李小平　蘇巖　解方喜

摘 要：文章針對(duì)目前汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題和不足，從實(shí)驗(yàn)課程體系結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)考核體系等方面進(jìn)行改革，提出了基于“引導(dǎo)預(yù)習(xí)、方案設(shè)計(jì)、模塊化臺(tái)架搭建、實(shí)驗(yàn)分析”四步一體的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。 “引導(dǎo)預(yù)習(xí)”提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；“方案設(shè)計(jì)”發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力；“模塊化臺(tái)架搭建”增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；“實(shí)驗(yàn)分析”全面提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型和研究型人才培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)；汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2017）07-0018-02

對(duì)于工科院校來(lái)說(shuō)，專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)踐性較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是專(zhuān)業(yè)課程必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)理解的重要措施，是學(xué)生對(duì)理論知識(shí)驗(yàn)證的重要手段，是設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、創(chuàng)造新技術(shù)的重要方法。同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是工科院校培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、思考能力、解決問(wèn)題能力、團(tuán)體協(xié)作能力和創(chuàng)新思維能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[1-3]。一直以來(lái)，各高等院校都在探索適合自身學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，開(kāi)放式，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式廣受各院校歡迎[4-7]。近些年，本專(zhuān)業(yè)的教師為探索培養(yǎng)應(yīng)用型和研究型多層次高素質(zhì)的學(xué)生進(jìn)行了很多實(shí)踐教學(xué)更新，也取得了一些成效[8-9]。但目前本專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在一些不足，如實(shí)驗(yàn)課程依附于理論課程，課時(shí)量少，設(shè)備使用率低，上課時(shí)間局限，缺乏創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能滿足現(xiàn)在學(xué)校提倡的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，開(kāi)放創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，為此進(jìn)行汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有著重要的意義。

一、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)：現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課安排在理論課程講授完成后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式主要為：年輕教師講授實(shí)驗(yàn)方法、學(xué)生按實(shí)驗(yàn)室教師指導(dǎo)操作、記錄數(shù)據(jù)、整理報(bào)告、教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告并給出成績(jī)。在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)密切結(jié)合，有利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中方便管理，實(shí)驗(yàn)教學(xué)臺(tái)架穩(wěn)定，考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

2.存在的問(wèn)題：教學(xué)形式單一；實(shí)驗(yàn)課依附理論課程，課時(shí)量少，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)4門(mén)主干課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)占總課時(shí)均不超過(guò)15%，同時(shí)實(shí)驗(yàn)課程安排在理論課程結(jié)束之后，上課時(shí)間局限，且處于期末階段，學(xué)生投入實(shí)驗(yàn)的精力較少；實(shí)驗(yàn)儀器教學(xué)任務(wù)及臺(tái)時(shí)數(shù)少，設(shè)備使用率低；考核評(píng)價(jià)體系不完善，對(duì)部分實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生及有創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的學(xué)生的考核辦法欠缺；缺乏創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，抑制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

二、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的策略

1.優(yōu)化課程體系。把專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課從理論課程中分離出來(lái)，形成一門(mén)獨(dú)立的課程。工科院校的其他專(zhuān)業(yè)學(xué)生可將本專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課設(shè)置為選修課，而本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生為必修課。實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目包括演示性實(shí)驗(yàn)、基本理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)四大類(lèi)，其中每類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中又包含必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間、興趣及能力選擇實(shí)驗(yàn)課程及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。改革后將大大提高課程的任務(wù)量及實(shí)驗(yàn)儀器教學(xué)臺(tái)時(shí)數(shù)，提高設(shè)備使用率，同時(shí)也提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自由度。

2.創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式。基于“四步一體”的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種學(xué)生自主分組選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并自行搭建臺(tái)架完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的教學(xué)形式，主要由“引導(dǎo)預(yù)習(xí)，方案設(shè)計(jì)，模塊化臺(tái)架搭建，實(shí)驗(yàn)分析”四步組成。

（1）引導(dǎo)預(yù)習(xí)。學(xué)生先預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)大綱及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，自行組隊(duì)，選擇實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間。此外，學(xué)生要根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，查閱實(shí)驗(yàn)方案中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器相關(guān)資料，了解其工作原理及基本操作方法，自行選擇上課時(shí)間及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這樣實(shí)驗(yàn)時(shí)間及自由度得到了大幅提高，避免了部分學(xué)生由于時(shí)間沖突而無(wú)法按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)課程的情況。通過(guò)引導(dǎo)預(yù)習(xí)過(guò)程，學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)方法，同時(shí)了解實(shí)驗(yàn)所需儀器的簡(jiǎn)單工作原理及簡(jiǎn)單操作方法，提高了自己查閱資料的能力及獨(dú)立思考的能力。書(shū)寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，培養(yǎng)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的習(xí)慣及歸納總結(jié)的能力。

（2）方案設(shè)計(jì)。通過(guò)預(yù)習(xí)，學(xué)生獨(dú)自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后以小組形式，從實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、先進(jìn)性、可行性等方面討論各自的實(shí)驗(yàn)方案，最后小組討論，統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)方案，提交指導(dǎo)教師審閱，指導(dǎo)教師對(duì)小組方案不合理的方面給予指導(dǎo)修正，最終確定一個(gè)完善的可實(shí)施的實(shí)驗(yàn)方案。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，通過(guò)小組討論，學(xué)生可以了解自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的不足，哪些因素沒(méi)有考慮，忽略了哪些實(shí)驗(yàn)程序。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)與測(cè)功機(jī)臺(tái)架的匹配，發(fā)動(dòng)機(jī)與油耗儀的匹配，發(fā)動(dòng)機(jī)與冷卻系統(tǒng)的匹配，以及其他測(cè)試設(shè)備在實(shí)驗(yàn)中的選擇。例如，不能把一臺(tái)額定功率只有50kW的發(fā)動(dòng)機(jī)裝在一臺(tái)CW440測(cè)功機(jī)上。如何選擇各種設(shè)備，搭建一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，是現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程沒(méi)有提到的?，F(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，臺(tái)架都是現(xiàn)存的，不用學(xué)生自己安裝，所以學(xué)生對(duì)臺(tái)架的搭建及臺(tái)架搭建過(guò)程中需要注意哪些問(wèn)題一無(wú)所知。方案設(shè)計(jì)過(guò)程，使學(xué)生增強(qiáng)分析問(wèn)題的能力，提高獨(dú)立思考的能力，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生相互討論的交流式學(xué)習(xí)方法。

（3）模塊化臺(tái)架搭建。實(shí)驗(yàn)室教師把實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備分類(lèi)模塊化，如一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試平臺(tái)包括臺(tái)架基礎(chǔ)模塊，發(fā)動(dòng)機(jī)油路模塊，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水模塊，發(fā)動(dòng)機(jī)氣路模塊及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)測(cè)試模塊等五大模塊。這一部分的工作主要由實(shí)驗(yàn)室教師在課前準(zhǔn)備好，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師大致介紹一下實(shí)驗(yàn)室的結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，然后學(xué)生分工按要求完成各模塊的連接，同時(shí)有問(wèn)題可以請(qǐng)教指導(dǎo)教師。這一過(guò)程可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，也能反映出學(xué)生各自的實(shí)踐能力的強(qiáng)弱，同時(shí)還能反映出學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度及對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的預(yù)習(xí)情況。模塊化臺(tái)架的搭建，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的了解更深刻，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟了解更完善，同時(shí)對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也有更深刻的認(rèn)識(shí)。

（4）實(shí)驗(yàn)分析。搭建好臺(tái)架后，學(xué)生按實(shí)驗(yàn)方案及方法開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備使用不太熟悉的，指導(dǎo)教師給予指導(dǎo)，學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析理解，加深了對(duì)所學(xué)理論知識(shí)和儀器設(shè)備的使用及測(cè)量原理的理解。以前學(xué)生做實(shí)驗(yàn)只是記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)操作儀器基本不會(huì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都是在實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可能導(dǎo)致部分有問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及規(guī)律與理論知識(shí)不相符的數(shù)據(jù)無(wú)法解釋原因。通過(guò)預(yù)習(xí)報(bào)告，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律有了大概的認(rèn)識(shí)，所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律不正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生能現(xiàn)場(chǎng)分析原因，做到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有效可靠，鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，及現(xiàn)場(chǎng)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

3.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革。以前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括演示性實(shí)

驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)，但缺乏創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本是發(fā)動(dòng)機(jī)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，對(duì)一些新的技術(shù)，新的測(cè)試方法及一些行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)等等缺少更新。經(jīng)過(guò)改革后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，加入了一些新的測(cè)試方法、新的科研技術(shù)，以及新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生可自主選擇一些感興趣的創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，帶著興趣去做實(shí)驗(yàn)，這樣既可以讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)研究中的困難和艱辛又能體會(huì)到實(shí)驗(yàn)成功后的樂(lè)趣，既能提高學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活及科研中遇到實(shí)際問(wèn)題分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，又能提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)面。

4.考核體系改革。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，加深理解和掌握所學(xué)理論知識(shí)，驗(yàn)證理論現(xiàn)象，了解專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生查閱資料的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力、語(yǔ)言文字表達(dá)能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力等各方面作為一個(gè)綜合評(píng)價(jià)體系，全面準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力。改革后的考核體系是以滿分為100分，其中預(yù)習(xí)報(bào)告占10%，設(shè)計(jì)方案占20%，臺(tái)架搭建占20%，實(shí)驗(yàn)分析占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告10%，平時(shí)團(tuán)隊(duì)協(xié)作占10%，課堂出勤及表現(xiàn)占10%的加權(quán)考核體系，創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力算加分項(xiàng)（20分為上限）。這種考核體系既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動(dòng)手實(shí)踐能力，又能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨(dú)立思維能力和科研能力，同時(shí)還能加強(qiáng)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，既能考評(píng)各個(gè)層次的學(xué)生能力，又能照顧到有創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的學(xué)生，對(duì)學(xué)生的各項(xiàng)能力考評(píng)也更公平公正。

三、結(jié)語(yǔ)

基于“四步一體”的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有利于學(xué)生對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解、對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的測(cè)量原理有更清楚的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，提高學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)體協(xié)作的能力及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，對(duì)工科專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有一定的借鑒作用。

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[責(zé)任編輯 李金波]