《动车组结构及原理》教学大纲

《动车组结构及原理》课程教学大纲（StructureandPrincipleofEMU）课程编号：学分：学时：56开课学期：适用专业：适用年级：开课单位：一、课程说明本课程的授课对象是车辆工程专业动车组方向本科生，属于专业方向必修课，是学生掌握动车组结构及工作原理并能熟练应用动车组相关技术知识分析和解决实际工程问题的重要课程。通过本课程的学习，使学生具备：1.知识方面：掌握轨道车辆基本知识，以动车组为代表的轨道车辆转向架、车体、车端连接装置、受电弓和车下设备舱的结构及工作原理。2.能力方面：具有应用所学的相关动车组技术知识分析和解释车辆结构、功能原理，并能分析其组成结构合理性的基本能力；具有解决动车组结构相关的工程问题的基本能力；具备团队合作意识和通过自主学习了解专业前沿研究热点问题的能力。3.素养方面：具有无私奉献的爱国精神；具备严谨的科学态度；树立正确价值取向和良好的职业道德。二、本课程与其他课程的联系与分工先修课程：机械设计、机械原理、机械制图、材料力学、理论力学后续课程：车辆动力学基础、动车组制动、动车组制造及检修工艺机械设计、机械原理、机械制图提供了理解和分析动车组各零部件结构及其工作原理的机械基础知识；材料力学和理论力学提供了动车组结构受力分析和载荷计算的基本力学基础知识。动车组结构及原理为车辆动力学基础、动车组制动和动车组制造及检修工艺提供了动车组及其零部件结构、承载结构形式及其工作原理的基础。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑关系课程目标：O1.能够解释轨道车辆基本概念及典型结构的构成原理，熟悉动车组组成结构及其关键技术，能识别轨道车辆在全寿命周期内的技术要素；O2.能够基于动车组典型结构及构成原理对相关结构的合理性进行分析与判断；O3.能运用相关标准或规范，进行动车组关键结构在设计过程中的计算和校核；O4.能使用信息检索工具了解国内外动车组发展情况，获取动车组相关信息，能够初步设计动车组相关结构。课程目标对车辆工程专业毕业要求指标点的支撑：毕业要求指标点课程目标O1O2O3O42.1能够使用轨道车辆相关基本原理，识别轨道车辆设计、制造、检修、运用等工程问题的关键因素。√2.2能够基于轨道车辆相关基本原理和相关的数学模型方法，正确表达轨道车辆设计、制造、检修、运用等工程问题。-√--3.1掌握轨道车辆设计、制造、检修、运用等工程设计中的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。--√-12.2通过车辆工程专业知识的学习，展现自主学习的能力，解决实际工程问题。√四、课程教学内容教学内容：动车组概述：动车组的特点及分类简介，动车组车辆代码、坐席号及方位规则的定制以及国内外动车组的简介。动车组总体技术：动车组总体，铁路限界（动车组限界），动车组主要技术参数，动车组牵引问题，动车组轻量化技术等。动车组转向架基础知识：转向架的原理及作用、基本组成、分类及技术参数，几种典型的动车组转向架概述。动车组转向架组成部件：转向架构架，弹簧装置及减振器，轮对轴箱装置，驱动装置，车体与转向架间的连接装置，基础制动装置。动车组车体结构：我国动车组客车车体结构，动车组车体结构特点和轻量化措施，动车组车体结构，几种典型动车组车体结构。动车组车端连接装置：车端连接装置的组成、分类及作用原理，我国传统动车组用车钩缓冲器，几种典型动车组用车端连接装置。动车组受电弓：受流装置概述、受电弓的技术要求、设计原则、基本组成及工作原理，几种典型动车组用受电弓及受电弓强度分析。动车组车下设备舱：车下设备舱设计原则及指标、与车体的连接方式，车下设备舱的结构组成，几种典型动车组用的车系设备舱。车辆载荷及标准：作用在车辆各零部件上载荷计算方法、标准及试验鉴定规范。建议学时及教学内容对课程目标的支撑：课程教学内容课程目标教学内容建议学时O1O2O3O4C16√√√C26√√C36√√C414√√C56√√C66√√C74√√C84√√√√C94合计56注：用“√”方式描述教学内容（知识模块或知识点）对课程目标的支撑。五、课程的教学环节1.课堂讲授采用线上线下混合式教学，教学方法上尽量采用启发式、讨论式教学，辅助学习通资料、课堂测验、课堂讨论、课内实验、部分内容鼓励学生自学，培养学生的自学能力、动手能力以及分析问题和解决问题的能力。结合高速铁路快速发展的实际，适时更新教学课件内容，适当增加工程实际案例，以提高课堂信息量，培养和调动学生学习兴趣。通过相关内容的重点讲解，培养学生对以动车组为代表的轨道车辆结构、零部件构造原理的自主分析能力。课堂讲授过程中结合相关知识点，融入思政元素，如下表所示：授课内容知识点思政元素融入途径第六讲国内动车组简介中国动车组从引进、消化吸收到创新再到全面自主创新，到领跑于世界的发展历程。授课过程中，结合实际，适时讲述我国高速动车组发展过程中典型事例，一方面体现我国高铁工程师不畏艰辛、刻苦攻关而凝聚的拼搏奉献精神，另一方面，突出了我国高铁科技人员科学求实、相容并蓄，自主创新的工匠精神。激发同学们的爱国情绪，激励学生在我们国家优越制度基础上，努力学习，奋发向上，推动我国高铁事业腾飞。案例讲述国内外对比第三十二讲转向架强度分析自主知识产权高速动车组中的中国标准。讲述中国高速动车组标准从无到有，走向世界高铁发展前列的奋斗历程，科技推动生产力，科技强国的必要性。案例讲述国内外对比第三十四讲动车组车体相关技术相关技术如轻量化技术的意义和作用。从车体结构轻量化定义、实现方法出发，讲述轻量化的意义和作用，引导学生的能源和环保意识。中国国情案例讲述国内外对比2.学习通任务点根据教学进度，基于学习通平台发布任务，高效完成教学任务。课前；发布PPT课件、视频以及关于当节课程知识点的自测题等学习资料，学生独立预习并完成自测题；课堂中：课堂讲授过程中对上节课或当堂讲课的重点和难点知识进行随堂测验，学生必须独立完成；课后：针对需要学生掌握的重难点以及课堂上随堂测验反馈的需要巩固的知识点安排课后作业或测验，学生必须独立完成，适当布置拓展作业，鼓励学生关注行业发展动态、查阅相关资料，提高自学能力；每次课堂记录学生的实际签到次数，作为学习通考核的评判依据。3.课外学习根据教学内容的需要，适当安排课外学习：完成国内外动车组及其关键部件的发展状况及最新技术的调研报告，培养学生自主学习能力，具备查阅相关技术文献以及从事其他形式的调研活动能力；针对不同型号动车组调研对比分析，整理汇总各类信息，以小组合作、PPT展示的形式讲述、汇报所学知识，培养学生综合素质能力。4.课内实验通过课内实验教学，加深学生对于理论知识的理解，提高分析问题、解决问题的能力；培养学生工程意识、创新能力和素质，为从事车辆设计、制造、运用和检修等工作打下基础。实验学时：4学时；实验项目：现代轨道交通车辆整车疲劳强度与寿命评估虚拟仿真实验。现代轨道交通车辆整车疲劳强度与寿命评估虚拟仿真实验。要求学生按照实验指导书进行“现代轨道交通车辆整车疲劳强度与寿命评估虚拟仿真实验”，并按要求撰写实验报告。要求学生利用虚拟仿真实验系统平台深入了解车体、转向架构架结构，了解部件组成、装配关系及工作原理；掌握对车体及转向架疲劳评估的基本流程、组建工况所需要参考的EN12663、UIC615-4和JIS标准以及疲劳评估所参考的BS7608、IW标准、Goodman-Smith疲劳极限图。培养学生的自主学习能力、独立思考能力、系统思维能力、综合实践能力和解决复杂工程问题的能力。六、考核方式考核方式包括学习通任务点、调研报告、实验报告和期末考试，详见下表。方式说明考核方式学习通任务点调研报告实验报告期末考试占总成绩比例30%10%10%50%工作方式个人个人团队个人成果形式电子文档电子报告电子报告试卷1.学习通任务点。通过学习通平台完成观看PPT课件/视频、预习自测题、随堂测验、课后作业和课后测验，并且在课堂上按时签到，检查学生对基本知识点的掌握情况，要求学生独立、按时完成。观看PPT课件/视频和签到成绩按学生在学习通中任务点完成个数及课堂实际签到次数折算；预习自测题、随堂测验、课后作业和课后测验每次满分100分，按照评分标准进行考核，详见下表。学习通中题目类型评分标准90-100分（优）80-89分（良）70-79分（中）60-69分（及格）0-59分（不及格）分析题分析过程完全正确，结果完全正确。分析过程基本正确，结果基本正确。分析过程基本正确，结果不正确。分析过程不完全正确，结果不完全正确。分析过程不正确，结果不正确。计算题求解过程完全正确，结果完全正确。求解过程基本正确，结果基本正确。求解过程基本正确，结果不正确。求解过程不完全正确，结果不完全正确。求解过程不正确，结果不正确。设计题设计过程完全正确，结果完全正确。设计过程基本正确，结果基本正确。设计过程基本正确，结果不正确。设计过程不完全正确，结果不完全正确。设计过程不正确，结果不正确。2.调研报告。课外学习，以个人形式完成，满分100分，按照下述评分标准，对调研报告的综述、分析水平及格式规范性等方面进行考核，详见下表。评分标准90-100分（优）80-89分（良）70-79分（中）60-69分（及格）0-59分（不及格）按时上交，态度端正；内容非常完整，结构严谨，语言表达准确；能体现出查阅文献工作量，调研细致、全面，数据可信，图文并茂；排版美观，图表清晰，格式规范性强；个人想法深刻有见解，非常具有创新性。按时上交，态度端正；内容比较完整充实，语言表达较准确；能体现出查阅文献工作量，调研细致、全面，数据可信；排版合理清晰，格式规范，个人见解比较有创新性。按时上交，态度端正；内容基本完成任务要求，语句通顺；有一定的查阅文献工作量，数据可信；排版简洁和格式规范，个人见解创新性一般。按时上交，态度端正；内容基本完成任务要求，语句通顺；查阅文献工作量较小，数据可信；排版美观程度和格式规范性一般，没有个人见解。未按时上交；内容不完整严谨，语句不通顺；没有查阅文献工作量；排版混乱不清晰，格式不规范性，没有个人想法和见解。3.实验报告。以小组形式完成实验操作，实验报告撰写独立完成，满分100分，按照评分标准，对实验表现和实验报告质量进行考核，详见下表。评分标准90-100分（优）80-89分（良）70-79分（中）60-69分（及格）0-59分（不及格）理解实验内容与过程，实验完成情况非常好，报告内容齐备，撰写认真仔细。比较理解实验内容与过程，实验完成情况良好，报告内容齐备，撰写认真仔细。比较理解实验内容与过程，能够完成实验，报告内容比较齐备，撰写比较仔细。基本理解实验内容与过程，能够完成实验，报告内容比较齐备，撰写不够仔细。实验态度不端正，不能正确完成实验与报告。4.期末考试。按照试卷评分标准进行考核，满分100分。期末考试试卷要求有试卷命题分析、试卷重复率分析、试卷成绩分析等。课程成绩评定为百分制，总评成绩=学习通任务点×30%+调研报告×10%+实验报告×10%+期末成绩×50%，考核方式及成绩与课程目标、毕业要求指标点的关系见下表。支撑毕业要求课程目标考核方式及分数成绩比例（%）学习通任务点调研报告实验报告期末考试指标点2.1O120--3050指标点2.2O2--10-10指标点3.1O32020指标点12.2O41010--20合计30101050100七、课程目标的评分标准课程目标的评分标准见下表。课程目标评分标准90-100分（优）80-89分（良）70-79分（中）60-69分（及格）0-59分（不及格）O1.了解国内外动车组发展状况，能够解释轨道车辆基本概念及典型结构的构成原理，熟悉动车组组成结构及其关键技术，能识别轨道车辆在全寿命周期内的技术要素。非常了解国内外动车组发展状况，能够非常熟练的解释轨道车辆基本概念及典型结构的构成原理，非常熟悉动车组组成结构及其关键技术，能非常正确的识别轨道车辆在全寿命周期内的技术要素。比较了解国内外动车组发展状况，能够比较熟练的解释轨道车辆基本概念及典型结构的构成原理，比较熟悉动车组组成结构及其关键技术，能比较正确的识别轨道车辆在全寿命周期内的技术要素。比较了解国内外动车组发展状况，能够比较熟练的解释轨道车辆基本概念及典型结构的构成原理，基本熟悉动车组组成结构及其关键技术，能基本正确的识别轨道车辆在全寿命周期内的技术要素。基本了解国内外动车组发展状况，能解释轨道车辆基本概念及典型结构的构成原理，了解动车组组成结构及其关键技术，识别轨道车辆在全寿命周期内技术要素的能力一般。不了解国内外动车组发展状况，不能解释轨道车辆基本概念及典型结构的构成原理，不了解动车组组成结构及其关键技术，不能识别轨道车辆在全寿命周期内的技术要素。O2.能够基于动车组典型结构及构成原理对相关结构的合理性进行分析与判断。能够基于动车组典型结构及构成原理对相关结构的合理性进行非常正确的分析与判断能够基于动车组典型结构及构成原理对相关结构的合理性进行比较正确的分析与判断能够基于动车组典型结构及构成原理对相关结构的合理性进行正确的分析与判断能够基于动车组典型结构及构成原理，基本完成对相关结构的合理性进行分析与判断不能够基于动车组典型结构及构成原理对相关结构的合理性进行分析与判断O3.能熟练运用相关标准规范。能非常熟练运用相关标准规范。能比较熟练运用相关标准规范。能熟练运用相关标准规范。运用相关标准规范能力一般。不能运用相关标准规范。O4.能使用信息检索工具获取动车组结构及原理相关信息。能非常熟练地使用信息检索工具