發(fā)動機原理課程教學方法探討

鄭焱　張丹　崔偉　韓冰源

摘 要： 從發(fā)動機原理課程教學特點及存在問題入手，結合車輛工程專業(yè)的實際情況和特點，從教學內(nèi)容、教學手段、課程考核方式等方面探索適應本課程特點的教學方法，為后續(xù)的課程教學改革提供一定的參考和依據(jù)。

關鍵詞：車輛工程；發(fā)動機原理；仿真教學；考核模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-7394（2016）04-0119-03

發(fā)動機原理是我校車輛工程專業(yè)的核心基礎課程。該課程以汽車發(fā)動機的動力、經(jīng)濟和運轉(zhuǎn)性能為研究對象，通過分析發(fā)動機工作過程的各個階段，從中找出影響性能的因素及提高性能指標的一般規(guī)律，是本科畢業(yè)生從事汽車相關設計、制造和技術開發(fā)工作的技術基礎。近年來，汽車行業(yè)在飛速發(fā)展的同時，也對發(fā)動機的性能指標提出了更高的要求。作為汽車相關專業(yè)的一門傳統(tǒng)學科，發(fā)動機原理已有幾十年的課程教學歷史，在這幾十年中，無論是教學內(nèi)容還是方法都發(fā)生了巨大的變化，面臨諸多新問題。[1-2]為適應新時期社會和企業(yè)對人才的要求，研究發(fā)動機原理課程教學模式改革，提高教學效果，一直是課程主講教師亟待解決的問題。

1 課程特點及存在問題

發(fā)動機原理課程建立在多門基礎課程之上，具有內(nèi)容廣、知識點多而且更新快的特點。[3]與學生已經(jīng)學習過的汽車構造等可借助模型進行直觀教學的專業(yè)課不同，該課程的理論性很強，要求學生具備扎實的工程力學、數(shù)學和熱力學等方面的知識。以第一章發(fā)動機的理想循環(huán)為例，該章節(jié)既涉及熱力學公式的推導，也包含了氣動公式和性能指標關系式的計算。由于理論知識不能得到直觀的體現(xiàn)，這導致多數(shù)學生在學習中感到比較吃力，任課教師運用傳統(tǒng)的教學方法也難以獲得理想的教學效果。結合本人在授課過程中的體會，目前發(fā)動機原理課程教學的主要存在以下幾個方面的問題。

1.1 教材內(nèi)容相對滯后

近年來，隨著社會對節(jié)能減排要求的日益提高，現(xiàn)代發(fā)動機技術也在高速發(fā)展，現(xiàn)有的教材內(nèi)容滯后于這些技術發(fā)展，如可變氣門升程與正時、復合渦輪增壓、缸內(nèi)直接噴射等技術教材中較少涉及，影響了學生對發(fā)動機領域最新知識的掌握，課本所學內(nèi)容和社會實際脫節(jié)，嚴重影響了學生的學習積極性，同時，也給其日后的工作帶來不便。為了提高教學效果，培養(yǎng)出能適應社會需求的人才，必須對教學內(nèi)容進行及時更新。

1.2 教學手段不夠豐富，學生缺乏積極性

目前，這門課程的講授主要采用的是板書加PPT的方式，師生間缺乏互動，學生處于被動學習地位，積極性不高。相對單一的教學方式，一方面，影響了學生對專業(yè)知識的接受；另一方面，也影響了對學生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。雖然在課件中嵌入發(fā)動機在換氣、增壓、點火、燃油噴射等過程的動畫視頻能夠有效的增加學生對發(fā)動機工作過程的理解，但對于發(fā)動機原理這門課而言，更重要的是讓學生知道如何通過調(diào)整發(fā)動機參數(shù)來實現(xiàn)性能的優(yōu)化，這就需要通過各種靈活的手段[4]來輔助教學。

1.3 理論教學和實踐教學脫節(jié)

發(fā)動機原理是一門實踐性較強的課程，理論教學應當與實踐教學相結合。實踐教學也是這門課程的一個重要環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)為發(fā)動機的性能實驗教學。受到實驗設備和教學資源的限制，目前該課程多采用傳統(tǒng)的教學模式，先進行理論教學，后進行實踐教學，理論教學時教師只關注對理論知識的講解，實驗教學時教師只注重實驗操作方面的訓練，兩者沒有有機結合，造成了理論與實踐脫節(jié)，嚴重影響了教學效率和效果，不利于培養(yǎng)學生把知識和技能相結合的能力。

1.4 考核方式未能體現(xiàn)學生綜合能力

作為典型的考試課，發(fā)動機原理課成績評定采用的是期末考試成績?yōu)橹鳎綍r成績?yōu)檩o的方式。這種考核方式導致部分學生平時不認真學習，期末考試前集中突擊，形成了為考試而學習的不良氛圍，有的學生平時聽課很認真，但考試未發(fā)揮好，僅通過一次考試不能反映學生的真實水平。而平時成績評定過程中也經(jīng)常出現(xiàn)學生上課替答到、作業(yè)抄襲等不良現(xiàn)象，嚴重影響了學習效果和學習熱情。為了保證教學效果和學生積極性，有必要建立多元化和全程化的考核方式。

2 教學方法的改進建議

2.1 優(yōu)化和完善教學內(nèi)容

當前形勢下高校專業(yè)課學時呈現(xiàn)出不斷縮減的特點[5]，為了保證在有限的時間內(nèi)取得良好的教學效果，在教學中應當本著學以致用的原則對教學內(nèi)容進行對其刪繁就簡，以課本中化油器式混合氣形成這一節(jié)為例，由于我國早已完全停止生產(chǎn)化油器式發(fā)動機，可以完全刪除這一節(jié)的內(nèi)容，這樣，一方面，減輕了學生的學習負擔；另一方面，也為教師講補充講解發(fā)動機最新技術騰出時間。為了體現(xiàn)教學內(nèi)容的與時俱進，教師應當密切關注發(fā)動機技術的發(fā)展動向，并把新技術同發(fā)動機原理的基礎理論結合在一起。例如在講解發(fā)動機工作循環(huán)時，可以適當?shù)膶︸R自達最新開發(fā)的藍天創(chuàng)馳技術進行介紹，讓學生了解阿特金森循環(huán)的同時，也加深了壓縮比等參數(shù)對發(fā)動機性能影響的理解。隨著轎車在家庭中的普及，學生對汽車的熟悉程度也逐漸提高，可針對一些具體車型對發(fā)動機的可變氣門正時、缸內(nèi)直接噴射、渦輪增壓等新技術進行講解，在完善教學內(nèi)容的同時，把授課內(nèi)容和實際相結合，提高學生的學習熱情，拓寬學生的知識面。

2.2 引入仿真教學

由于這門課程比較抽象，涉及公式參數(shù)眾多，單純的數(shù)學推導并不能讓學生真正掌握理論知識，而且不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。如果將發(fā)動機仿真技術引入課堂教學，教師可通過發(fā)動機模型構建和參數(shù)輸入加深學生對發(fā)動機工作過程和計算公式的理解，在此基礎上進行性能仿真分析，增加了教學的直觀性。這比單純的數(shù)學推導更加形象具體，便于學生理解和記憶知識點，有利于提高學生的學習積極性。此外，仿真教學可以讓學生自主地進行發(fā)動機性能優(yōu)化設計，參與到教學過程中來。通過仿真分析和性能優(yōu)化，學生對發(fā)動機的詳細構造，各系統(tǒng)參數(shù)及其對發(fā)動機性能的影響有深入地了解，在提高課堂教學效果的同時，也培養(yǎng)了學生的科研創(chuàng)新能力。

2.3 理實一體化教學

理實一體化教學是一種融理論教學和實踐教學為一體的教學方法，針對發(fā)動機原理課程直觀性、實踐性較強的特點，這種教學方法是當前課堂教學的較好模式。理實一體化教學將上課地點由普通教室轉(zhuǎn)到發(fā)動機實驗室，將實驗教學和課堂多媒體教學有機的結合在一起。這就要求教師對課程教學內(nèi)容進行分析總結，確定完成某個實驗所需的理論知識，在此基礎上將實驗技能和理論知識相整合。以發(fā)動機負荷特性這一章節(jié)為例，傳統(tǒng)的教學是把負荷特性曲線定義和負荷特性實驗分開進行，在理論教學中，學生對負荷特性曲線的制取及其所帶表的含義并不能充分理解，而在實驗教學過程中教師和學生關注的也僅是實驗操作和數(shù)據(jù)采集的順利完成，未能達到理想的教學效果。在理實一體化教學過程中，教師可在講解完負荷特性定義后進行負荷特性的實驗演示，接著在學生操作過程中現(xiàn)場講解負荷特性曲線制取以及相關參數(shù)的含義，最后通過對特性曲線的分析，可幫助學生深入理解發(fā)動機相關特性。

2.4 完善課程考核方式

傳統(tǒng)的考核方式主要考查學生對知識點的記憶情況，不能體現(xiàn)學生的綜合能力。針對這一問題，課程考核方式應從考核“學習成績”向評價“學習成效”轉(zhuǎn)變，引導學生從注重“考試結果”向注重“學習過程”轉(zhuǎn)變，增強學生學習的主動性[6]，提高學生的學習能力和實踐能力。結合這門課程的特點，可以采用“N+2”多種模式相結合的考核方式。考核的總成績大致分布如下：平時成績占總成績的10%；實驗成績占總成績的15%；大作業(yè)占總成績的15%；期中考試占總成績的10%；期末考試占總成績的40%，其中實驗成績應達到及格方能參加期末考試。平時成績主要考查的是學生的學習態(tài)度和平時作業(yè)完成情況。實驗成績主要考核的是學生的實踐能力和對實驗現(xiàn)象的分析能力。大作業(yè)主要考查的是學生理論聯(lián)系實際的能力，可以讓學生針對某些車型中所用的發(fā)動機技術寫一篇論文，主要內(nèi)容包括新技術的理論分析、新技術的結構及工作原理、該技術對發(fā)動機的性能影響分析，學生要順利完成論文，就必須查閱相關資料，在弄懂現(xiàn)有結構并知道其原理的基礎上再結合實際融會貫通。采用“N+2” 的考核方式，能夠?qū)崿F(xiàn)考核方式的多元化和全程化，保證了考核結果的客觀性和全面性，一定程度上提高了學生學習的內(nèi)在積極性。

3 結 語

課程教學方法改良是高等教育綜合改革的重要組成部分，是提高教學效果的的有效途徑。本文從發(fā)動機原理課程教學特點及存在問題入手，結合車輛工程專業(yè)的實際情況和特點，探索適應本課程特點的教學方法。通過優(yōu)化和更新教學內(nèi)容、引入仿真教學和理實一體化教學、“N+2”考核方式等方法的有機結合，使課程教學效果達到一個新的水平，同時，也為后續(xù)的課程教學改革提供一定的參考和依據(jù)。

參考文獻：

[1] 劉克銘，梅爽，王大勇.《發(fā)動機原理》課程建設的思考[J].管理觀察， 2011（9）：112.

[2] 萇轉(zhuǎn)，吳凈.基于能力培養(yǎng)的《內(nèi)燃機原理》課程教學模式改革[J].科技創(chuàng)新導報， 2015，12（15）：145-146.

[3] 武和全， 李岳林， 薛盈盈，等. 發(fā)動機原理課程教學改革的探索與實踐[J]. 中國科教創(chuàng)新導刊， 2011（16）：62-63.

[4] 侯軍興，文振華.基于仿真技術的汽車專業(yè)課程教學研究與實踐[J].新課程研究（中旬）， 2015（7）：17-18.

[5] 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.

[6] 譚宏斌， 郭從盛， 馬小玲. 西部地方高校"卓越工程師"的實現(xiàn)途徑[J]. 黑龍江教育（高教研究與評估），2011（8）：48-49.

責任編輯 祁秀春