基于線上教學的汽車構造課程認知模型構建初探

柏薇薇

摘要：汽車構造課程是汽車相關專業的一門專業基礎課。學生通過對汽車構造課程的學習，了解汽車的總體布置，理解汽車各部分的組成結構，掌握各系統的工作原理，從而形成對汽車各總成的拆裝能力。該課程是學生學習的第一門汽車專業基礎課，其掌握程度對后續課程的學習以及今后從事汽車相關工作有著重要影響。本文針對汽車構造課程特點，依據人類在學習新知識和技能時人腦的認知規律，通過線上教學形式，幫助學生在頭腦中構建課程認知模型，以期提高教學質量并激發學生學習興趣。

關鍵詞：汽車構造；線上教學；認知模型

中圖分類號：G6420文獻標識碼：A文章編號：1673-7164（2021）03-0084-02

基金項目院本文系齊齊哈爾工程學院2020年度“以學生為中心”課程建設專項研究項目“基于線上教學汽車構造課程認知模型構建初探”階段性成果（項目編號：2020ZX037）。

在傳統教學中，學生按照固有的學習模式學習每一門課程，但這些課程都存在不同于其他課程的特點。所以，教師按照每一門課程內容的特點和邏輯性，幫助學生在頭腦中構建特定的課程認知模型非常重要，有利于提升學生學習效率和學習質量。

一、教學認知模型

認知模型是人類對真實世界進行認知的過程模型，目的是為了從某些方面探索和研究人的思維機制，特別是人的信息處理機制[1]。

大學教學可以根據課程的結構體系和課程特點，幫助學生構建認知結構體系[2]。對學習者來說，不同的認知模型會帶來不同的效果，科學而有效的認知模型可以幾倍甚至幾十倍地提高個人乃至組織的效率。當代大學生的學習競爭是學習能力和成果效率的競爭，但歸根結底是一種高效認知思維模式的競爭[2]。

趙炬明教授在《打開黑箱：學習和發展的科學基礎》一文中指出，大學教學就是幫助學生在頭腦中構建特定的專業或課程認知模型，顯然，學生只能自己構建這些模型，這是建構主義心理學的核心思想，教學的核心是“學”而不是“教”[3]。

二、汽車構造課程特點

目前汽車構造課程主要是教師依據教材、利用PPT課件進行知識講解。汽車構造課程的教材通常分為上下兩冊，知識點和結構圖形較多；涉及工作原理多，但是教材闡述的各部分內容分散，系統性及關聯度不強；教師教學手段單一。

汽車構造課程具有如下特點：第一，汽車結構非常復雜。據估計，一般轎車約由1萬多個不可拆解的獨立零部件組裝而成，每一個獨立零部件都有各自的名稱，所以專業名稱及名詞復雜多樣。第二，有些汽車零部件功能相同，但是工作原理不同，所以部件形式多樣化。第三，從汽車發動機中的活塞往復運動到汽車行駛系的車輪旋轉運動，汽車零件之間動力傳動相互關聯，具有傳動關系整體化的特點。第四，相同功能的零部件安裝位置可能不同，具有裝配關系多樣化的特點。

汽車構造技術發展成熟，網絡上教學資源較多，包括比較全面系統的精品課、網絡課，還有針對每一個汽車零部件結構和工作原理的三維動畫等。

針對上述汽車構造課程的特點，教師應結合線上教學平臺及相關軟件功能特點，幫助學生構建該課程的認知模型。已有文獻和對有關高校進行實地調研發現，汽車相關本科專業開設該課程學時為48- 96學時不等。學時開設較少的專業需在有限的學時內提高學生的學習效率和學習質量，因此，課程認知模型的建立非常必要。

三、汽車構造課程認知模型的構建

（一）線上教學準備工作

近來，線上教學發展態勢明顯。為了使線上教學達到更好的效果，智慧樹、學習通、幕課等各大教學平臺進一步完善了相應的功能，同時騰訊會議、ZOOM平臺也開始推行免費使用，為網絡教學提供了一定的支持。通常情況下，智慧樹、學習通、雨課堂等教學平臺對于在線課堂選人、測驗等功能開發較全面，騰訊會議、ZOOM平臺直播互動及屏幕共享功能開發得較好，所以教師應將軟件功能特點和教學內容特點相匹配，利用多種軟件以達到最佳教學效果。

（二）知識點的獲取

人們在學習新的知識和技能時，大腦都要經歷三個階段，即從陳述性知識階段到程序性知識階段：首先獲得陳述性知識；然后進入知識編輯階段；最后是產生式過程的調整階段[4]。

首先應結合學生應用體驗，激發學生學習興趣。學校應鼓勵學生在畢業前考取駕照，甚至可以將部分課程內容與學生考取駕照及駕駛汽車的體驗聯系起來。第二，學生依托學校開展的校外實習獲取知識點。校外實習過程中學生主要在汽車維修保養、汽車銷售、汽車生產企業等汽車相關崗位，由校內和企業指導老師共同指導，校內指導老師給學生布置基礎的學習任務，學生帶著學習任務進入真實的職業環境，由企業指導老師指導其實習。學生在實習過程中會接觸汽車及相關部件，但是處于對汽車構造的初步認知階段。第三，學生從各平臺提供的短視頻、慕課、知識庫等學習資源中獲取知識點，這方面的學習主要靠翻轉課堂來實現，也是學生自主學習的過程，教師通過查看學生點擊數、觀看時長等對學生學習情況進行考核。

這一階段完成后，學生可以基本實現對汽車部件、組成的認識。由于專業名稱及名詞復雜多樣，所以這一過程對學生后期學習也是非常必要的，即學生可以獲得陳述性知識；同時在這個過程中也會遇到很多問題，所以學生通常會帶著問題進入課堂學習。

（三）知識點的理解

第二階段是教師課堂講授，主要講解重點和難點。汽車構造教學難點部分是系統及部件的工作原理。真實的汽車零部件多由金屬制造，各部件之間的區分度不大，而且難以觀察到內部的結構和原理。教師在利用PPT進行講解后，可以利用騰訊會議屏幕共享的功能播放動畫及視頻，利用生動形象，直觀、表現力強、趣味性十足的三維視頻，向學生展示難以通過語言及平面場景理解的原理性知識，展示部件之間的相互運動、部件的組裝程序和部位；通過模擬運動分析，觀察各零件、部件之間的動力關系和運動關系，加深學生對所學知識的認識[5]。

（四）對知識進行加工整理，使之系統化

因為汽車構造具有傳動關系整體化的特點，所以第三階段是教師幫助學生按照課程內容的邏輯性，對復雜零亂的知識進行加工整理。在這個階段中，教師將引導學生以流程圖形式對汽車傳動關系進行梳理，學生通過這一過程在腦中形成傳動關系典型圖，比如用流程圖表示汽車部件之間的傳動關系：活塞-活塞銷-連桿-曲軸-飛輪-凸輪軸-挺桿-氣門；學會用“數量+流程”的方式表示部件之間的原理關系。這樣既梳理了知識，又鍛煉了學生舉一反三的能力。學生利用典型圖形在頭腦中形成映象，從而具體了解組成、傳動路線和工作原理。教師在平臺上布置作業，在任務欄中督促學生提交作業，并在課堂教學過程中讓學生參與知識點講解，實質上是產生式過程的調整階段。這個階段鍛煉了學生的總結、講解能力，使學生在完成作業和講解匯報的過程中學會評估取舍，并學會撰寫陳述報告。

（五）知識的應用

只有認識知識的本質，才能更好地進行應用。第四階段是抽象出知識原理的本質。比如結合課程對車輛工程專業人才培養方案的支撐點，教師不應只關注基本原理在本門課中的應用，還應通過融會貫通的方式，訓練學生解決實際工程問題的思維方式與能力。這樣，通過由點到面再到整體的過程，并通過線上教學不同軟件相結合的方式，讓學生學習課程內容，符合其學習認知規律，如圖1。

需強調的是，不同車輛組成結構有各自不同的特點，同時，多媒體展示會帶有一定的夸張效果，在某些地方容易將學生帶入誤區，所以教師最后需帶領學生回歸到實物。

四、結語

本研究形成了汽車構造課程教學模式的初步框架。如今，建立在腦科學及認知規律基礎上的教育教學，越來越受到廣大教育工作者的重視，而在網絡時代，線上與線下混合的教學模式也逐漸成為教學發展的新趨勢，教師應持續關注并不斷加深研究力度，以更好地提高教育教學質量。

參考文獻：

[1]李小勇，桂小林.動態信任預測的認知模型[J].軟件學報，2010，21（01）：163-176.

[2]張莉萍.構建知識體系優化復習方式[J].中學物理，2016，34（04）：11-13.

[3]趙炬明.打開黑箱：學習和發展的科學基礎（下）———美國“以學生為中心”的本科教學改革研究之二[J].高等工程教育研究，2017（04）：50-51.

[4]洪芳.基于ACT認知模型的英語課堂教學探究———以英語《視聽說》課程為例[J].海外英語，2017（11）：20-21.

[5]鄭立新，李國昉，等.《汽車構造》課程“四位一體”教學法的研究與實踐[J].農機化研究，2002，3（08）：192-194.

（責任編輯：鄒宇銘）