《柴油機原理與構(gòu)造》課程教學(xué)模式及方法

張榮沂，馬慧良，付彥虹，張忠偉，須 瑩，盧 巖

(1.黑龍江工程學(xué)院 機電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050；2.東北林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

《柴油機原理與構(gòu)造》課程教學(xué)模式及方法

張榮沂1，馬慧良1，付彥虹1，張忠偉1，須 瑩1，盧 巖2

(1.黑龍江工程學(xué)院 機電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050；2.東北林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

基于“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的背景下，分析《柴油機原理與構(gòu)造》課程的特點及教學(xué)內(nèi)容，比較傳統(tǒng)教學(xué)方法、多媒體教學(xué)方法、交互式教學(xué)方法在《柴油機原理及構(gòu)造》課程教學(xué)中應(yīng)用時的優(yōu)缺點,提出一種全新的交互式現(xiàn)場教學(xué)方法。這種教學(xué)方法能充分發(fā)揮教師、學(xué)生的積極性,提高課堂教學(xué)的效果,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

教學(xué)方法;交互式;現(xiàn)場教學(xué)

“卓越工程師培養(yǎng)計劃” 是列入中國高等教育中長期發(fā)展規(guī)劃中的一個重要計劃，其目的是通過教育與行業(yè)、高校與企業(yè)的緊密合作，以實際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識、專業(yè)素質(zhì)和實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型工程師。2010年黑龍江工程學(xué)院被定為第一批“卓越計劃”試點學(xué)校，在這樣的大環(huán)境下，2012年機電工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)進(jìn)行了專業(yè)課程的合理精簡與優(yōu)化。將原來的《柴油機結(jié)構(gòu)》和《柴油機原理》合并為《柴油機原理與構(gòu)造》，同時將原來兩門課的48+48學(xué)時變成40+8(實驗)學(xué)時。由于課時的大量壓縮和“卓越計劃”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，要求任課教師必須在理論教學(xué)和實踐教學(xué)的內(nèi)容上進(jìn)行優(yōu)化，選擇適合“卓越計劃”培養(yǎng)要求的知識點，突出重點、難點，加強實踐教學(xué)。該課程教學(xué)質(zhì)量的好壞將直接影響《柴油機故障診斷》和《柴油機維修》等后續(xù)課程的教學(xué)。顯然，傳統(tǒng)的以口授和板書為主體的教學(xué)模式及方法由于其所含信息量小、不靈活等問題，已不能適應(yīng)本課程的教學(xué)要求。為此，在機械2010級、2011級的《柴油機原理與構(gòu)造》課程教學(xué)及實踐中大膽地進(jìn)行了教學(xué)模式及方法的改革。

1 《柴油機原理與構(gòu)造》課程的特點及教學(xué)內(nèi)容

《柴油機原理與構(gòu)造》是黑龍江工程學(xué)院機械專業(yè)學(xué)生的一門主干專業(yè)課，具有很強的直觀性和實踐性，涉及的知識面廣。學(xué)生學(xué)習(xí)本課程之后，能夠系統(tǒng)地了解和掌握柴油機的基本結(jié)構(gòu)、組成、工作原理、特性和輔助系統(tǒng)等主要內(nèi)容。根據(jù)教育部對本科教育和“卓越計劃”的要求，在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，制定了《柴油機原理與構(gòu)造》的教學(xué)大綱，確定了課程教學(xué)及實踐內(nèi)容、時數(shù)。機械專業(yè)課程教學(xué)時數(shù)調(diào)整為48學(xué)時，其中8學(xué)時為實驗課。新大綱學(xué)時少，教學(xué)內(nèi)容包括柴油機的機體、兩大機構(gòu)和四大系統(tǒng)及柴油機的工作原理，換氣對柴油機性能的影響。在一門僅僅48學(xué)時的課程教學(xué)中要實現(xiàn)這些教學(xué)目標(biāo)，就要求教師在教學(xué)的內(nèi)容選擇、教學(xué)模式及方法的應(yīng)用、實驗項目的確定及考試的方式等方面進(jìn)行改革，并嘗試各種新型教學(xué)方法。

2 教學(xué)模式

在一定的思想、理論指導(dǎo)下的教育、教學(xué)活動所形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)模式稱為教學(xué)模式，是教育理論、思想和教學(xué)方法的集中體現(xiàn)。

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師為中心，由教師、學(xué)生和教材三要素組成，而通過教師系統(tǒng)、清晰地講授、板書及掛圖等輔助教具，把知識傳授給學(xué)生，使學(xué)生掌握大量知識的教學(xué)方法，形式比較單一?！恫裼蜋C原理與構(gòu)造》課程的教學(xué)過程，老師是主動的施教者，教具、掛圖是輔助老師向?qū)W生灌輸?shù)墓ぞ?，教材則是灌輸?shù)膬?nèi)容。由于缺乏柴油機結(jié)構(gòu)分解和工作過程的動態(tài)演示，教師在課堂上難以講清楚結(jié)構(gòu)復(fù)雜的柴油機零部件組成和工作原理，學(xué)生只有被動地接受知識，難以理解柴油機是如何裝配的以及零部件相互之間運動的關(guān)系。雖然實際的教學(xué)和實踐中應(yīng)用了教師自己制作和購買的視頻、掛圖、教具等，但直觀性差、缺乏動感，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。這種教學(xué)方式的優(yōu)點是教師自由度比較大，可以充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用；缺點是不管教師講得好不好，由于無法動態(tài)演示柴油機的結(jié)構(gòu)和零部件之間的運動關(guān)系，使得課堂顯得枯燥無味，死氣沉沉，教師的“主導(dǎo)”幾乎完全代替了學(xué)生的“主體”，使得學(xué)生過分依賴教師與書本，課堂教學(xué)缺乏活力。此外，在課堂上教師花在板書上的時間、教學(xué)語言的使用、把握上課紀(jì)律的情況等，導(dǎo)致能夠教授的內(nèi)容過少，知識量有限；加之其它一些不利因素的影響，這種模式的上課方式難以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生主體意識淡薄，缺乏創(chuàng)新意識及精神，阻礙其應(yīng)用能力的全面發(fā)展，這顯然與現(xiàn)代高等教育的宗旨相悖。此外，由于教師教學(xué)水平的差異，采用這種方式的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量都很難保證。

2.2 常用的教學(xué)模式——計算機多媒體教學(xué)

利用多媒體技術(shù)將計算機、投影儀等現(xiàn)代化工具應(yīng)用于課堂教學(xué)，通過教師的合理使用，創(chuàng)造出具有視聽、圖文和影像效果的教學(xué)效果，形成了目前常用的教學(xué)模式——計算機多媒體輔助教學(xué)。

計算機多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)將教學(xué)內(nèi)容和教師的豐富教學(xué)經(jīng)驗以多媒體形式呈現(xiàn)在課堂上，教師可以有選擇地控制教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度，增強學(xué)生的感性認(rèn)識，加強記憶。通過動畫演示和視頻播放，生動地再現(xiàn)柴油機的拆裝過程和工作原理，及時展示柴油機最新的科學(xué)研究成果和已經(jīng)應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)，彌補了教科書在先進(jìn)性上的不足，使得實際教授給學(xué)生的知識與時代發(fā)展和要求同步。

現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)方法雖然克服了傳統(tǒng)教學(xué)方法在《柴油機原理與構(gòu)造》課堂的實際教學(xué)過程中存在的一些問題，同時也存在上課過程中教授給學(xué)生的知識容量過多，學(xué)生所學(xué)的知識很難被及時吸收和消化，教師的人格魅力和學(xué)生的個性不能得到充分展示的問題。

3 教學(xué)過程的新嘗試

為了有效提高學(xué)生的動手能力及綜合工程素質(zhì)，按照“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的要求，在《柴油機原理與構(gòu)造》課程的實際教學(xué)中，根據(jù)課程理論性、實踐性都很強的特點，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式及方法與多媒體的現(xiàn)代教學(xué)模式及方法有機結(jié)合、教師和學(xué)生的互動式教學(xué)模式與實踐教學(xué)相融合，從而提高課程教學(xué)效果。

3.1 教師是互動的前提

教學(xué)過程中教師和學(xué)生的互動是以教師為基礎(chǔ)的。考慮到柴油機構(gòu)造內(nèi)容多，柴油機工作原理方面知識的理論深度較高，難理解；并且課程內(nèi)容與專業(yè)前沿知識密切相聯(lián)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺較難。怎樣在48學(xué)時內(nèi)讓學(xué)生能夠熟練掌握和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)一致的《柴油機構(gòu)造與原理》課程的知識和實踐動手能力，且能很好地培養(yǎng)出學(xué)生的工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新實踐能力，是在教學(xué)實踐中必須解決的問題。

為此，將課程內(nèi)容劃分為多個項目，主要講述柴油機總體性能的指標(biāo)定義；一大機體柴油機機體結(jié)構(gòu)的特點；兩大機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu)的組成、工作原理；柴油機燃油供給系統(tǒng)的工作原理及柴油機性能受換氣的影響，柴油機在工作過程中燃油供油系統(tǒng)及燃燒過程對柴油機性能的影響，柴油機冷卻系統(tǒng)與潤滑系統(tǒng)，以及柴油機機械、負(fù)荷、萬有三大特性。對一些死記硬背的知識盡可能留給學(xué)生課外自學(xué)。

教師在教授每一個項目前對學(xué)生作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，先向?qū)W生介紹相關(guān)知識并提出教學(xué)要求，使學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)和理解打下良好的基礎(chǔ)。同時營造良好的學(xué)習(xí)氛圍并提供充分交際的機會。教師的主體可放在課前，也可放在課后。讓全體學(xué)生進(jìn)入良好的準(zhǔn)備狀態(tài)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，從而產(chǎn)生探求知識的渴望。

3.2 教師與學(xué)生的互動是根本

針對每個具體項目，通過模擬各機構(gòu)及系統(tǒng)相互裝配的關(guān)系和工作過程，鼓勵學(xué)生獨立思考，注意動手與動腦、動筆與動口相結(jié)合。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生按零件、系統(tǒng)地、循序漸進(jìn)地認(rèn)識柴油機結(jié)構(gòu)；通過教師現(xiàn)場設(shè)問和解答學(xué)生的提問，主動引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；通過對學(xué)生提出的問題進(jìn)行具體分析、引導(dǎo)，來提高學(xué)生在討論中的積極性和自信心。通過相互之間的交流和討論，不僅能夠提高學(xué)生的認(rèn)識和能力，也使教師對問題有更深層次的認(rèn)識，創(chuàng)造出和諧的互動氛圍，形成良好的交流環(huán)境。通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的實驗、實習(xí)提高學(xué)生的動手能力，使得學(xué)生能夠掌握一定的柴油機使用技能、調(diào)試技能、維修技能；通過聘請柴油機學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的專家進(jìn)行科研成果的學(xué)術(shù)講座拓展學(xué)生的學(xué)科專業(yè)視野，為今后的工作及繼續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實的專業(yè)基礎(chǔ)和競爭能力。

每一個教學(xué)項目結(jié)束后，都要求學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行進(jìn)一步的歸納總結(jié)，在這個過程中，當(dāng)學(xué)生有困難時，教師設(shè)法引導(dǎo)，讓他們自己做出正確或基本正確的答案，而不是給出“標(biāo)準(zhǔn)答案”，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)始終圍繞項目，最后將所學(xué)知識點分為不同的考試題型進(jìn)行測驗，以檢驗教學(xué)效果。

這種將課程分為項目式的方法將教與學(xué)有機結(jié)合，不僅使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情大大提高，而且也加強了學(xué)生相互之間協(xié)作的意識與團(tuán)隊合作精神，同時也讓學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新意識及能力的培養(yǎng)落到了實處。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很有成就感，從而有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。學(xué)生對知識的理解快、記憶牢，教師也由只是知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的組織者、指導(dǎo)者，使對學(xué)生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)技能方面的培養(yǎng)統(tǒng)一起來，教學(xué)效果得到明顯提高。

4 結(jié)束語

針對實際課堂教學(xué)上存在的一些問題和卓越工程師培養(yǎng)計劃的要求，探索了適應(yīng)《柴油機原理與構(gòu)造》課程特點的教學(xué)模式及方法。實踐證明，互動式教學(xué)模式充分考慮了學(xué)生的特點，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，是一種行之有效的教學(xué)方法，不僅提高了教學(xué)效果，也提高了教師的自身素質(zhì)，使《柴油機原理與構(gòu)造》課程的實際教學(xué)效果達(dá)到一個新的水平。

[1]錢國英，馬建榮，林怡.本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位與教學(xué)組織設(shè)計[J].中國高教研究，2010(1).

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[5]芮宏斌，周春國，高峰．以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”促進(jìn)“液壓與氣壓傳動”課程教學(xué)改革實踐[J]．液壓與氣動，2012(6)：92-95．

[6]謝少安.大學(xué)AIDAS互動式教學(xué)的心理過程及其策略[J].教育探索,2009(8):125-127.

The teaching mode and methods of the course Ttheory and Structure of the Diesel Engine

ZHANG Rong-yi1，MA Hui-liang1，F(xiàn)U Yan-hong1，ZHANG Zhong-wei1，XU Ying1，LU Yan2

(1.College of Mechanical and Electrical Engineering，Heilongjiang Institute of Technology，Harbin 150050，China；2.School of Civil Engineering,Northeast Forestry University，Harbin 150040，China)

Based on the Excellent Programs environment,it presents the feature and the teaching content of the courseTheoryandStructureoftheDieselEngine.Then a new interactive teaching method compared with the merit and demerit of traditional teaching method,multimedia teaching method and interactive teaching method is proposed,which can highly motivate teachers and students,not only improving the effect of classroom teaching,but promoting students’ practical ability and creativity.

teaching method; interactive; on-site teaching

2014-09-16

黑龍江工程學(xué)院教改項目(JG2014042)

張榮沂(1963-)，女，教授，研究方向：機械智能故障診斷；機械優(yōu)化設(shè)計.

G642.0

A

1671-4679(2014)06-0076-03

郝麗英]