基于形成性評價的內燃機原理課程教學改革研究

摘要：內燃機原理課程主要講授內燃機的基本工作循環和性能、換氣過程與增壓技術、混合氣形成和燃燒以及性能評價等知識，是車輛工程和能源與動力工程專業的核心課程。該課程的學習對于提高學生的工程實踐能力和專業素養十分重要。在課程教學過程中，可以通過查看學生線上學習時長、隨堂測試結果、課堂討論以及專題報告完成情況了解學生的學習態度和學習能力，并有針對性的開展教學活動，提高學生的學習效果。

Abstract： The course of internal combustion engine principle mainly teaches the basic working cycle and performance of internal combustion engine， the process of air exchange and supercharging technology， the formation and combustion of mixed gas and the performance evaluation， etc.， and is the core course of vehicle engineering and energy and power engineering. The study of this course is very important to improve the students' engineering practice ability and professional quality. In the course of teaching， students' learning attitude and learning ability can be understood by checking the time spent on online learning， class test results， discussions and the results of engineering reports， and corresponding teaching activities can be carried out to improve students' learning effect.

關鍵詞：形成性評價;內燃機原理;混合式教學;學習效果

Key words： formative evaluation;principle of internal combustion engine;blended teaching;learning effect

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0238-02

0 ?引言

內燃機原理課程主要講授內燃機的基本工作循環和性能、換氣過程與增壓技術、混合氣形成和燃燒以及性能評價等知識，是車輛工程和能源與動力工程專業的核心課程[1]。目前，許多高校內燃機原理課程仍在沿用以教師為中心、以課堂講授為主的教學模式[2]。隨著工程教育認證工作的普遍開展，以學生為中心的教育教學理念越來越得到高等教育領域的重視[3-4]。以教師為中心的教學模式中，任課教師更加關心課程的知識體系是否完整，課堂內容講授是否清晰、正確;而在教學評價中，也更加重視老師講了什么內容，講的好不好;課程的評價也是以終結性評價為主，主要的評價方式是期末考試，教學效果的好壞更加依賴于學生的自覺性。這樣的教學和評價模式已經無法適應目前工程教育認證中“以學生為中心”的要求?！耙詫W生為中心”的課程教學模式中，人們更加關心學生學到了什么，而不是老師講授了什么。教師的任務不僅僅是把知識講清楚，還需要了解學生的學習情況，并根據學生的學生情況采取針對性的措施，幫助學生更好的掌握課程內容，達到課程的教學目標。

在“以學生為中心”的教學理念推動下，以“形成性評價”為核心課教學改革越來越受到人們的重視。形成性評價是指在教學進程中，教師采用各種評價方式，了解學生的學習狀態，并針對不同學生的學習個體差異采取針對性的措施，以提高學生的學習效果。課堂的組織形式要圍繞學生的學習效果開展，可以采用靈活多樣的教學方式和評價手段，調動學生的學習積極性，使學生能夠在課下投入更多的時間開展學習，提高學習效果。本文以河北科技大學能源與動力工程專業“內燃機原理”課程為例，闡述以形成性評價為核心的課程教學模式改革措施，對于提高課程教學效果、推動“以學生為中心”教學理念的普及具有明顯的意義。

1 ?內燃機原理課程的教學目標及主要教學內容

1.1 課程的課程目標

本專業內燃機原理的課程目標主要有兩個：

①通過本課程的學習，使學生掌握內燃機性能提高和合理使用的基本原理，獲得一般的試驗方法及操作技能，以便正確合理的選擇、運用內燃機，同時為本專業學生日后的工作打下堅實的基礎。

②使學生對內燃機的換氣過程、燃燒過程有較深入了解，并基本掌握內燃機的性能，內燃機特性實驗的基本計算、分析。了解內燃機的進氣增壓、排氣污染與控制等。該課程的理論性強、內容抽象，應重點培養學生如何用抽象的理論去分析實際工程問題的能力。

根據“以學生為中心”教學模式要求，課程的教學工作主要圍繞這兩個目標開展。

1.2 課程的主要教學內容

課程的教學內容主要包括以下7個方面：

①內燃機工作循環與性能指標。

主要講授內燃機理論循環，內燃機的實際循環，指示指標、有效指標及其它性能指標;機械損失及其測定，內燃機的環境指標，熱平衡等方面的知識。

②內燃機換氣過程與增壓技術。

主要講授四行程內燃機換氣過程，四行程內燃機的充氣效率，減少進氣系統阻力，合理選擇配氣定時，增壓技術等方面的知識。

③內燃機燃料與燃燒。主要講授內燃機的燃料，燃料的使用特性，燃燒熱化學等知識。

④汽油機的燃燒過程及排放控制。主要講授汽油機燃燒過程、影響燃燒過程的因素，汽油機混合氣的形成，燃燒室等方面的知識。

⑤柴油機混合氣形成與燃燒。主要講授柴油機的燃燒過程，燃油的噴射與霧化，混合氣的形成和燃燒室，燃燒過程的影響因素等方面的知識。

⑥柴油機燃料噴射與霧化。主要講授燃料噴射系統簡介、傳統機械式泵-管-嘴系統的燃料噴射及電控系統等方面的知識。

⑦內燃機特性與匹配。主要講授內燃機工況;內燃機臺架試驗;內燃機的負荷特性;內燃機的速度特性;內燃機的調整特性，萬有特性等方面的知識。

2 ?課程教學中主要的形成性評價手段

在課程進程中，任課教師采取各種手段，了解學生個體的學習狀態的差異，以便有針對性的采取措施，提高學生的整體學習效果，主要采取的形成性評價措施包括以下方面：

①采用線上線下混合教學方式了解學生課下的學習時間投入。隨著網絡技術的逐漸普及，線上學習已經成為了一種重要的教學手段。線上學習是指任課教師將課程的電子課件、教學視頻、練習題等學習資料上傳到網上，建立在線課程;學生在課下可以通過學習在線課程來加深對課程知識的理解，通過完成練習題來測試自己的學習效果。指導教師可以根據學生的在線學習時長、練習題的完成質量了解學生在課下學習的時間投入和學習效果。

②采用隨堂測驗了解學生學習狀態。在傳統的教學模式中，隨堂測驗的實施難度較大。主要的問題存在于隨堂測驗過程中，老師需要發卷、收卷、閱卷，占用了太多的課堂時間;另一方面，由于隨堂測試后，教師不能第一時間了解測驗的結果，以便開展針對性的教學活動，隨堂測驗對教學活動的作用也存在一定的滯后性?，F在，由于手機和網絡的普及，隨堂測驗可以由老師事先預設題目，學生通過手機答題，完成測驗后立刻可以了解測驗成績以及主要的知識缺陷所在。任課教師可以立刻開展有針對性的教學和專題輔導活動。一方面，隨堂測驗可以督促學生在課下增加學習投入，另一方面也可以讓任課教師第一時間了解學生的學習狀態，以便開展有針對性的課堂教學活動。

③采用課堂討論引導學生做好課前預習與資料查閱。通過實現預設特定的題目，在課前或者通過在線課程向學生公布課堂討論題目，引導學生在課下對課程內容的進行預習，并通過各種渠道查閱資料，獲得有效結論。在課堂上，通過分組討論、專題匯報的方式，檢驗學生的預習和資料查閱與分析的效果。指導教師可以在課堂討論的過程中，根據學生討論中發言的積極性和觀點的正確性了解學生課下的準備情況，以便有針對性的采取措施，督促學生增加精力投入，提高學習效果。

④設置專題實踐報告培養學生的實踐能力。由于大學課程的知識量大，授課時長有限，因此課下自學時間和精力的投入決定了學生的學習效果。因此，學生自學能力和意識對于學生能否掌握課程內容，達成課程目標至關重要。另一方面，工程教育中，更加注重學生運用所學知識解決工程實踐問題能力的培養。專題實踐報告是指針對某一階段學習的知識，設計特定的工程實踐問題，要求學生對問題進行分析、判斷，運用所學專業知識制定解決方案，并撰寫報告。通過開展專題實踐報告的訓練，能夠發現學生在知識學習中的盲點，訓練學生綜合運用所學知識解決工程實踐問題的能力。

3 ?形成性評價中發現問題的應對措施

在形成性評價過程中，內燃機原理課程發現的問題及應對措施主要包括以下方面：

①學習態度不夠端正，學習時間投入不足。通過檢測在線學習時長和練習題完成情況可以發現，部分學生幾乎很少參與在線學習，預設的練習題也完成的很少，從而造成隨堂測試成績不夠理想，表明學生存在線下學習時間和精力投入不足的問題。針對此類情況，指導教師可以與學生進行個別交流，闡明課下自學的重要性，引導學生端正學習態度，增加時間投入。

②基礎知識薄弱、學習方法不夠科學的問題。形成性評價過程中，部分學生雖然時間投入較多、課堂討論上表現也比較積極，但隨堂測試的結果仍然不夠理想，其主要原因一般源于基礎知識薄弱和學習方法不夠科學兩個方面。針對此類情況，任課教師可以通過個別交流，了解基礎知識和學習方法中存在的不足，有針對性的開展個別輔導。

③綜合運用所學知識解決工程實踐問題能力不足。通過查閱學生的工程實踐報告發現，部分學生存在工程實踐能力不足的問題。針對這一問題，可以強化案例分析教學，多在課堂上分析一些工程實踐的案例，增加學生工程實踐經驗，提高工程實踐能力。

4 ?總結

采用線上線下相結合的方法，基于形成性評價開展內燃機原理課程的教學模式改革，教學通過監測學生線上學習時長、隨堂測試結果、課堂討論情況以及專題報告完成情況，了解學生的學習態度和學習效果，并有針對不同學生個體采取措施，督促學生增加課程學習時間投入，提高學習效果，對于貫徹“以學生為中心”的工程教育理念，提高人才培養效果具有明顯的意義。

參考文獻：

[1]張勇，屈翔，劉驛聞.以“內燃機原理”教學改革促進學生創新能力培養[J].中國電力教育，2017（06）：75-77.

[2]崔馨，齊聰，嚴煌，等.面向工程教育認證的《內燃機原理》課程建設與改革[J].內燃機與配件，2018（15）：250-252.

[3]謝翌，李偉，阮登芳，等.“內燃機原理”的教學創新與綜合培養方法[J].教育教學論壇，2020（50）：139-141.

[4]聶永江.以學生為中心的創新與創業集成教育范式初探[J]. 江蘇高教，2020（07）：95-98.

基金項目：河北科技大學理工學院教育教學研究項目（編號2019Y05）。

作者簡介：劉慶剛（1981-），男，河北邢臺人，博士，碩士生導師，主要從事過程裝備強度分析與結構優化方面的研究與教學工作。