通識教育模式下《發動機原理》課程教學改革探討

齊曉霓 劉瑞祥 孟建

摘要：發動機原理是能源動力類專業的主要專業課程，本文結合“汽車發動機原理”專業課程，探討了在通識教育模式下如何保證專業課教學質量的問題，強調了科研與教學之間不可或缺的相輔相成關系。在教學方法上由工程案例對比分析加深對基本原理的理解，加強討論環節和實驗課環節等以提高學生的學習興趣。

關鍵詞：通識教育；動機原理；教學改革；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0083-02

通識教育是一種新穎的教育觀念，通識教育是指“貫通之意”，即社會人可將多學科知識融會貫通，可運用多學科知識、開放性思維進行思考、合作、資料收集，進而獲得問題的解決方案，并實現多文化、多學科間的交流與合作。

近十年來，不少學校都經歷過，或正在經歷著課程改革，試圖改變傳統教育中以專業教育為主的模式，進而實現多學科教育、全面教育，培養具有綜合素質的全面型人才。但是在探索的道路上，如何解決專業教育與通識教育之間的矛盾遇到了較多問題[1]。根據筆者多年教授的《汽車發動機原理》以及教學實施過程中的經驗，在本文中初步探討了本科專業課程教授過程中教學方法與教學內容的改革。

一、專業課程在通識教育模式中的改變

在我國高等院校中，《汽車發動機原理》在車輛工程、能源動力類、機械制造類、交通運輸類等專業中占有重要位置。這門課程中對車用內燃機結構、燃燒方式、功熱轉化、性能改善、內燃機熱力過程、排放物測定與控制等知識與專業技術進行了講述。《發動機原理》對于培養具有良好基礎知識、開闊思維、獲得設計創新能力、深化工程實踐認識的高素質人才具有重要意義。

大力倡導通識教育的今天，教育工作者尤其是工科教育工作者經常產生難以解決的課程教育改革的問題[2，3]。這些問題可歸納如下幾點：（1）課時減少。（2）學習內容明顯增加。在專業課時不斷壓縮情況下，學習內容卻顯著增加，表現在三個方面，其一專業基礎理論必須要學，且更加夯實；其二新工程技術不斷涌現，國內外汽車技術，尤其是內燃機技術數年更新一代，教學內容不體現新技術，將被社會發展所淘汰；其三學生渴望學習新生事物，追求新技術，不局限與基礎知識的掌握。（3）《汽車發動機原理》是一門多學科內容集合的課程。（4）《汽車發動機原理》教材更新慢。

二、教學與時俱進

所謂與時俱進，即教學內容要更新、教學方法也要更新。教學內容中應該對當前所出現的新觀點、新技術、新工藝進行展示與講解。與時俱進的教學內容可更好地開闊學生視野，讓學生充分了解當前社會專業方向的最新技術發展動態，幫助學生適應科技社會的發展。

在教學過程中以教學內容為基礎，結合典型論文，用課本中的理論知識來獲得實際工程問題的解決方案，進而培養學生運用知識、動手實踐的能力。筆者收集了國內外發表的內燃機相關專業論文，在結束本節內容講解后，結合相應的論文課題，分析當前內燃機技術發展趨勢與論文內容。講述這部分內容的時間占課程時間的1/6左右。這部分內容的講解安排詳細如下：（1）在獲得論文提綱基礎上為學生分析論文重點、難點與論文寫作思路。（2）講解過程中對提問的學生解疑答惑。（3）講解完畢后師生共同討論。（4）課后學生收集相關課題資料，并手寫一份學習心得。

三、教學方法不斷創新

1.啟發式教學方法。啟發式教學方法要求教師授課前進行充分的準備，避免“填鴨式”教學模式。例如講解到發動機溫度在啟動運行一段時間后將達到較高值時，向課堂提問采用什么方式冷卻、什么冷卻劑冷卻、冷卻劑的功能、制冷量如何計算等問題，讓學生帶著問題學習、思考，并獲得問題的合理解答。啟發式教學方法將有效激發學生的學習熱情，培養學生面對問題時解決問題的能力。

2.互動式教學方法。在有限的教學課程中設定討論課，或在教學過程中擠出一定時間針對某一特定問題進行學習討論。例如，在如何改善發動機換熱過程這一命題中，讓學生充分發揮主觀能動性，根據所學知識、創意能力、實踐經驗等進行問題的分析，并獲得獨具特點的見解。也可讓學生分成小組討論，獲得更多解決方案，不僅提高學生互助交流能力，還能培養合作精神。

3.現代化教學手段。現代多媒體教學模式在高等院校中已有廣泛開展，且在某些課程中具有較好的教學效果，通過動畫、圖片等手段可以讓學生更加直觀地了解《汽車發動機原理》中所教授的內容。

4.開設網絡課堂。網絡為教學提供了無窮無盡的教學資源，形成了一個開放式教育與學習環境。在網絡課堂中學生可以根據自己興趣愛好、學習意愿自由選擇學習內容，根據自己想要解決的問題，動手查閱、整理、分析資料，并獲得問題的解答。因此在網絡課程前，教師需要為網絡課程安排任務。

四、獨立思考能力與專業實驗技能的培養

所開設的實驗課程大部分為理論驗證性，這類實驗課的優點在于通過實驗驗證理論可加深對理論的理解，并獲得實驗解決方案，而缺點在于無法有效激發學生的創作性思維與獨立思考能力的培養。所以，筆者以人的全面發展為理念，設定了兩種實驗課程，包括驗證性實驗與探索性實驗。驗證性實驗為教學大綱中所規定的必須實施的內容，而探索性實驗則為教師根據教學內容需要開設的實驗課程，比如包括有實驗方法的改進、內燃機結構部件的優化、內燃機性能的優化等。

探索性實驗的具體實施方案表述如下：（1）教師團隊制定一個可行的實驗題庫供學生選擇，每位同學選擇一個探索性實驗課題。（2）教師給定學生學習要求。（3）每位學生根據自己的選題設定實驗方案，包括實驗方法、實驗流程、各種實驗設備、自主編寫實驗大綱與指導書，實驗結果的論證與改進等。（4）向正在進行探索性實驗所有學生開放實驗室，為他們提供條件，并設定探索性實驗周期為10周。（5）給定兩周時間讓學生準備實驗與實施實驗。（6）學生撰寫實驗報告，提醒學生注意數據分析與特性曲線的繪制等細節。學生在做完探索性實驗后，還需要進行驗證性實驗，以支持實驗所獲得的結果。

五、重視畢業設計（論文）

畢業設計（論文）是學校對學生在校四年學習經歷的全面考核。學校每年為學生提供的畢業論題中與《汽車發動機原理》課程相關的有不少，學生在大三下學期時便需要利用課余時間收集大量資料、查閱大量圖書與技術標準，完成論文寫作的儲備工作，最后撰寫獲得畢業（設計）論文。

專業課程學習與畢業設計在時間上的重疊是出于一定目的的。其一，學生在大三之前雖然經歷了金工實習、實驗課程、專業訓練等，具備了一定的專業基礎能力，但并未完全掌握專業知識，這時候安排畢業設計有利于學生的自主學習；其二，畢業設計（論文）與專業課程并行實施可以讓學生根據自己的課題需要重點學習相關內容，獲得事半功倍效果；其三，畢業設計（論文）題目可能設計書本中沒有的知識，這就需要學生去查閱收集資料，進而培養了學生分析問題與解決問題的能力，擴大了知識面。所以在為學生提供良好條件的基礎上，加大學生畢業設計（論文）考查力度，促使學生良好完成畢業設計（論文）。

六、增加課外作業，鼓勵創業活動

課外作業不是單單指多做幾個題目，而是摒棄這種傳統考核方式，進行考核方式的創新，在考試成績考核基礎上，將實踐活動、研究性實驗成果等內容納入評價指標中。這種考核方式勢必讓學生以更加積極的心態參與研究性實驗與課外活動等。在國家鼓勵大學生自主創業的背景下，學生走出校門，進入社會是一種積極趨勢，高等院校應該為學生創業活動提供發展平臺，積極開展各種形式的創業教育、創業活動與創業比賽等。將專業教育融入專業課程教學中符合社會公平培養之目標，對培養學生具備基本社會人格、良好情操有重要意義。

參考文獻：

[1]張翼星.試論當今大學的通識教育[J].北京大學教育評論，2006，4（3）：9-18.

[2]鄒曉葵，陸兆新，沈昌.微生物及其生物技術教學改革與實踐[J].中國農業教育，2007，（3）：35-37.

[3]阮奇，葉長燊，李玲.構建研究型教學模式提升本科生創新能力[J].化工高等教育，2005，（4）：109-112.