“磁懸浮與直線驅動”課程教學改革與實踐
——以西安鐵路職業(yè)技術學院為例

朱慧勇，李益民，張 笛，付 娟，任瑞琪

(西安鐵路職業(yè)技術學院，陜西 西安 710026)

0 引言

目前，磁浮技術在中國發(fā)展如火如荼，代表了軌道交通領域產業(yè)升級的新業(yè)態(tài)。中國目前正在運營的有上海磁浮示范線、長沙磁浮快線與北京首條磁浮鐵路中低速磁浮交通示范線S1線；清遠磁浮旅游專線預計于2020年10月全線通車；中車青島四方研制的時速600千米的磁浮試驗樣車2019年5月下線；西南交通大學牽頭建設的“多臺耦合軌道交通動模試驗平臺”計劃2023年建成。磁浮技術目前正在打造中國制造、中國技術自信名片(見圖1)。

圖1 長沙磁浮快線

“磁懸浮與直線驅動”(見圖2)[2]是西安鐵路職業(yè)技術學院在全國首家高職院校開設的關于磁浮鐵路的課程，目前有配套的教材與實驗實訓室(見圖3)。

圖2 教材

圖3 磁浮列車模型

本文將從課程設置、課程設計、教學實施、教學資源、教學效果、課程特色與改革思路7個方面進行論述[1]。

1 課程設置

在鐵道機車專業(yè)人才培養(yǎng)方案中該課程屬于專業(yè)拓展必修課，先修課程有“電力機車總體與走行部”“電力機車控制系統(tǒng)”，后續(xù)課程有“機車新技術”。課程的知識目標：通過本課程的學習，使學生了解世界三大磁浮鐵路技術(德國常導超高速磁浮鐵路技術、日本超導超高速磁浮鐵路技術與日本中低速磁浮鐵路技術)以及我國磁浮鐵路研究、發(fā)展與實踐。該課程的技能目標：培養(yǎng)學生信息檢索、自主觀察、分析和總結的能力，培養(yǎng)學生動手實驗的能力，培養(yǎng)學生對實驗數(shù)據(jù)進行挖掘分析的能力。課程的素質目標：通過德國磁懸浮實例，使學生感受“工匠精神”的基本內涵之 “創(chuàng)新、專注”；通過實例，使學生的自主探究思維能力得到提升；通過小組討論、分組辯論比賽等活動，提升學生的團隊合作意識。

2 課程設計

2.1 結合時事新聞，課程育人貫穿始終

中車青島四方時速600千米的磁浮列車、西南交通大學建設的“多態(tài)耦合軌道交通動模試驗平臺”，這些時事新聞能夠很好地融入課程，不僅開拓學生的視野，還能厚植愛國主義情懷。

深度挖掘課本，工匠精神融入課堂。在講到直線電機基本原理時，直線電機由旋轉電機剖開而成，這里體現(xiàn)了思維的創(chuàng)新；在講到德國常導超高速磁浮列車的發(fā)展歷程時，1966年開始，歷經三次大的技術變革，1991年才被證實技術成熟，這里體現(xiàn)了專注。創(chuàng)新與專注是工匠精神的基本內涵。

2.2 采用實驗、動畫與視頻來演示

課本中重難點有鐵路分類、磁浮鐵路分類、磁浮列車的工作原理、磁浮列車的分類；直線電機的基本結構、直線電機的工作原理、直線電機的分類；日本超導超高速磁浮鐵路技術的山梨試驗線概況、基本原理、車輛及列車編組、供電及控制；德國常導超高速磁浮鐵路技術的基本原理、列車與車輛、線路、供電與運行控制、安全性能、環(huán)保性能；中國上海磁浮示范線的概述、線路設計、軌道結構；日本中低速磁浮 HSST 系統(tǒng)的概述、工作原理、HSST試驗線、車輛、軌道、供電系統(tǒng)、安全與救援措施；磁浮技術在中國的研究及發(fā)展概況，我國已建成的磁浮鐵路線，我國在建或擬建的磁浮鐵路線等。針對這些重難點內容要采用實驗、動畫與視頻進行突破。

3 教學實施

課前分為新知預習與課前測試，目的是對學生進行摸底，調整教學策略，實行因材施教。課中采用任務驅動法，以學生為中心，通過觀看動畫視頻、小組討論、職教云投票、動手實驗、挖掘實驗數(shù)據(jù)、進行辯論賽、完善活頁式教材，引導學生探究式學習。課后學生完成活頁式教材的任務與在職教云平臺完成作業(yè)。通過職教云平臺能夠做到課前、課中與課后對學生進行快速的考核，及時掌握情況，調整教學策略。

4 教學資源

教學團隊具有教授1名，副教授1名，講師1名，助教2名。教師對電磁學與電力機車都比較熟悉。

學校目前建有磁浮列車模型實驗室(高職院校首家)，擁有磁懸浮球儀器兩套和豐富的教學視頻資源。

建設鐵道機車省級在線教學資源庫，課程有全套PPT、教案、磁浮列車的視頻，以及國內磁懸浮現(xiàn)場調研照片與視頻等。2018年8月，牽引動力學院派教師在株洲市參加鐵道機車行指委培訓時，考察了中國中車的磁懸浮列車生產線以及成品車與株洲市動力谷磁懸浮列車模型；2018年12月，西安鐵路職業(yè)技術學院教師前往長沙磁浮快線調研考察；2019年1月，牽引動力學院派教師前往西南交通大學電氣工程學院進行磁懸浮列車模型調研考察(見圖4)。

圖4 西南交通大學調研

5 教學效果

本課程涉及的磁浮鐵路技術在網絡上有大量相關的文章與視頻，通過布置一些作業(yè)，能夠讓學生更新專業(yè)知識，提高信息技術應用能力。磁浮列車的三大基本原理都可以用簡單的試驗來驗證，給學生深刻的學習與實踐體驗。學生對課程普遍滿意，認為開拓了自己的視野。同行認為課程的開設走到時代的前沿，與時俱進。

6 課程特色

本課程是全國首家高職院校開設的課程，及時反映了軌道交通領域產業(yè)升級的新技術、新工藝。磁浮鐵路又可劃分為高溫超導磁浮和低溫超導磁浮兩類，日本超導超高速磁浮鐵路技術采用的是低溫超導磁浮技術，德國常導超高速磁浮鐵路技術采用的是高溫超導磁浮技術。磁浮列車與輪軌列車最大的區(qū)別就是靠電磁系統(tǒng)取代輪軌系統(tǒng)，沒有車輪，車體和軌道不接觸，沒有摩擦，因此也沒有振動，噪聲非常小。

7 改革思路

目前該課程內容只包括磁浮鐵路技術，面對全國各地如火如荼的修建磁浮鐵路，僅僅這些是不夠的，比如磁浮鐵路的乘務作業(yè)、磁浮鐵路的檢修作業(yè)都沒有涉及，還要加大力度完善相關課程的建設。

8 結語

西安鐵路職業(yè)技術學院于2018年開設“磁懸浮與直線驅動”課程，經歷了前期教材編寫，中期現(xiàn)場調研(西南交通大學實驗室與長沙磁浮快線)，后期建成實驗實訓室。殷切希望廣大高職院校來西安鐵路職業(yè)技術學院考察，并開設相應的課程。