吳海榮聊城大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院 山東聊城 252000

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“六位一體”教學(xué)模式在汽車發(fā)動機(jī)原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

吳海榮
聊城大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院 山東聊城 252000

摘 要：汽車發(fā)動機(jī)原理是車輛工程專業(yè)一門重要核心課程，根據(jù)卓越工程師教育的培養(yǎng)要求，針對該課程理論內(nèi)容多且抽象、實(shí)踐內(nèi)容應(yīng)用性強(qiáng)、涉及學(xué)科多、知識更新快等特點(diǎn)，采取了理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主研學(xué)、前沿引學(xué)、科研推學(xué)、網(wǎng)絡(luò)助學(xué) “六位一體”的教學(xué)模式進(jìn)行了探討，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：卓越工程師教育；汽車發(fā)動機(jī)原理；教學(xué)改革

聊城大學(xué)車輛工程專業(yè)作為山東省卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項(xiàng)目，旨在培養(yǎng)具有良好社會責(zé)任感、富有創(chuàng)新精神、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。汽車發(fā)動機(jī)原理是該專業(yè)一門重要核心課程，它以熱機(jī)理論為基礎(chǔ)，講述發(fā)動機(jī)理論循環(huán)和性能參數(shù)評價體系，通過深入研究實(shí)際循環(huán)的換氣過程和燃燒過程，分析研究性能參數(shù)的變化規(guī)律和調(diào)控原理［1］，教學(xué)中既要兼顧理論和實(shí)踐、當(dāng)前技術(shù)和前沿知識，又要注重學(xué)生的實(shí)踐能力、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和發(fā)展能力的培養(yǎng)。

近年來，我校根據(jù)卓越工程師教育培養(yǎng)要求，針對汽車發(fā)動機(jī)原理課程特點(diǎn)，采取了理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主研學(xué)、前沿引學(xué)、科研推學(xué)、網(wǎng)絡(luò)助學(xué)“六位一體”的教學(xué)模式，取得了較好效果。

1　汽車發(fā)動機(jī)原理課程特點(diǎn)

發(fā)動機(jī)的性能好壞影響著汽車的運(yùn)行狀況，所以汽車發(fā)動機(jī)原理是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。

1.1理論內(nèi)容多且非常抽象

該課程理論內(nèi)容包括熱機(jī)理論、發(fā)動機(jī)性能、換氣過程、燃料與燃燒化學(xué)、混合氣形成與燃燒、發(fā)動機(jī)特性等，這些知識都是發(fā)動機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。課程內(nèi)容涉及機(jī)械、工程熱物理、電子控制以及燃料化學(xué)等多個學(xué)科［2］。同時人們也無法從外觀上看見其工作過程，所以內(nèi)容多且非常抽象，授課時教師盡管講得頭頭是道，但對于初次接觸的學(xué)生來講就是“內(nèi)容抽象且多而雜、學(xué)起來難”。如果解決不了這個問題，漸漸地學(xué)生就會對這門課失去興趣。

1.2實(shí)踐內(nèi)容應(yīng)用性非常強(qiáng)

本課程實(shí)踐內(nèi)容包括發(fā)動機(jī)的排放控制、氣體燃料發(fā)動機(jī)和混合動力技術(shù)等專題技術(shù)以及發(fā)動機(jī)試驗(yàn)等。這些專題技術(shù)體現(xiàn)了當(dāng)前發(fā)動機(jī)技術(shù)的熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢，既先進(jìn)又實(shí)用，而且通過機(jī)械效率的測定、功率與油耗的測量等發(fā)動機(jī)試驗(yàn)，還可以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。所以，教學(xué)中應(yīng)該注重學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以提高學(xué)生的工程素養(yǎng)，適應(yīng)教育部工程類本科學(xué)生的培養(yǎng)要求。

1.3技術(shù)知識更新快

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，所以一些新技術(shù)在發(fā)動機(jī)上陸續(xù)應(yīng)用。但目前國內(nèi)外教材都不同程度地存在數(shù)據(jù)偏舊、更新速度較慢、新技術(shù)介紹不夠系統(tǒng)等問題［3］，因此雖然教材內(nèi)容非常經(jīng)典，也較好地兼顧了理論和實(shí)際，但是學(xué)生學(xué)起來總是感覺“經(jīng)典的內(nèi)容有些陳舊、新技術(shù)講解不透徹”等，再加這門課程抽象難學(xué)，所以學(xué)生會由于自認(rèn)為知識落后于實(shí)際發(fā)展而失去對這門課的興趣。

2　“六位一體”教學(xué)模式的應(yīng)用

根據(jù)卓越工程師教育的培養(yǎng)要求，汽車發(fā)動機(jī)原理課程教學(xué)過程中，既要注重學(xué)生理論知識的獲得和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，同時也要加強(qiáng)學(xué)生再學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和工程意識的培養(yǎng)，為此課程組采用理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主研學(xué)、前沿引學(xué)、科研推學(xué)、網(wǎng)絡(luò)助學(xué)“六位一體”的教學(xué)模式進(jìn)行了規(guī)劃和探索，取得了一定成效。

2.1理論教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合

學(xué)生的興趣愛好是創(chuàng)新的基礎(chǔ)［4］，也是提高課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵，因此，針對該課程抽象、難學(xué)的特點(diǎn)，我們采取了“理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣”的方式。學(xué)生對實(shí)踐中應(yīng)用以及能解決實(shí)際問題的理論知識會表現(xiàn)出極大的興趣，所以在第一堂課，教師就從發(fā)動機(jī)在汽車上的作用、發(fā)動機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展、課程主要內(nèi)容等方面入手，分析這門課程的實(shí)用性及重要性，以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和自覺性。同時，理論教學(xué)過程中，從實(shí)際應(yīng)用或?qū)嶋H問題入手，再引入發(fā)動機(jī)檢測和維修方面的理念，組成“結(jié)構(gòu)-原理-性能測試-工況檢測-故障診斷-維修”的理論與實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新模式，這樣學(xué)生始終感覺到學(xué)有所用，并會對引入的知識自覺學(xué)習(xí)，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新精神，如學(xué)院每次組織大學(xué)生汽車知識暨創(chuàng)意設(shè)計大賽都會吸引許多學(xué)生積極參賽，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲。

2.2實(shí)踐教學(xué)與應(yīng)用結(jié)合

汽車發(fā)動機(jī)原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，必須培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和實(shí)踐能力。為此，我們在實(shí)踐教學(xué)中通常與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合。如教師在進(jìn)行發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率測定、速度特性、排放污染物測定等實(shí)驗(yàn)時，首先結(jié)合目前廣泛應(yīng)用的發(fā)動機(jī)，分析被測參數(shù)的含義，及其變化情況所說明的發(fā)動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，然后再利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣，做實(shí)驗(yàn)就深化為利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定一臺發(fā)動機(jī)的性能及工況，比單純測量數(shù)據(jù)更有意義，增加了學(xué)生的主動性，而教學(xué)過程也不僅讓學(xué)生學(xué)會了“怎么做”，更重要的是讓學(xué)生明白了“為什么這樣做”和“實(shí)驗(yàn)結(jié)果能說明發(fā)動機(jī)哪些方面的情況”。 實(shí)驗(yàn)后經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生通過觀察發(fā)動機(jī)尾氣顏色討論汽車的技術(shù)狀態(tài)、到汽車檢修實(shí)驗(yàn)室?guī)椭鷰煾颠M(jìn)行車輛檢修等，這說明，改革后的實(shí)驗(yàn)提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題的綜合實(shí)踐和創(chuàng)新能力，提升了學(xué)生的工程素養(yǎng)。

2.3當(dāng)前技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生自主研學(xué)

汽車發(fā)動機(jī)原理理論內(nèi)容雖然抽象，但大都在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用，所以，汽車發(fā)動機(jī)實(shí)物是當(dāng)前發(fā)動機(jī)技術(shù)的具體體現(xiàn)，研究實(shí)際發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、性能、使用等，是通過當(dāng)前技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生自主研究學(xué)習(xí)的重要方式。為此，我們面向?qū)W生開放汽車結(jié)構(gòu)、發(fā)動機(jī)性能、汽車檢測等實(shí)驗(yàn)室，很好地提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和能力，如學(xué)生會每學(xué)期都組織發(fā)動機(jī)拆裝等比賽，絕大多數(shù)汽車類專業(yè)學(xué)生都踴躍報名，當(dāng)然，這種方式也進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程素養(yǎng)，適應(yīng)教育部工程類本科學(xué)生的培養(yǎng)要求。

2.4前沿知識引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)

汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展較快，因此授課內(nèi)容應(yīng)關(guān)注汽車工業(yè)及發(fā)動機(jī)行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，確保教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和時效性。當(dāng)然，考慮學(xué)生知識結(jié)構(gòu)，增加的前沿知識主要是目前發(fā)動機(jī)上的新技術(shù)，而對于那些正處于研究階段且沒有實(shí)例依據(jù)的知識，僅是一語帶過。如在學(xué)習(xí)發(fā)動機(jī)的換氣過程時，我們結(jié)合理論知識分析了VVT-i（電子可變正時）技術(shù)，這樣有利于學(xué)生通過實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)新技術(shù)，如部分學(xué)生會經(jīng)常關(guān)注汽車技術(shù)方面的新聞，也從更多方面學(xué)會了鑒賞汽車，使學(xué)生深入實(shí)踐發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力增強(qiáng)。

2.5參與科研推動學(xué)生學(xué)習(xí)

科研創(chuàng)新活動對于增強(qiáng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高綜合素質(zhì)具有重要的促進(jìn)作用［5］，因此，我院構(gòu)建了大學(xué)生科技創(chuàng)新活動平臺，主要包括以下幾種活動。（1）綜合性實(shí)驗(yàn)：結(jié)合汽車發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)臺和汽車檢測線的運(yùn)行情況對學(xué)生開放。（2）大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下申請各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，學(xué)院提供實(shí)驗(yàn)場所和零部件加工條件。（3）教師科研項(xiàng)目：有能力的學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等參與教師的科研項(xiàng)目，掌握科學(xué)研究的基本方法，學(xué)生的科技創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計能力及工程意識得到了極大提高。如我院學(xué)生僅2014年度就獲批7項(xiàng)國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項(xiàng)目、13項(xiàng)校級大學(xué)生科技文化創(chuàng)新基金立項(xiàng)項(xiàng)目，目前這些項(xiàng)目已取得了較好的成果。

2.6通過網(wǎng)絡(luò)提升學(xué)習(xí)效果

利用網(wǎng)絡(luò)資源獲取信息和學(xué)習(xí)成為現(xiàn)代大學(xué)生必須掌握的技能［6］。為鞏固所學(xué)知識，我們采取多種方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。（1）布置課下思考題：教學(xué)過程中留下通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源獲取答案的問題，如分析本田車系發(fā)動機(jī)采取的i-VTEC（電子可變氣門升程）技術(shù)等。（2）建設(shè)課程網(wǎng)站：課程網(wǎng)站上加載了大量的學(xué)習(xí)資料，如大綱、課件、教案、視頻、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、作業(yè)習(xí)題、前沿問題等，學(xué)生可自主學(xué)習(xí)并檢查學(xué)習(xí)效果等。（3）引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)愛課程網(wǎng)資源平臺知識：愛課程是精品開放課程共享系統(tǒng)，其中關(guān)于發(fā)動機(jī)的課程目前有14門，任課教師在開課之初就向?qū)W生介紹愛課程網(wǎng)，教學(xué)過程中引用其內(nèi)容以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，這樣一些新技術(shù)、疑難問題和實(shí)用技術(shù)均可通過網(wǎng)絡(luò)幫助學(xué)生理解和掌握，同時學(xué)生還可以深化學(xué)習(xí)內(nèi)容，所以，利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)一步提高了學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)效果，對卓越工程師的培養(yǎng)有良好的激勵作用。

經(jīng)過“六位一體”教學(xué)模式的實(shí)施，我院車輛工程專業(yè)和汽車發(fā)動機(jī)原理課程建設(shè)成效明顯。2013年車輛工程專業(yè)獲批“山東省卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項(xiàng)目”，汽車發(fā)動機(jī)原理課程也被評為2013年度山東省高等學(xué)校精品課程。學(xué)生原來表現(xiàn)的理論知識不會實(shí)際應(yīng)用的問題越來越少，學(xué)生的再學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力等均明顯提高。近年來，學(xué)生積極參加各級類別的科技創(chuàng)新活動并取得了較好成績，如近三年在全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、英語競賽等比賽中獲得國家級獎勵由8項(xiàng)升至20余項(xiàng)。另有一批成果在山東省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、機(jī)器人大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽、大學(xué)生汽車知識暨汽車創(chuàng)意設(shè)計大賽等中獲得省級獎勵，學(xué)生的綜合素質(zhì)明顯提高，適應(yīng)了教育部工程類本科學(xué)生的培養(yǎng)要求。

3　結(jié)束語

經(jīng)過幾年的實(shí)踐證明，“理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主研學(xué)、前沿引學(xué)、科研推學(xué)、網(wǎng)絡(luò)助學(xué)”的“六位一體”教學(xué)模式在汽車發(fā)動機(jī)原理課程教學(xué)中的應(yīng)用，適應(yīng)了當(dāng)代高等教育工科專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，極大地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)的提高，這不僅提高了教學(xué)效果，而且提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，將對學(xué)生終生有益。今后會根據(jù)課程特色和學(xué)生特點(diǎn)，擴(kuò)大這種教學(xué)模式的應(yīng)用范圍，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)車輛工程專業(yè)人才。

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The Application of "Six in One" Teaching Mode in Automobile Engine Principle Course

Wu Hairong
School of Mechanical & Automobile Engineering， Liaocheng Universtiy， Liaocheng， 252000， China

Abstract:Automobile engine principle is an important core course in vehicle engineering. According to the requirements of the outstanding engineer education training， in view of the course features of "much and abstract theory， strong applicability practice， more concerning subjects， more fast knowledge update"， this paper takes and discusses the "six in One" teaching mode of "theory teaching， practice teaching，independent inquiry learning， frontier science learning， research learning and network learning"， good results have been achieved.

Key words:excellence engineer education training； automobile engine principle； teaching reform

收稿日期：2015-10-13

作者簡介：吳海榮，碩士，副教授，系主任。

基金項(xiàng)目：山東省卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項(xiàng)目“車輛工程專業(yè)”；山東省高等學(xué)校精品課程“汽車發(fā)動機(jī)原理”（編號：2013BK097）。