《發動機原理》課程的教學改革與探索

石秀勇　倪計民　鄧俊

摘要：結合作者擔任車輛工程（汽車）專業本科課程《發動機原理》教學工作的多年體會，本文探討了在“卓越工程師”培養理念下如何改善教學效果和教學質量的方法和途徑。

關鍵詞：發動機原理，教學質量，互動性，綜合評價，企業旁聽

中圖分類號：TK401-4

對于研究型大學人才培養而言，“實施精英教育、培養精英人才”是時代發展提出的新要求[1]。溫家寶總理曾在政府工作報告中指出，強國必先強教，只有一流教育，才能培養一流人才，建設一流國家；要解放思想，大膽突破，勇于創新，鼓勵試驗，對辦學體制、教學內容、教育方法、評價制度等進行系統改革[2]。在同濟大學“卓越人才”的培養理念下，汽車學院本著培養“卓越汽車工程師”的前提，開展了一系列“卓越課程”的教學改革工作。《發動機原理》是車輛工程（汽車）專業非車用動力方向的專業限選課。本文結合近年來作者圍繞本科生專業課所進行的教學改革，對《發動機原理》課程的教學內容和教學方法改革進行了初步探索和實踐。

1.課程特點與挑戰

1.1課程特點

作為汽車學院車輛工程（汽車）專業的核心專業課之一，《發動機原理》主要講述車用內燃機工作循環、性能指標，以及車用內燃機（包括點燃式汽油機和壓燃式柴油機等）的混合氣形成及燃燒、有害物排放控制和性能優化等基本理論和工程技術。其理論性較強，且需要聽課對象應修過《發動機構造》和《工程熱力學》等前期課程。

1.2課程遇到挑戰

在多年的課程教學中，作者所在教學團隊也逐漸遇到一些問題和困惑，主要體現在：

（1）課時逐漸減少。在上世紀90年代，許多高校的“發動機原理”課程（或“汽車內燃機原理”課程）的學時數都在80學時（含實驗）左右；后來由于逐漸采用通識教育模式，專業課的課時不斷減少，我校目前已減至34學時。

（2）課時減少但內容增加。主要因為經典的基本理論要延續，且必須夯實；但實際工程中的科技進步日新月異，我國汽車技術水平在近十年內跨越了國外二十年的歷程，在課程中如不及時反映也會脫離實際[3]。同時，學生對新事物和新技術的求知欲望很高，如果僅限于講授基本理論，他們的聽課和學習興趣不高。

（3）目前國內外教科書都不同程度地存在內容偏舊、更新速度慢等問題[4]，僅靠參考其他教材（包括國外最新教材）來更新我們的教學內容，已無法滿足實際教學要求，必須進行相應的教學內容和方法的改革與探索。

2.課程的教學改革與實踐

2.1授課內容的精簡與更新

2.1.1教學內容的合理安排

針對課時減少而內容不減反增的情況，合理精簡教材內容，根據實際發展補充相關新內容是十分必要的。例如，汽油機的混合氣形成方式是《發動機原理》課的重要內容，它對汽油機的動力性、燃油經濟性和污染物排放等性能有重要影響。車用汽油機自產業化以來，一直沿用文丘利管原理的化油器作為燃料霧化手段；20世紀80 年代末開始，由于電子控制技術的應用和降低排氣污染的社會需求，國外開始采用進氣道燃油噴射（PFI）技術，并停止了化油器式發動機的生產；20世紀90年代中后期，國外為提高汽油機的燃油經濟性而開始采用缸內直噴（GDI）技術，但直到目前為止大部分生產和使用中的車用汽油機仍以采用PFI方式為主[3]。針對這種狀況，作者所在教學團隊在近幾年的講課內容中，大大壓縮了化油器的內容，轉而以PFI技術為主，并提高GDI內容的比例，受到學生的歡迎。

2.1.2教學內容體現與時俱進

近年來，隨著社會對節約能源、減少排放等要求的日益提高，現代發動機技術也得到了突飛猛進的發展。現有的教材在內容上與這些新技術還有一定的滯后，因此，在本課程的教學內容上及時補充一些發動機的最新技術進行講解，體現教學內容的先進性。例如，增加了現代發動機的一些最新燃燒技術（如分層稀薄燃燒、均質壓燃HCCI發動機）、可變進氣技術（可變進氣管、VVT/VVL）等進行講解。

2.2教學方法與手段的豐富[5]

2.2.1教學方法上推行研究型教學模式

為了增加學生學習的主動性，采取了靈活多變的教學方法，如分組討論、問題引導、現場教學等方式。例如針對發動機的一些新結構或者新技術展開討論與交流，有興趣的同學也可以自己動手設計或者改進發動機某些部位或機構的設計，提高學生運用所學知識解決實際問題的能力。已有多名學生因此受益，而申請到上海市或國家的大學生創新項目。

2.2.2教學手段上多種方式相結合

在課程教學手段上，采用了多媒體教學、現場教學以及網絡輔助教學相結合的方式，使課堂與現場、課內與課外、理論與實踐有機融合，提高教學效果。如燃料燃燒的過程、渦輪增壓機的工作過程等，可以采用多媒體動畫演示，以其鮮明的畫面、逼真的色彩以及生動形象的動畫或影像再現汽車發動機各結構及其工作過程，充分調動了學生的視、聽等感官，使學生可以更直觀地理解和掌握汽車發動機基礎理論知識，激發學生學習興趣。

2.3 考核方式體現對學生的綜合能力評價

為了鼓勵學生自學、實踐與創新和參與教學的主動性，本課程在考核方式主要體現對學生綜合能力的評價，采取注重平時的多種考試考查相結合的方法。考核的成績分布大致為：平時成績占10%，課后實踐作業成績占30%，期末筆試成績占60%。平時成績主要是考察學生的學習態度和平時表現。課后實踐作業成績主要是考核學生的實踐能力，針對發動機原理課程的相關理論知識點，將全班同學分成不同的小組，根據興趣自由組合共同完成一個主題。期末考試主要還是閉卷考核學生通過該門課程的學習，對課程教學大綱規定的教學重點和難點的掌握情況以及綜合分析問題的能力。

結語

《發動機原理》是一門原理性課程，其理論性較強。在當前“卓越課程體系”建設、面向工程教育認證的大環境下，合理精選課程內容、豐富教學方法和手段、綜合考評學生能力等教學改革措施的實踐，可以逐步改善教學效果提升教學質量。同時，為了克服僅僅是“紙上談兵”，內容理解不夠深刻，在我院與上海大眾聯合培養卓越工程師的背景下，引入企業技術人員到課堂旁聽，不但能夠提升企業人員的理論水平，同時還可以結合實際生產給學校的學生帶來實際的技術場景。

參考文獻：

[1]張建華.關于教學研究型大學精英人才培養的思考[J].教育探索，2008，（7）：23-24.

[2]田清雅.打造一流教育建設一流國家——解讀溫家寶總理的教育情結[J].學周刊A版，2010，（9）： 198-199.

[3]王建昕，帥石金，王 志.大學通識教育模式下本科生專業課教學方法的探討[J].中國大學教學， 2010 （4）： 55-57.

作者簡介：石秀勇，男，1979.03，山東，研究生，同濟大學汽車學院，研究方向：汽車發動機節能減排科研及教學