“發(fā)動機原理”混合教學(xué)模式中融合課程思政的教學(xué)探索與實踐*

彭才望 ，孫松林 ，唐琦軍 ，蔣 蘋 ，肖名濤

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，湖南 長沙 410128）

1 研究背景

自《教育信息化2.0行動計劃》提出要積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+教育”以來，教育信息化成為高校教學(xué)改革的一個重要方向[1]。隨著5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能等信息化技術(shù)迅速發(fā)展，信息技術(shù)手段與課程教學(xué)深度融合，成為高等教育教學(xué)的一種必然趨勢[2-3]。相比于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，基于信息化技術(shù)的混合教學(xué)模式，突破了傳統(tǒng)的教學(xué)時空限制、轉(zhuǎn)變了教學(xué)范式、重構(gòu)了課堂教學(xué)環(huán)境，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情[4]。混合教學(xué)模式除了狹義上的線上、線下教學(xué)混合，也包括基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、微信公眾平臺、超星學(xué)習(xí)通、翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等多樣化信息化手段的混合式教學(xué)過程[5]，轉(zhuǎn)變了教師與學(xué)生的角色，教師起到引領(lǐng)與指導(dǎo)的作用，課程資源共享，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性。

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，要用好課堂教學(xué)這個主渠道，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。[6]針對當前課程思政教學(xué)實踐中“思政教育”與“專業(yè)教育”之間存在“兩張皮”的現(xiàn)象[7]，用好課堂教學(xué)這個主渠道，以“課程思政”為引領(lǐng)，挖掘與引導(dǎo)專業(yè)知識中的思政元素，幫助學(xué)生形成正確的價值觀、人生觀、世界觀，提高道德修養(yǎng)以及對本專業(yè)的歸屬感和認同度，促進身心健康發(fā)展，落實立德樹人的根本任務(wù)。

因此，課題組以“發(fā)動機原理”課程為例，充分利用微信公眾平臺、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、超星學(xué)習(xí)通等信息技術(shù)工具融合課程資源、網(wǎng)絡(luò)資源等，構(gòu)建混合教學(xué)模式[8-9]，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時，結(jié)合湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院車輛工程專業(yè)與農(nóng)業(yè)機械化及自動化專業(yè)的教學(xué)實際，深挖思政元素，有機融入“發(fā)動機原理”課程教學(xué)目標、內(nèi)容、活動以及評價之中，理實結(jié)合，推動專業(yè)教育與思政教育協(xié)同發(fā)展，在混合式教學(xué)過程中創(chuàng)新課程思政實施模式，提高學(xué)生的政治素養(yǎng)與專業(yè)素養(yǎng)。

2 混合教學(xué)模式融合課程思政設(shè)計

2.1 混合教學(xué)模式

“發(fā)動機原理”課程建設(shè)團隊由5名專任課教師組成，其中1名教授擔任課程建設(shè)負責人，基于專業(yè)建設(shè)情況與課堂教學(xué)環(huán)境對課程建設(shè)提出整體思路；另外2名副教授與2名講師負責融合信息技術(shù)實施混合式教學(xué)，教學(xué)實踐中不斷提高課程育人質(zhì)量并進行教學(xué)反饋評價。同時，基于信息化技術(shù)手段，課程建設(shè)團隊積極開展課程思政設(shè)計與教學(xué)研討，結(jié)合課程特點、思維方法和價值理念，系統(tǒng)化融合專業(yè)課程中的思政元素并對課程思政案例進行設(shè)計，重塑課程教學(xué)目標以及重構(gòu)課程內(nèi)容，以實現(xiàn)專業(yè)育人與思政育人的協(xié)同效應(yīng)。

課題組以“發(fā)動機原理”課程為教學(xué)探索對象，線上教學(xué)主要依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、微信公眾平臺、超星學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺，在課前、課中、課后設(shè)置與專業(yè)課程相關(guān)的教學(xué)模塊，實現(xiàn)師生互動多角度、學(xué)生學(xué)習(xí)多元化，打破傳統(tǒng)單一性的課堂教學(xué)，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位與教師在教學(xué)過程中的引領(lǐng)作用；開展課程思政設(shè)計，開發(fā)課程思政資源，融合多維度的思政育人案例；基于信息化教學(xué)平臺，組織學(xué)生個性化自學(xué)、小組討論；聚焦專業(yè)課程中某一主題進行前沿分析、主題研究等，在提高學(xué)生專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生道德情操、樹立社會責任感?；旌辖虒W(xué)模式設(shè)計如圖1所示。

圖1 混合教學(xué)模式設(shè)計

2.2 課程教學(xué)目標

“發(fā)動機原理”課程是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院車輛工程專業(yè)與農(nóng)業(yè)機械化及自動化專業(yè)的一門專業(yè)必修課，通過教學(xué)，使學(xué)生掌握發(fā)動機的熱力過程、熱力循環(huán)、發(fā)動機燃燒過程、發(fā)動機特性及動力匹配等方面的專業(yè)理論知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)作為一所涉農(nóng)高校，肩負立德樹人、強農(nóng)興農(nóng)的使命?！鞍l(fā)動機原理”課程中講解的發(fā)動機是農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)過程中的關(guān)鍵動力裝置，其對促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)發(fā)展具有舉足輕重的作用。因此，在專業(yè)人才培養(yǎng)方案的指導(dǎo)下，以落實立德樹人根本任務(wù)為出發(fā)點，培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)型人才，充分考慮農(nóng)林院校學(xué)生的身心發(fā)展需要、社會發(fā)展需求以及農(nóng)業(yè)工程學(xué)科發(fā)展需求。同時，洞察學(xué)情需求，有機融合專業(yè)教學(xué)與思政育人需求，確定課程的思政元素契合點，將其內(nèi)涵意義深化，形成專業(yè)教育與思政教育深度融合的課程教學(xué)目標。具體課程教學(xué)目標，如表1所示。

表1 “發(fā)動機原理”課程教學(xué)目標

2.3 課程教學(xué)內(nèi)容

“發(fā)動機原理”課程具有工科類專業(yè)課程的鮮明特色，如涉及發(fā)動機工作原理、燃燒化學(xué)、發(fā)動機特性規(guī)律、排放機理等內(nèi)容，既包含部分機械結(jié)構(gòu)動力學(xué)，又涉及熱力學(xué)、燃燒化學(xué)等內(nèi)容，抽象復(fù)雜，邏輯性強。因此，為形象展示發(fā)動機內(nèi)部燃燒過程，通過教學(xué)視頻、教學(xué)圖片、教學(xué)動畫等形式深入講解，提高對發(fā)動機工作原理的認知能力；針對難以理解的發(fā)動機燃燒規(guī)律，通過互動討論式教學(xué)，進行總結(jié)對比，分享《內(nèi)燃機學(xué)報》部分相關(guān)科研論文成果，加深對發(fā)動機燃燒過程、燃燒特點的理解。發(fā)動機是車輛的心臟，發(fā)動機的性能是車輛的動力性、經(jīng)濟性、排放性等性能的根本，為了強化發(fā)動機的動力性與提高發(fā)動機的熱效率，當前各企業(yè)與科研院所不斷地研發(fā)新技術(shù)。因此，在課程中穿插講解渦輪增壓、廢氣再循環(huán)、可變氣門升程、可變氣門正時、HCCI燃燒、缸內(nèi)直噴分層稀薄燃燒、發(fā)動機智能啟停等發(fā)動機新技術(shù)，更新課程內(nèi)容，補充新的案例，加強學(xué)生對市場上發(fā)動機新技術(shù)的了解，將基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、適應(yīng)性、先進性的發(fā)動機原理專業(yè)知識有機結(jié)合。同時，結(jié)合課程思政需求，充分挖掘與“發(fā)動機原理”課程內(nèi)容相關(guān)的課程思政資源，如榜樣故事、民族文化、社會熱點與科技前沿等，形成課程思政教學(xué)內(nèi)容或課程思政教學(xué)案例，保障課程思政順利實施。如在給學(xué)生第一課介紹發(fā)動機起源、分類、發(fā)展內(nèi)容時候，引入我國發(fā)動機研發(fā)案例，巧妙談?wù)劰そ尘駥Πl(fā)動機產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展的影響，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感、愛國熱情，進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強學(xué)習(xí)動力，深化課程思政育人成效?！鞍l(fā)動機原理”課程專業(yè)與思政融合的部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計如表2所示，柴油機燃燒知識點授課過程中融合的課程思政元素如圖2所示。

表2 “發(fā)動機原理”課程專業(yè)與思政部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

圖2 課程思政元素

2.4 課程教學(xué)活動

信息技術(shù)手段或工具的豐富多樣性為“發(fā)動機原理”課程實施混合式教學(xué)、課程思政育人環(huán)境的創(chuàng)建提供了有力的技術(shù)支撐。本項目組以“發(fā)動機原理”課程教學(xué)目標為指導(dǎo)，以課程教學(xué)內(nèi)容為依托，有機融合信息化技術(shù)，開展以學(xué)生為中心的教學(xué)活動，充分利用信息化教學(xué)平臺，如網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺、微信公眾平臺、超星學(xué)習(xí)通等滿足“發(fā)動機原理”課程教學(xué)需要，平臺上整合專業(yè)課程主要教學(xué)內(nèi)容，融合思政元素，體現(xiàn)專業(yè)與思政教學(xué)的有機融合；同時，結(jié)合教學(xué)需求，合理安排線上線下混合教學(xué)活動；教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生個性化特點，針對性推送與課程相關(guān)的教學(xué)研究相關(guān)論文、課程思政案例、發(fā)動機原理相關(guān)的熱點資源與前沿知識，提高學(xué)習(xí)興趣、鞏固學(xué)習(xí)效果；線上線下學(xué)生通過觀看微視頻、主題研討、分組討論、發(fā)動機臺架試驗等活動，增進學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的同時，無形中提高學(xué)生的思政素養(yǎng)，特別是線下臺架試驗，依托廣汽三菱發(fā)動機臺架試驗室，大學(xué)生進企業(yè)觀摩學(xué)習(xí)發(fā)動機標定試驗過程，提高了學(xué)習(xí)熱情，同時深刻認識到作為企業(yè)員工肩負的使命感、責任感，為今后職業(yè)規(guī)劃與發(fā)展提供了參考。教學(xué)活動設(shè)計如圖3所示，信息化平臺教學(xué)活動如圖4所示，廣汽三菱臺架試驗觀摩學(xué)習(xí)如圖5所示。

圖3 教學(xué)活動設(shè)計

圖4 信息化平臺教學(xué)活動

圖5 廣汽三菱臺架試驗觀摩學(xué)習(xí)

2.5 課程教學(xué)評價

為檢驗課程應(yīng)用信息技術(shù)手段實施混合式教學(xué)是否有效達成專業(yè)教育與思政教育協(xié)同的教學(xué)育人目標，本項目組結(jié)合“發(fā)動機原理”課程特點，針對學(xué)生個性化學(xué)習(xí)特征，采用多主體、多維度和多方式的多元評價體系。首先，“發(fā)動機原理”課程涉及發(fā)動機熱力學(xué)原理、發(fā)動機工作原理、燃燒機理、特性規(guī)律等，復(fù)雜抽象。因此，注重強調(diào)學(xué)生對基本理論與原理的掌握，更注重培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)分析的邏輯思維能力。其次，該課程包括發(fā)動機臺架試驗以研究發(fā)動機速度特性、負荷特性等規(guī)律。因此，除了理論學(xué)習(xí)，還設(shè)置了發(fā)動機臺架試驗項目，培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力。另外，依托信息技術(shù)手段，綜合評價學(xué)生在虛擬環(huán)境下創(chuàng)新學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、解決問題等方面的能力。因此，該課程教學(xué)評價總體分為專業(yè)教學(xué)與思政育人兩方面的教學(xué)評價，涵蓋線上教學(xué)、試驗實踐、理論考試、課堂表現(xiàn)與思政育人等具體方面，具體評價方法如表3所示。

表3 “發(fā)動機原理”課程教學(xué)評價

3 教學(xué)效果

3.1 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升了專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量

經(jīng)過2個學(xué)期的混合式教學(xué)實踐，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院車輛工程專業(yè)、農(nóng)業(yè)機械化及自動化專業(yè)的近400名學(xué)生參與學(xué)習(xí)。2021年4月，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量反饋問卷，選取2018級車輛工程專業(yè)的73名學(xué)生為調(diào)查對象，其中女生12人，男生61人，統(tǒng)計結(jié)果如圖6所示。

圖6 “發(fā)動機原理”課程混合教學(xué)模式統(tǒng)計分析

從圖6可以看出，“發(fā)動機原理”課程混合教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，占比達到97%，信息化技術(shù)融合有助于提高學(xué)習(xí)熱情；依托信息化教學(xué)平臺，師生交流得到認可，提供了突破時空限制的交流機會，增進了師生了解；90%以上的學(xué)生對課程實施混合教學(xué)模式持支持態(tài)度，認為專業(yè)知識點邏輯清晰并肯定了自我學(xué)習(xí)能力得到提高；同時，課程融合思政元素，在引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀等方面起到了很好的作用，統(tǒng)計顯示91%的學(xué)生認為課程帶有啟迪、引導(dǎo)自身全面發(fā)展作用，說明課程思政育人成效得以實現(xiàn)；但同時也發(fā)現(xiàn)學(xué)生對線上線下時間分配合理性認可度不高，說明后續(xù)教學(xué)過程中需要重視混合教學(xué)模式在時間分配上的合理性；同時，結(jié)合學(xué)生問卷統(tǒng)計反饋結(jié)果，面對學(xué)生個性化需求日益突出，線上線下的教學(xué)資源更需要瞄準社會發(fā)展需求、專業(yè)發(fā)展需求，及時更新、豐富教學(xué)素材，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需要。

3.2 專業(yè)教育與思政教育協(xié)同效應(yīng)顯現(xiàn)

“發(fā)動機原理”課程混合教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，教學(xué)過程中將教材內(nèi)容提煉成核心知識點分模塊進行專題教學(xué)，如汽/柴油機燃燒過程、發(fā)動機燃燒室、發(fā)動機速度特性、發(fā)動機負荷特性等專題，這些使學(xué)生在知識點學(xué)習(xí)深化過程中起到了明顯作用，主要表現(xiàn)在期末考試卷面筆試成績平均分較以往得到提高。如同一專業(yè)不同年級學(xué)生對比發(fā)現(xiàn)，2019年下學(xué)期傳統(tǒng)課堂教學(xué)考試平均分為70.7分，2020年下學(xué)期混合教學(xué)模式授課后考試的平均分為85.8分。同時，理實結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力與創(chuàng)新能力，如依托全國大學(xué)生方程式汽車大賽，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院車輛工程、農(nóng)業(yè)機械化及自動化、機械設(shè)計及自動化等專業(yè)的學(xué)生，跨專業(yè)組隊，結(jié)合發(fā)動機原理基本理論，自行搭建發(fā)動機臺架，標定賽車用發(fā)動機并進行綜合調(diào)試，如圖7所示。賽車團隊于2019年和2020年分別獲得全國大學(xué)生方程式汽車大賽三等獎和二等獎。另外，湖南省大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生智能農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新大賽、工程訓(xùn)練綜合能力競賽等賽事中均有專業(yè)學(xué)生參與，通過競賽的鍛煉，一批專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力得以發(fā)揮，參賽過程中專業(yè)學(xué)生表現(xiàn)出的組織能力、協(xié)作能力等能力為他們在后續(xù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、職業(yè)發(fā)展、科學(xué)研究等方面奠定了堅實基礎(chǔ)，增強了個人自信。

圖7 大學(xué)生標定賽車發(fā)動機

4 結(jié)語

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建基于信息技術(shù)手段的混合教學(xué)模式，成為課程教學(xué)的一種必然趨勢。課題組基于課程特點與學(xué)科特色，實施混合式教學(xué)，在課程教學(xué)目標、課程內(nèi)容、課程教學(xué)活動、教學(xué)評價等課程建設(shè)方面不斷優(yōu)化，明晰信息化技術(shù)手段與課程思政建設(shè)在課程教學(xué)實施過程中的價值導(dǎo)向與功能價值，形成專業(yè)教育與思政教育協(xié)同效應(yīng)，一定程度上推動了課程思政建設(shè)，實現(xiàn)了立德樹人的根本目標。