“六位一體”教學模式在汽車發(fā)動機原理課程教學中的應用

吳海榮聊城大學機械與汽車工程學院 山東聊城 252000

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“六位一體”教學模式在汽車發(fā)動機原理課程教學中的應用

吳海榮
聊城大學機械與汽車工程學院 山東聊城 252000

摘 要：汽車發(fā)動機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、實踐內(nèi)容應用性強、涉及學科多、知識更新快等特點，采取了理論教學、實踐教學、自主研學、前沿引學、科研推學、網(wǎng)絡助學 “六位一體”的教學模式進行了探討，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：卓越工程師教育；汽車發(fā)動機原理；教學改革

聊城大學車輛工程專業(yè)作為山東省卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項目，旨在培養(yǎng)具有良好社會責任感、富有創(chuàng)新精神、工程實踐能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。汽車發(fā)動機原理是該專業(yè)一門重要核心課程，它以熱機理論為基礎，講述發(fā)動機理論循環(huán)和性能參數(shù)評價體系，通過深入研究實際循環(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］，教學中既要兼顧理論和實踐、當前技術(shù)和前沿知識，又要注重學生的實踐能力、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)動機原理課程特點，采取了理論教學、實踐教學、自主研學、前沿引學、科研推學、網(wǎng)絡助學“六位一體”的教學模式，取得了較好效果。

1　汽車發(fā)動機原理課程特點

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

1.1理論內(nèi)容多且非常抽象

該課程理論內(nèi)容包括熱機理論、發(fā)動機性能、換氣過程、燃料與燃燒化學、混合氣形成與燃燒、發(fā)動機特性等，這些知識都是發(fā)動機技術(shù)的基礎。課程內(nèi)容涉及機械、工程熱物理、電子控制以及燃料化學等多個學科［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生來講就是“內(nèi)容抽象且多而雜、學起來難”。如果解決不了這個問題，漸漸地學生就會對這門課失去興趣。

1.2實踐內(nèi)容應用性非常強

本課程實踐內(nèi)容包括發(fā)動機的排放控制、氣體燃料發(fā)動機和混合動力技術(shù)等專題技術(shù)以及發(fā)動機試驗等。這些專題技術(shù)體現(xiàn)了當前發(fā)動機技術(shù)的熱點與發(fā)展趨勢，既先進又實用，而且通過機械效率的測定、功率與油耗的測量等發(fā)動機試驗，還可以提高學生解決實際問題的能力。所以，教學中應該注重學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，以提高學生的工程素養(yǎng)，適應教育部工程類本科學生的培養(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)動機技術(shù)發(fā)展迅速，所以一些新技術(shù)在發(fā)動機上陸續(xù)應用。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際，但是學生學起來總是感覺“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，所以學生會由于自認為知識落后于實際發(fā)展而失去對這門課的興趣。

2　“六位一體”教學模式的應用

根據(jù)卓越工程師教育的培養(yǎng)要求，汽車發(fā)動機原理課程教學過程中，既要注重學生理論知識的獲得和實踐能力的培養(yǎng)，同時也要加強學生再學習能力、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、實踐教學、自主研學、前沿引學、科研推學、網(wǎng)絡助學“六位一體”的教學模式進行了規(guī)劃和探索，取得了一定成效。

2.1理論教學與實踐結(jié)合

學生的興趣愛好是創(chuàng)新的基礎［4］，也是提高課堂教學效果的關(guān)鍵，因此，針對該課程抽象、難學的特點，我們采取了“理論教學與實踐相結(jié)合，以激發(fā)學生學習興趣”的方式。學生對實踐中應用以及能解決實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)動機在汽車上的作用、發(fā)動機技術(shù)的快速發(fā)展、課程主要內(nèi)容等方面入手，分析這門課程的實用性及重要性，以激發(fā)他們的學習興趣和自覺性。同時，理論教學過程中，從實際應用或?qū)嶋H問題入手，再引入發(fā)動機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”的理論與實踐相結(jié)合的創(chuàng)新模式，這樣學生始終感覺到學有所用，并會對引入的知識自覺學習，很好地培養(yǎng)了學生的自學能力和創(chuàng)新精神，如學院每次組織大學生汽車知識暨創(chuàng)意設計大賽都會吸引許多學生積極參賽，學生學習熱情高漲。

2.2實踐教學與應用結(jié)合

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

2.3當前技術(shù)引導學生自主研學

汽車發(fā)動機原理理論內(nèi)容雖然抽象，但大都在實際中得到了廣泛應用，所以，汽車發(fā)動機實物是當前發(fā)動機技術(shù)的具體體現(xiàn)，研究實際發(fā)動機的結(jié)構(gòu)、原理、性能、使用等，是通過當前技術(shù)引導學生自主研究學習的重要方式。為此，我們面向?qū)W生開放汽車結(jié)構(gòu)、發(fā)動機性能、汽車檢測等實驗室，很好地提高了學生自主學習的興趣和能力，如學生會每學期都組織發(fā)動機拆裝等比賽，絕大多數(shù)汽車類專業(yè)學生都踴躍報名，當然，這種方式也進一步培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和工程素養(yǎng)，適應教育部工程類本科學生的培養(yǎng)要求。

2.4前沿知識引導學生學習

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

2.5參與科研推動學生學習

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

2.6通過網(wǎng)絡提升學習效果

利用網(wǎng)絡資源獲取信息和學習成為現(xiàn)代大學生必須掌握的技能［6］。為鞏固所學知識，我們采取多種方式引導學生學習。（1）布置課下思考題：教學過程中留下通過網(wǎng)絡學習資源獲取答案的問題，如分析本田車系發(fā)動機采取的i-VTEC（電子可變氣門升程）技術(shù)等。（2）建設課程網(wǎng)站：課程網(wǎng)站上加載了大量的學習資料，如大綱、課件、教案、視頻、實驗指導、作業(yè)習題、前沿問題等，學生可自主學習并檢查學習效果等。（3）引導學生學習愛課程網(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)，教學過程中引用其內(nèi)容以引導學生學習，這樣一些新技術(shù)、疑難問題和實用技術(shù)均可通過網(wǎng)絡幫助學生理解和掌握，同時學生還可以深化學習內(nèi)容，所以，利用網(wǎng)絡資源進一步提高了學生的自學能力和學習效果，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”教學模式的實施，我院車輛工程專業(yè)和汽車發(fā)動機原理課程建設成效明顯。2013年車輛工程專業(yè)獲批“山東省卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項目”，汽車發(fā)動機原理課程也被評為2013年度山東省高等學校精品課程。學生原來表現(xiàn)的理論知識不會實際應用的問題越來越少，學生的再學習能力、創(chuàng)新能力、工程實踐能力等均明顯提高。近年來，學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項升至20余項。另有一批成果在山東省大學生工程訓練綜合能力競賽、機器人大賽、大學生科技創(chuàng)新大賽、大學生汽車知識暨汽車創(chuàng)意設計大賽等中獲得省級獎勵，學生的綜合素質(zhì)明顯提高，適應了教育部工程類本科學生的培養(yǎng)要求。

3　結(jié)束語

經(jīng)過幾年的實踐證明，“理論教學、實踐教學、自主研學、前沿引學、科研推學、網(wǎng)絡助學”的“六位一體”教學模式在汽車發(fā)動機原理課程教學中的應用，適應了當代高等教育工科專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，極大地促進了學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)的提高，這不僅提高了教學效果，而且提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，將對學生終生有益。今后會根據(jù)課程特色和學生特點，擴大這種教學模式的應用范圍，進一步提高學生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的高素質(zhì)車輛工程專業(yè)人才。

參考文獻

［1］ 徐兆坤，張玨成，李聰.汽車發(fā)動機原理［M］.北京:清華大學出版社，2010.

［2］ 王建昕，帥石金，王志.大學通識教育模式下本科生專業(yè)課教學方法的探討:提高“汽車發(fā)動機原理”專業(yè)課教學質(zhì)量的若干體會［J］.中國大學教學，2010（4）:55-57.

［3］ 夏群生，李克強，宋健，田光宇，馬春生.汽車理論典型中外教材比較研究［J］.中國大學教學，2009（5）:87-90.

［4］ 林健.卓越工程師創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.高等工程教育研究，2012（5）:1-17.

［5］ 原成成.“實訓+ 科研+ 就業(yè)”人才培養(yǎng)模式探析［J］.中國高校科技，2015（8）:80-81.

［6］ 謝幼如，劉春華，朱靜靜，尹睿.大學生網(wǎng)絡學習自我效能感的結(jié)構(gòu)、影響因素及培養(yǎng)策略研究［J］.電化教育研究，2011（10）:30-34.

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。

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