨道交通的快速发展，产品也在不断进行更新换代，因此有些教材的内容要根据时代发展进行及时更新，如车辆结构中铝合金车体的生产应用、交流机车逐步取代直流机车等内容更新至课件中。根据机车车辆结构知识学习的特点，在课件中插入典型的缓冲器作用原理、车钩三态作用原理等视频动画，利用三维绘图软件展示部分机车车辆的结构模型，以及和谐型电力机车转向架、客车整体转向架、货车三大件转向架等模型，进一步加深学生在学习过程中的认识。

在列车牵引计算部分教学中，由于课程大作业几乎包含了列车牵引计算的所有内容，因此将课程大作业进行分解，并将每一部分均融入至课堂的教学中，建立课堂教学内容与该大作业之间的联系，从而促使学生建立每一章节之间的联系，对所学内容形成一个整体认识；合理选择和准备学生需要在课堂中进行练习的计算题内容，计算的实例与实际情况相结合，如计算列车紧急制动距离时，不是单纯计算得到一个距离值，而是给提供一个危险情况，通过计算该距离，判断列车紧急制动后是否仍有危险。这样不仅能提高学生学习的兴趣，而且能促使学生及时掌握课堂所学内容。

3.2 丰富课堂教学形式，注重课堂教学引导

在课堂教学过程中，注重课堂教学过程中学生的参与度，加强课堂教学中对学生的引导，采用更丰富的教学手段，以提高课堂教学质量^[9]。如讲解铁路重载技术发展课堂中，设置相关讨论环节，并在讨论过程中及时与学生交流，并对学生想法进行评价与引导。根据实际教学条件，在机车车体这章节教学中，采用户外教学形式，将课堂设置在中南大学铁路园中，根据机车实际结构进行讲解，让学生更加直观的了解机车各部分的结构。将车辆转向架、车钩和缓冲器等实物模型带入课堂，根据实物模型进行讲解，要求学生分析不同转向架实物模型、车钩模型等的区别及特点，及时掌握所学内容。对于结构和力传递过程更加复杂的机车转向架，采用相关三位软件建立虚拟模型，通过在课堂教学中进行展示，加深学生的印象^[10]。

3.3 课程思政、创新创业与行业背景结合，增加学生对专业热爱

将课程思政内容融入课堂，融入思想观念、政治观点、道德规范等思想政治教育^[11]。如介绍焊接转向架构架时，引入荣获中华技能大奖的大国工匠李万君的实例，介绍其不畏艰难困苦，努力坚守焊接岗位，最终取得伟大成就的事迹，鼓励学生形成敬业精神；讲解国际联运客车时，需要悬挂国徽，介绍国徽产生过程，国徽的重要意义，增强学生对祖国的荣誉感和提高学生爱国精神；在讲解列车牵引计算发展过程中，交代牵引计算的发展历程，突出科学技术的发展对牵引计算效率和精度提升的贡献，从而使学生更好地理解创新的意义等。

将创新创业教育融入课堂中，使学生在课堂获得更多与创新创业相关的知识，促使学生具备一定的创新意识和创业能力。如讲解机车车辆限界的内容时，引入荣获全国交通科技大赛奖项的VR辅助检测限界作品；讲解轨道不平顺时，提出相关检测技术并指出当前检测的不足，并引入荣获全国交通科技大赛奖项的激光检测轨道的作品，引导学生如何进行创新；同时，课堂中针对学生对转向架结构的设计进行评析，对学生的设计应用于实际可能出现的问题进行说明，并指出问题的严重性，以此培养学生的责任心，锻炼学生的创新能力。

3.4 及时对课堂反馈，发现问题及时解决，并持续改进

对自己课堂教学进行评分和总结，及时自评自己的课堂，认为自己所完成比较好的、学生反响较好的方式方法进行保持，认为自己做的不好的地方总结原因并提出改进方法，以便在今后课堂中进行完善。潜心于提高自己教学的水平，向学生征求对自己教学的反馈意见，了解学生在课堂学习、课后完成作业过程中可能出现的困难和问题，从而做出有针对性的改进。评价学生的学习效果，通过定期检查学生的学习效果，以及分析学生考题等，了解学生对课堂的掌握程度，分析学生产生问题的原因，进一步反思自己的教学。参与听课与评课，积极听取相关老师对课程讲授的意见和建议，关注老师讲课的内容和讲课形式，思考自己如何处理好统一的内容，并将讲课者处理问题的方式与自己的预想处理方式对比，发现其中授课内容以及授课形式上出入，吸收好的教学方式以弥补自己的不足。

4. 总结

机车车辆与列车牵引计算作为交通运输专业的一门专业核心课，课程的开展对学生更好的了解专业，应用所学知识服务于行业，并最终成为轨道交通行业的储备人才具有重要意义。随着高速铁路技术的迅猛发展以及国家对本科人才培养的进一步重视，理应适应时代发展的需要，做好教学改革，努力提高教学质量，以便提高人才培养质量。因此，该课程从准备课堂教学内容、丰富课堂教学形式、加强课程思政与行业结合以及不断进行教学反思和持续改进等四个方面进行改革。通过一学期授课，学生反应的结果和教学团队成员的总结均认为课程教学改革达到预期效果；该课程教学改革在提高学生毕业要求达成度中所起的作用仍有待进一步调研；针对学生提出的建议和意见，教学团队针对该课程的改革仍在持续中。

参考文献

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