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【国家级一流课程】机电与车辆工程学院本科课程 ——《城市轨道交通车辆牵引与制动》

部门:教务处 供稿:张军 审核:韩淼、许鹰 发布时间:2023-06-29 阅读次数:

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编者按:

近期,我校5门课程获得第二批国家级一流本科课程认定,标志着我校在课程建设方面取得新成果。党委宣传部(新闻中心)和教务处共同开设专栏,展示一流课程的建设成果和经验,以引领广大教师坚持立德树人根本任务,持续加强课程建设,建设出更多的优秀课程,培养出更多的优秀人才。

一、课程介绍

《城市轨道交通车辆牵引与制动》是车辆工程专业(城市轨道交通车辆)的专业核心必修课之一,面向对象为大学三年级本科生。

该课程以培养创新实践型轨道车辆工程人才为目标,服务于首都建设和国家铁路建设,注重学生知识、能力、素质协调发展。课程对学生知识水平的要求是:全面系统地掌握城市轨道交通车辆牵引与制动系统基础知识和最新发展趋势;能够应用专业知识解决车辆系统复杂工程问题。

课程对学生能力方面的要求是:具备解决车辆系统复杂工程问题所需的专业知识和技能;能够通过工程原理、工程方法和文献检索综合对车辆系统复杂工程问题解决方案进行分析和验证,并形成可靠的结论;根据解决车辆系统复杂工程问题需要,能够正确使用相关仪器设备,设计并进行实验,记录实验过程及结果;在解决车辆系统复杂工程问题过程中,能够考虑对社会、健康、安全、法律以及文化等影响,并有相应的分析评价。

因我校车辆工程专业超过70%的本科毕业生将从事轨道车辆领域相关工作,该课程的教学为学生的职业发展奠定了坚实的基础。

二、课程团队

课程负责人:张军教授,一直从事轮轨关系与车辆动力学、弹塑性接触问题的理论与应用、轨道车辆运维技术及装备的研究。已发表科技论文130余篇,授权发明专利20余项;主持国家级、省市级及企业科研项目30余项,其中包括国家自然科学基金项目2项;获得机械工业科学技术奖科技进步奖二等奖1项;获得省部级教学成果奖一等奖3项、二等奖2项。

张军

课程主讲教师:卢宁副教授、金涛涛讲师、马贺高级工程师,均为博士学历,教学经验丰富,并且均有在轨道交通领域工程实践和产品研发经历。

卢宁

金涛涛

马贺

三、课程特色

(1)案例式教学与SPOC高效融合

本课程以案例化教学贯穿整个教学过程,进行课前、课中、课后一体化教学设计,应用实际工程案例引出课程内容,引导学生带着问题学习SPOC的相关知识点,并且查阅文献以及充分利用线上资源,分析复杂工程问题产生的原因,提出解决方案并加以论证,培养学生解决轨道交通复杂工程问题的能力。开发课堂形式多样、目标明确的教学活动,焕发课堂活力,提升学习兴趣,激发高阶性学习的动力。

案例库中既包括列车失火、出轨翻覆、车钩断裂等这样的典型事故,也包括轨道车辆设计制造与运维关键技术成套理论与设备,展示了近年来国家尤其是首都在轨道交通建设领域的伟大成就,增强了学生的爱国热情和投身建筑行业的使命感、责任感和荣誉感。

课程案例库

(2)通过MOOC与学习通有效融合开展研讨式教学和教学全过程考核

重构了课堂教学模式,通过学习通的互动教学功能,开展研讨式教学,课程考核由期末考试为主转变为平时成绩为主,考核内容由知识为主转变为以分析能力为主,注重过程考核和每四周进行一次成绩分析,实现个性化指导和课程预警。

考核方式课程预警

(3)融入课程思政,引导学生挑战自我,追求卓越的信心

全过程融入思政元素,介绍我国高速铁路的发展,结合列车脱轨事故、车轮踏面剥离、单元制动器悬挂连杆断裂等问题,引导学生以工程师的角色进行深入研究,给出解决方案。在实践中运用知识,又在实践中发现问题、悟出真理,潜移默化中帮助学生建立正确的人生价值观,以匠心求品质,热爱专业、突破自我、迎接挑战。

四、课程建设情况

(1)课程内容与资源建设

课程内容包括8个章节:制动系统概述、制动系统的工作原理、CRH2型动车组制动系统、CRH5型动车组制动系统、列车牵引计算的力学模型、合力曲线、运动方程及时分解算、动车组制动问题解算、动车组牵引电算。课程实验2个:轮轨接触实验、牵引制动实验。

引用中国大学MOOC《轨道车辆牵引与制动》建成专属SPOC,线上资源有32个学时的中文教学视频。超星学习通有各章节补充的PPT资源16个、文献视频的资料库22个、各章节的作业库16个和试题库14个。

鉴于该课程的实践性、专业性特点,课程教师密切关注行业变化,根据行业前沿技术发展,结合相关科研成果及时更新教学内容,使课程教学内容不脱离行业实际并在一定程度上领先行业发展。

(2)教学方法建设

设计了充分利用SPOC和学习通六步线上线下混合式教学方法:

第一步,线上学习。在课前,学生带着与本章节相关的工程问题,线上观看SPOC教学视频,学习基础知识,阅读文献和超星学习通上的相关资料;

第二步,课堂测验。通过学习通试题库在课堂上发布小测验,了解学生对线上基础知识的掌握情况,并及时督促;

第三步,补充拓展。查看小测验中错误普遍较多的知识点,在课堂上重点讲解,并对相关知识点做补充和拓展,解决专业技术发展快,知识体系需要及时更新的问题;

第四步,案例研讨。通过学习通提问、抢答、问卷、讨论等互动功能,让学生针对每个实际案例进行研讨,鼓励不同观点的碰撞,锻炼表达和分析能力;

第五步,总结评价。老师针对学生的课堂发言、学习通上的回答进行总结与评价,并给出相对正确和全面的解答,引领学生总结与反思;

第六步,布置案例。针对下一次课的知识点布置新的案例,讲解案例的背景、过程及后果。

六步线上线下混合式教学方法

(3)课程教学实验建设

利用自主研发的城市轨道交通牵引制动系统和轮轨接触实验台开展实验教学,实验报告改为期刊论文形式,锻炼了学生的文献阅读和科技论文撰写能力。

轮轨接触实验台牵引制动实验台

五、课程效果及获奖

(1)线上线下混合式教学与传统教学有着本质上的区别,学生在课前进行线上学习,对基础知识有了初步的认识与理解,线下课程中可以对普遍存在的重点难点进行针对性讲解,这极大的节约了时间,而且对知识点的掌握也更加稳固。

(2)案例的分析,引导学生扮演工程师的角色,身临其境地解决一个真实工程问题,通过自主查阅资料与文献,带着实际问题去学习知识点,使课本知识与工程实践很好的结合在一起。引导学生进行深度思维,最终落在培养学生发现问题能力、自学能力和科学思维的训练上,获得了学生的一致好评。

(3)自主研发了轮轨接触实验平台,能够针对实际问题,设计了具有一定挑战度的课程实验内容,实现了验证性实验向探索性实验的转型。

(4)多元化的教学方法提升了学生的学习能动性,全过程考核实现课程预警,对于学习认真的学生进行鼓励,对成绩较差的学生进行及时督促和个性化指导,获得了良好的教学效果。

(5)本课程于2020年被认定为开云电竞pg软件精品线上线下混合课程;2021年获评北京高校优质本科课程;2023年获评第二批线上线下混合式国家级一流课程。

Baidu

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