“發動機原理”混合教學模式中融合課程思政的教學探索與實踐*

彭才望 ，孫松林 ，唐琦軍 ，蔣 蘋 ，肖名濤

（湖南農業大學機電工程學院，湖南 長沙 410128）

1 研究背景

自《教育信息化2.0行動計劃》提出要積極推進“互聯網+教育”以來，教育信息化成為高校教學改革的一個重要方向[1]。隨著5G網絡、人工智能等信息化技術迅速發展，信息技術手段與課程教學深度融合，成為高等教育教學的一種必然趨勢[2-3]。相比于傳統的課堂教學模式，基于信息化技術的混合教學模式，突破了傳統的教學時空限制、轉變了教學范式、重構了課堂教學環境，激發了學生學習熱情[4]。混合教學模式除了狹義上的線上、線下教學混合，也包括基于網絡教學平臺、微信公眾平臺、超星學習通、翻轉課堂、慕課等多樣化信息化手段的混合式教學過程[5]，轉變了教師與學生的角色，教師起到引領與指導的作用，課程資源共享，激發了學生自主學習積極性。

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，要用好課堂教學這個主渠道，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。[6]針對當前課程思政教學實踐中“思政教育”與“專業教育”之間存在“兩張皮”的現象[7]，用好課堂教學這個主渠道，以“課程思政”為引領，挖掘與引導專業知識中的思政元素，幫助學生形成正確的價值觀、人生觀、世界觀，提高道德修養以及對本專業的歸屬感和認同度，促進身心健康發展，落實立德樹人的根本任務。

因此，課題組以“發動機原理”課程為例，充分利用微信公眾平臺、網絡教學平臺、超星學習通等信息技術工具融合課程資源、網絡資源等，構建混合教學模式[8-9]，提高學生的學習熱情。同時，結合湖南農業大學機電工程學院車輛工程專業與農業機械化及自動化專業的教學實際，深挖思政元素，有機融入“發動機原理”課程教學目標、內容、活動以及評價之中，理實結合，推動專業教育與思政教育協同發展，在混合式教學過程中創新課程思政實施模式，提高學生的政治素養與專業素養。

2 混合教學模式融合課程思政設計

2.1 混合教學模式

“發動機原理”課程建設團隊由5名專任課教師組成，其中1名教授擔任課程建設負責人，基于專業建設情況與課堂教學環境對課程建設提出整體思路；另外2名副教授與2名講師負責融合信息技術實施混合式教學，教學實踐中不斷提高課程育人質量并進行教學反饋評價。同時，基于信息化技術手段，課程建設團隊積極開展課程思政設計與教學研討，結合課程特點、思維方法和價值理念，系統化融合專業課程中的思政元素并對課程思政案例進行設計，重塑課程教學目標以及重構課程內容，以實現專業育人與思政育人的協同效應。

課題組以“發動機原理”課程為教學探索對象，線上教學主要依托網絡教學平臺、微信公眾平臺、超星學習通等教學平臺，在課前、課中、課后設置與專業課程相關的教學模塊，實現師生互動多角度、學生學習多元化，打破傳統單一性的課堂教學，突出學生在學習中的主體地位與教師在教學過程中的引領作用；開展課程思政設計，開發課程思政資源，融合多維度的思政育人案例；基于信息化教學平臺，組織學生個性化自學、小組討論；聚焦專業課程中某一主題進行前沿分析、主題研究等，在提高學生專業知識的同時，培養學生道德情操、樹立社會責任感?；旌辖虒W模式設計如圖1所示。

圖1 混合教學模式設計

2.2 課程教學目標

“發動機原理”課程是湖南農業大學機電工程學院車輛工程專業與農業機械化及自動化專業的一門專業必修課，通過教學，使學生掌握發動機的熱力過程、熱力循環、發動機燃燒過程、發動機特性及動力匹配等方面的專業理論知識，為后續學習提供理論基礎。湖南農業大學作為一所涉農高校，肩負立德樹人、強農興農的使命?！鞍l動機原理”課程中講解的發動機是農業機械化作業過程中的關鍵動力裝置，其對促進現代農業裝備與技術發展具有舉足輕重的作用。因此，在專業人才培養方案的指導下，以落實立德樹人根本任務為出發點，培養知農愛農型人才，充分考慮農林院校學生的身心發展需要、社會發展需求以及農業工程學科發展需求。同時，洞察學情需求，有機融合專業教學與思政育人需求，確定課程的思政元素契合點，將其內涵意義深化，形成專業教育與思政教育深度融合的課程教學目標。具體課程教學目標，如表1所示。

表1 “發動機原理”課程教學目標

2.3 課程教學內容

“發動機原理”課程具有工科類專業課程的鮮明特色，如涉及發動機工作原理、燃燒化學、發動機特性規律、排放機理等內容，既包含部分機械結構動力學，又涉及熱力學、燃燒化學等內容，抽象復雜，邏輯性強。因此，為形象展示發動機內部燃燒過程，通過教學視頻、教學圖片、教學動畫等形式深入講解，提高對發動機工作原理的認知能力；針對難以理解的發動機燃燒規律，通過互動討論式教學，進行總結對比，分享《內燃機學報》部分相關科研論文成果，加深對發動機燃燒過程、燃燒特點的理解。發動機是車輛的心臟，發動機的性能是車輛的動力性、經濟性、排放性等性能的根本，為了強化發動機的動力性與提高發動機的熱效率，當前各企業與科研院所不斷地研發新技術。因此，在課程中穿插講解渦輪增壓、廢氣再循環、可變氣門升程、可變氣門正時、HCCI燃燒、缸內直噴分層稀薄燃燒、發動機智能啟停等發動機新技術，更新課程內容，補充新的案例，加強學生對市場上發動機新技術的了解，將基礎性、系統性、適應性、先進性的發動機原理專業知識有機結合。同時，結合課程思政需求，充分挖掘與“發動機原理”課程內容相關的課程思政資源，如榜樣故事、民族文化、社會熱點與科技前沿等，形成課程思政教學內容或課程思政教學案例，保障課程思政順利實施。如在給學生第一課介紹發動機起源、分類、發展內容時候，引入我國發動機研發案例，巧妙談談工匠精神對發動機產業與技術發展的影響，激發學生的民族自豪感、愛國熱情，進一步提高學生的學習熱情，增強學習動力，深化課程思政育人成效。“發動機原理”課程專業與思政融合的部分教學內容設計如表2所示，柴油機燃燒知識點授課過程中融合的課程思政元素如圖2所示。

表2 “發動機原理”課程專業與思政部分教學內容設計

圖2 課程思政元素

2.4 課程教學活動

信息技術手段或工具的豐富多樣性為“發動機原理”課程實施混合式教學、課程思政育人環境的創建提供了有力的技術支撐。本項目組以“發動機原理”課程教學目標為指導，以課程教學內容為依托，有機融合信息化技術，開展以學生為中心的教學活動，充分利用信息化教學平臺，如網絡教學綜合平臺、微信公眾平臺、超星學習通等滿足“發動機原理”課程教學需要，平臺上整合專業課程主要教學內容，融合思政元素，體現專業與思政教學的有機融合；同時，結合教學需求，合理安排線上線下混合教學活動；教學過程中，根據學生個性化特點，針對性推送與課程相關的教學研究相關論文、課程思政案例、發動機原理相關的熱點資源與前沿知識，提高學習興趣、鞏固學習效果；線上線下學生通過觀看微視頻、主題研討、分組討論、發動機臺架試驗等活動，增進學生專業素養的同時，無形中提高學生的思政素養，特別是線下臺架試驗，依托廣汽三菱發動機臺架試驗室，大學生進企業觀摩學習發動機標定試驗過程，提高了學習熱情，同時深刻認識到作為企業員工肩負的使命感、責任感，為今后職業規劃與發展提供了參考。教學活動設計如圖3所示，信息化平臺教學活動如圖4所示，廣汽三菱臺架試驗觀摩學習如圖5所示。

圖3 教學活動設計

圖4 信息化平臺教學活動

圖5 廣汽三菱臺架試驗觀摩學習

2.5 課程教學評價

為檢驗課程應用信息技術手段實施混合式教學是否有效達成專業教育與思政教育協同的教學育人目標，本項目組結合“發動機原理”課程特點，針對學生個性化學習特征，采用多主體、多維度和多方式的多元評價體系。首先，“發動機原理”課程涉及發動機熱力學原理、發動機工作原理、燃燒機理、特性規律等，復雜抽象。因此，注重強調學生對基本理論與原理的掌握，更注重培養學生總結分析的邏輯思維能力。其次，該課程包括發動機臺架試驗以研究發動機速度特性、負荷特性等規律。因此，除了理論學習，還設置了發動機臺架試驗項目，培養學生動手實踐能力。另外，依托信息技術手段，綜合評價學生在虛擬環境下創新學習、自主學習、解決問題等方面的能力。因此，該課程教學評價總體分為專業教學與思政育人兩方面的教學評價，涵蓋線上教學、試驗實踐、理論考試、課堂表現與思政育人等具體方面，具體評價方法如表3所示。

表3 “發動機原理”課程教學評價

3 教學效果

3.1 提高了學生的學習熱情，提升了專業課程教學質量

經過2個學期的混合式教學實踐，湖南農業大學機電工程學院車輛工程專業、農業機械化及自動化專業的近400名學生參與學習。2021年4月，設計網絡教學質量反饋問卷，選取2018級車輛工程專業的73名學生為調查對象，其中女生12人，男生61人，統計結果如圖6所示。

圖6 “發動機原理”課程混合教學模式統計分析

從圖6可以看出，“發動機原理”課程混合教學模式極大地提高了學生的學習興趣，占比達到97%，信息化技術融合有助于提高學習熱情；依托信息化教學平臺，師生交流得到認可，提供了突破時空限制的交流機會，增進了師生了解；90%以上的學生對課程實施混合教學模式持支持態度，認為專業知識點邏輯清晰并肯定了自我學習能力得到提高；同時，課程融合思政元素，在引導學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀等方面起到了很好的作用，統計顯示91%的學生認為課程帶有啟迪、引導自身全面發展作用，說明課程思政育人成效得以實現；但同時也發現學生對線上線下時間分配合理性認可度不高，說明后續教學過程中需要重視混合教學模式在時間分配上的合理性；同時，結合學生問卷統計反饋結果，面對學生個性化需求日益突出，線上線下的教學資源更需要瞄準社會發展需求、專業發展需求，及時更新、豐富教學素材，滿足學生學習需要。

3.2 專業教育與思政教育協同效應顯現

“發動機原理”課程混合教學過程中，以學生為中心，教學過程中將教材內容提煉成核心知識點分模塊進行專題教學，如汽/柴油機燃燒過程、發動機燃燒室、發動機速度特性、發動機負荷特性等專題，這些使學生在知識點學習深化過程中起到了明顯作用，主要表現在期末考試卷面筆試成績平均分較以往得到提高。如同一專業不同年級學生對比發現，2019年下學期傳統課堂教學考試平均分為70.7分，2020年下學期混合教學模式授課后考試的平均分為85.8分。同時，理實結合，注重培養學生實踐動手能力與創新能力，如依托全國大學生方程式汽車大賽，湖南農業大學機電工程學院車輛工程、農業機械化及自動化、機械設計及自動化等專業的學生，跨專業組隊，結合發動機原理基本理論，自行搭建發動機臺架，標定賽車用發動機并進行綜合調試，如圖7所示。賽車團隊于2019年和2020年分別獲得全國大學生方程式汽車大賽三等獎和二等獎。另外，湖南省大學生機械創新設計大賽、全國大學生智能農業裝備創新大賽、工程訓練綜合能力競賽等賽事中均有專業學生參與，通過競賽的鍛煉，一批專業學生的創新能力得以發揮，參賽過程中專業學生表現出的組織能力、協作能力等能力為他們在后續創新創業、職業發展、科學研究等方面奠定了堅實基礎，增強了個人自信。

圖7 大學生標定賽車發動機

4 結語

隨著信息化技術的發展，構建基于信息技術手段的混合教學模式，成為課程教學的一種必然趨勢。課題組基于課程特點與學科特色，實施混合式教學，在課程教學目標、課程內容、課程教學活動、教學評價等課程建設方面不斷優化，明晰信息化技術手段與課程思政建設在課程教學實施過程中的價值導向與功能價值，形成專業教育與思政教育協同效應，一定程度上推動了課程思政建設，實現了立德樹人的根本目標。