魏超+++劉輝(通訊作者)
【摘要】車輛動(dòng)力學(xué)是車輛專業(yè)研究生的一門重要基礎(chǔ)課程。面對(duì)學(xué)科交叉、工程與教學(xué)結(jié)合等新的挑戰(zhàn),以及適應(yīng)汽車?yán)碚摷夹g(shù)的快速發(fā)展,本文圍繞培養(yǎng)研究生核心專業(yè)能力為目標(biāo),對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)研究生課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核評(píng)價(jià)方式等幾個(gè)方面進(jìn)行了改革探討。
【關(guān)鍵詞】車輛動(dòng)力學(xué) ?研究生培養(yǎng) ?教學(xué)改革
【中圖分類號(hào)】G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ?【文章編號(hào)】2095-3089(2016)11-0025-02
一、研究生教學(xué)改革的緊迫性
隨著社會(huì)快速發(fā)展,我國在經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究等方面在全球所占地位快速提高,世界500強(qiáng)企業(yè)中的400多家和100多個(gè)研發(fā)中心已在中國安家落戶。因此,產(chǎn)生了大量對(duì)高學(xué)歷人才的需求。研究生作為高學(xué)歷人才的主體,成為高科技企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)主要吸引的人才力量。高校對(duì)研究生的培養(yǎng)能否滿足快速增長的人才需求成為亟待解決的問題。
在國家層面,為了快速提高我國的科技水平,滿足對(duì)研究型人才的迫切需求,建設(shè)了一批“985”、“211”大學(xué),并不斷增加科研投入。在學(xué)校層面,不斷增加研究生招生比例,重視科研能力培養(yǎng)。近年來,提出了建設(shè)研究型大學(xué)的目標(biāo),以應(yīng)對(duì)高學(xué)歷人才短缺的挑戰(zhàn)。
對(duì)學(xué)生而言,企業(yè)和社會(huì)對(duì)畢業(yè)生的能力要求越來越高,增長的就業(yè)壓力使學(xué)生更加注重所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
在大多數(shù)高校,研究生課程學(xué)時(shí)普遍較短,且研究生承擔(dān)了很多科研工作,投入課堂學(xué)習(xí)的時(shí)間和精力與本科階段相比大量減少。與本科不同,研究生培養(yǎng)更加注重利用相應(yīng)資源解決專業(yè)問題的能力,需要在短時(shí)間內(nèi)迅速提高專業(yè)素養(yǎng),如何使學(xué)生快速完成這樣的轉(zhuǎn)變成為研究生教學(xué)的一大挑戰(zhàn)。近年來,多學(xué)科交叉融合成為重要趨勢(shì),單一學(xué)科知識(shí)難以滿足當(dāng)今復(fù)合型人才的需求。就車輛工程學(xué)科來說,現(xiàn)代車輛技術(shù)越來越多的和控制理論、環(huán)境感知等信息技術(shù)學(xué)科聯(lián)系起來,同時(shí),在車輛工程專業(yè)的研究生群體中,有大量的自動(dòng)化控制、數(shù)學(xué)、力學(xué)以及信息技術(shù)學(xué)科出身的學(xué)生。如何在很短的時(shí)間內(nèi),通過課堂教學(xué)幫助研究生完成多學(xué)科的交叉逐漸成為研究生教學(xué)面臨的又一挑戰(zhàn)。
二、車輛動(dòng)力學(xué)教學(xué)面臨的問題
車輛動(dòng)力學(xué)作為車輛工程專業(yè)研究生一門重要課程,旨在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)掌握車輛的直駛加速性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性以及平順性四大類問題。通過本課程的教學(xué)除了使學(xué)生掌握相關(guān)車輛理論與技術(shù),更重要的是使學(xué)生學(xué)會(huì)如何用相對(duì)簡化的理論公式以及數(shù)學(xué)、力學(xué)模型來處理較為復(fù)雜的工程實(shí)際問題。這門課程實(shí)踐性強(qiáng),涉及知識(shí)面廣,對(duì)培養(yǎng)車輛類專業(yè)學(xué)生分析和處理工程實(shí)際問題的能力,有著重要的作用。
由于這門學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容較多,教師在較短學(xué)時(shí)內(nèi)難以面面俱到。而且內(nèi)容涉及理論力學(xué)、復(fù)變函數(shù)、機(jī)械振動(dòng)等學(xué)科,學(xué)生學(xué)習(xí)起來很容易覺得困難、枯燥。但是,這些內(nèi)容是車輛專業(yè)學(xué)生進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)與性能分析的基礎(chǔ),改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式提高課堂教學(xué)質(zhì)量顯得非常重要。
1. 教學(xué)觀念革新不足
首先,課程教學(xué)觀念對(duì)教學(xué)起著指導(dǎo)和統(tǒng)率作用,教學(xué)觀念的變革需要適應(yīng)學(xué)科現(xiàn)狀的不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的教學(xué)觀念,強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性,而對(duì)于車輛動(dòng)力學(xué)這門課程來說,在五十多個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成五大內(nèi)容的講授本身而言就是很大的挑戰(zhàn)。為了在有限學(xué)時(shí)完成教學(xué)任務(wù),教師不得不加快講授速度,對(duì)部分內(nèi)容點(diǎn)到為止。對(duì)學(xué)生而言,課程內(nèi)容多而繁雜,造成學(xué)習(xí)困難、枯燥,并且學(xué)習(xí)興趣不高。同時(shí),傳統(tǒng)教學(xué)觀念對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)關(guān)注不夠。和課程教學(xué)內(nèi)容只是基本理論知識(shí)的講授,缺乏結(jié)合具體問題實(shí)際進(jìn)行教學(xué),忽視了車輛理論對(duì)于科研和工程問題的指導(dǎo)作用。例如,在講解輪胎模型時(shí),如果只講授輪胎模型公式的推導(dǎo),學(xué)生即使掌握了公式,但并不了解哪些假設(shè)和簡化條件適合怎樣的情況,無法將其與具體問題聯(lián)系起來。學(xué)生能力局限于完成習(xí)題和應(yīng)試,對(duì)具體問題在理論上的認(rèn)識(shí)不足,造成學(xué)生本來學(xué)習(xí)過相關(guān)知識(shí),但面臨具體問題時(shí)往往還是一頭霧水。傳統(tǒng)教學(xué)觀念造成的重理論輕實(shí)踐、重研究輕設(shè)計(jì)、重精深輕綜合和重灌輸輕自學(xué)的現(xiàn)象,已經(jīng)與學(xué)生學(xué)習(xí)訴求和企業(yè)的人才需求不相適應(yīng)。
2. 教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新
傳統(tǒng)的課程教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新,一成不變。教學(xué)方法仍以單向灌輸為主,學(xué)生只能被動(dòng)地參與,課堂氣氛不活躍,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。對(duì)學(xué)生來說,車輛動(dòng)力學(xué)這門課程專業(yè)性很強(qiáng),學(xué)起來困難、枯燥,灌輸式的講授方式也使得學(xué)生參與度不高,嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。例如,在講授平順性方面的內(nèi)容時(shí),涉及到很多復(fù)變函數(shù)方面的內(nèi)容,公式繁瑣復(fù)雜,直接放到PPT上進(jìn)行推導(dǎo)講解,很多學(xué)生在過程中跟不上教師的節(jié)奏,干脆低頭玩手機(jī)或者發(fā)呆走神。更加重要的是,在課堂上無法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,造成學(xué)生在課下不愿主動(dòng)投入學(xué)習(xí)精力學(xué)習(xí)課程內(nèi)容,使得課堂教學(xué)得不到溫故和深入理解,給本就繁重的教學(xué)增加了更多的困難。
3. 課程考核評(píng)價(jià)方法單一
課程評(píng)價(jià)體系將期末一次性“閉卷”書面考試視為評(píng)價(jià)學(xué)生能力的唯一標(biāo)準(zhǔn),缺乏知識(shí)應(yīng)用和實(shí)踐能力的考核和對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)過程中的考核。 單一的考核方式鼓勵(lì)了學(xué)生重視習(xí)題,對(duì)于利用課堂教學(xué)知識(shí)解決具體問題則往往忽略。就車輛動(dòng)力學(xué)學(xué)科來說,由于知識(shí)點(diǎn)多,公式多,在最終試卷上對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握情況和公式理解的考核難以面面俱到,對(duì)具體工程實(shí)際問題也缺乏深入考核的條件,就造成了試卷考核泛而不深,難以全面反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況。而且,這種考核方式鼓勵(lì)了學(xué)生通過簡單記憶課堂講義和習(xí)題進(jìn)行應(yīng)試,對(duì)內(nèi)容缺乏深入理解。往往是考試能拿到不錯(cuò)的成績,但是考完后一股腦還給老師。因此,課程評(píng)價(jià)體系變革是課程教學(xué)改革的關(guān)鍵一環(huán)。
三、車輛動(dòng)力學(xué)教學(xué)改革思路
1. 革新教學(xué)觀念
教學(xué)觀念改變是課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)。從簡單要求學(xué)生掌握完整知識(shí)體系,轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學(xué)生核心專業(yè)能力為目標(biāo),是車輛動(dòng)力學(xué)研究生教學(xué)改革的關(guān)鍵第一步。當(dāng)今社會(huì)要求的工程技術(shù)人才將不再是在一個(gè)比較狹窄的學(xué)科專業(yè)范圍內(nèi)掌握一種專門技術(shù),而是基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面寬、具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和對(duì)信息綜合分析能力的人才。掌握完整的專業(yè)知識(shí)體系是研究生教學(xué)的基本要求,但是僅做到這點(diǎn)無法適應(yīng)當(dāng)今的人才需求和學(xué)科發(fā)展。例如,在車輛設(shè)計(jì)過程中,經(jīng)常將復(fù)雜的工程問題加以簡化來進(jìn)行處理,這樣就會(huì)造成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的近似性,設(shè)計(jì)結(jié)果不唯一且不存在標(biāo)準(zhǔn)答案。面臨這樣的請(qǐng)款,需要培養(yǎng)學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)的工程意識(shí)。
對(duì)教師而言,圍繞新的教學(xué)目標(biāo),在教與學(xué)的關(guān)系上,要改變過去以教師為主體,一切圍繞教師轉(zhuǎn),教師教什么,學(xué)生學(xué)什么的被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀況,樹立學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體,更加重視學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和開拓創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。教師要樹立新的教學(xué)觀念,在教學(xué)實(shí)踐中,主動(dòng)、自覺探索更先進(jìn)的模式和方法。
2. 重塑教學(xué)內(nèi)容
在這樣的教學(xué)觀念下,教學(xué)內(nèi)容從之前要求大而全的知識(shí)體系,轉(zhuǎn)變?yōu)閲@具體問題,進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)與技能培養(yǎng)。問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生主動(dòng)投入更多的學(xué)習(xí)精力。同時(shí),學(xué)生在解決問題的過程中完成知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí),對(duì)相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)更加具體、深刻,真正做到了所學(xué)即所用,遇到具體問題能夠聯(lián)系理論知識(shí)。例如在汽車動(dòng)力性能的學(xué)習(xí)中,給出具體參數(shù),讓學(xué)生按照一定評(píng)價(jià)指標(biāo)比較這幾款車型的動(dòng)力性能,學(xué)生在這一過程中能夠真實(shí)體會(huì)到各個(gè)參數(shù)所反映的性能特點(diǎn)。對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)做到深入理解和掌握,并且學(xué)會(huì)使用MATLAB等輔助工具。這樣的教學(xué)內(nèi)容安排不僅做到了知識(shí)體系的構(gòu)件,而且對(duì)提高學(xué)生解決專業(yè)問題能力大有幫助,提高了學(xué)習(xí)效果。在操縱穩(wěn)定性學(xué)習(xí)中,提出如何評(píng)價(jià)車輛的轉(zhuǎn)向性能的問題,再沿著這個(gè)問題引出轉(zhuǎn)向半徑、橫擺角速度、穩(wěn)定性因數(shù)等參數(shù),繼而引出通過二自由度模型來計(jì)算這些參數(shù)。這樣的問題導(dǎo)向過程對(duì)學(xué)生的吸引力大大增加,而且對(duì)這一問題解決過程的來龍去脈能夠深入理解??傊?,在車輛動(dòng)力學(xué)研究生教學(xué)中,以問題導(dǎo)向進(jìn)行的教學(xué)內(nèi)容安排能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高課堂參與度,對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解更加深入,大大提高教學(xué)效果。
3. 豐富教學(xué)手段
在教學(xué)方法上,要改變以往講授為主、學(xué)生被動(dòng)接受的方式,增加課堂師生互動(dòng)與交流,鼓勵(lì)探索式的學(xué)習(xí),改變以往課堂枯燥、沉悶的教學(xué)氛圍,將學(xué)生吸引到課堂中來,增強(qiáng)學(xué)生參與感。教學(xué)方法的改革是既重視知識(shí)傳授又重視能力培養(yǎng),首先是獲取新知識(shí)能力的培養(yǎng),也就是授人以魚不如授人以漁的道理。這就要求教師由“教會(huì)”學(xué)生的教學(xué)方式向引導(dǎo)學(xué)生自己“學(xué)會(huì)”,從而達(dá)到學(xué)生“會(huì)學(xué)”的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在課堂教學(xué)上要注意培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力,除了必須改變以“課堂傳授、滿堂灌”等特征的教學(xué)方法外,還應(yīng)注意在授課過程中啟發(fā)學(xué)生去積極主動(dòng)思維,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),而不是被動(dòng)地接受灌輸。要求在闡述問題時(shí)有明確的目的,使學(xué)生知道學(xué)習(xí)這一內(nèi)容是要去解決什么問題,如何去解決問題。在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)起到關(guān)鍵的引導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生提出問題、解決問題,幫助學(xué)生思考,而不是直接告訴學(xué)生答案。例如,在講授汽車變速器時(shí),引導(dǎo)學(xué)生思考幾大類變速器的發(fā)展歷程,啟發(fā)學(xué)生分析各類變速器的性能特點(diǎn),繼而深入到原理與計(jì)算。讓學(xué)生帶著問題由淺入深,讓學(xué)生真正地參與進(jìn)來,對(duì)教學(xué)內(nèi)容充滿興趣并愿意投入學(xué)習(xí)精力,這樣往往能使教學(xué)效果事半功倍。
4. 完善考核評(píng)價(jià)體系
學(xué)生成績?cè)u(píng)價(jià)是課程教學(xué)的最后一環(huán),但也是十分關(guān)鍵的一環(huán)。課程考核是測試學(xué)生的知識(shí)與能力的基本手段,它具有導(dǎo)向功能、反饋功能、評(píng)價(jià)功能等多種功能,是教
學(xué)過程中的重要一環(huán)。恰當(dāng)?shù)目己朔绞侥軌蛞龑?dǎo)學(xué)生選擇科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,使其達(dá)到理想的效果,實(shí)現(xiàn)預(yù)定的培養(yǎng)目標(biāo)。 如果評(píng)價(jià)方式不恰當(dāng)、不全面,學(xué)生就難以配合教師完成教學(xué),也會(huì)使前面的一切努力大打折扣。成績需要反應(yīng)學(xué)生的核心專業(yè)能力,而不是簡單的知識(shí)點(diǎn)記憶,傳統(tǒng)的一張?jiān)嚲淼脑u(píng)價(jià)方式已難以滿足這種要求。因此,急需建立多元化、綜合化的評(píng)價(jià)方式。在車輛動(dòng)力學(xué)課程中,一張?jiān)嚲韺?duì)知識(shí)點(diǎn)的涵蓋和能力綜合考核顯得捉襟見肘,因此需要適當(dāng)縮小期末試卷成績所占的比例,增加課堂教學(xué)中的問題探討、交流學(xué)習(xí)等活動(dòng)在最終成績中的比例。在課程教學(xué)中,教師設(shè)計(jì)探索式的課程作業(yè)和開放式的問題討論,并把這些內(nèi)容納入考核范圍,鼓勵(lì)學(xué)生融入課堂教學(xué),積極參加課堂教學(xué)活動(dòng),并且在課下也能夠進(jìn)行積極思考。例如要求學(xué)生在教學(xué)內(nèi)容范圍內(nèi)自選一項(xiàng)車輛性能,對(duì)某一款車型進(jìn)行計(jì)算分析,給出分析報(bào)告。這樣的考核形式能夠充分反應(yīng)出學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度和解決專業(yè)問題能力,從而保證了課程教學(xué)內(nèi)容達(dá)到應(yīng)有的效果。
四、結(jié)語
高學(xué)歷人才的培養(yǎng)已然成為重要的挑戰(zhàn),培養(yǎng)具有核心專業(yè)能力、多信息綜合分析能力、快速學(xué)習(xí)與分析解決問題能力的高水平研究生是高校和教師的重要目標(biāo)。人才培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)的工程,圍繞這一目標(biāo),在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中,我們要通過不斷改革與探索,以適應(yīng)時(shí)代要求的不斷提高和學(xué)科水平的快速發(fā)展。車輛動(dòng)力學(xué)作為車輛專業(yè)研究生重要的課程之一,改革已勢(shì)在必行。