基于線上與線下融合模式的《發(fā)動機原理》 教學實踐

楊洪剛

（上海電機學院機械學院，上海 201306）

前言

《發(fā)動機原理》是以發(fā)動機理想循環(huán)、實際循環(huán)、性能評價及發(fā)動機特性等為主要研究對象的一門理論性較強的專業(yè)基礎課程。作為車輛工程、汽車服務工程和內燃機專業(yè)的核心課程，《發(fā)動機原理》已成為國內各大高校相關專業(yè)必開的基礎課程。通過本門課程的學習，學生可掌握汽車發(fā)動機基本理論和工作過程，熟悉發(fā)動機換氣與燃燒過程，以及污染物的生成與排放控制等方面的工作原理及影響因素，能夠運用所學知識，分析提高發(fā)動機性能的技術措施和適用條件。對學生具備利用發(fā)動機基本原理解決實際問題的專業(yè)技術應用能力，成為熟知汽車發(fā)動機原理的高級技術型人才具有重要的理論基礎和現實意義。

然而，《發(fā)動機原理》課程內容綜合性較強、重點難點較多、知識范圍較廣。包含大量參數、指標、計算公式和曲線圖，融合了工程熱力學、高等數學與化學等多方面理論基礎知識。與擁有大量直觀圖片和實物的《汽車構造》課程相比，具有計算量大、理論教學內容抽象、知識點難以理解等顯著特點。而且，隨著計算機控制技術和電子信息技術的高速發(fā)展與完善，汽車發(fā)動機新理論、新技術不斷問世。可是現有教材對涌現的發(fā)動機新技術涉及內容較少，更新速度緩慢。學生自主學習的參考資料也相對較少，影響其對理論知識的深入理解與掌握。因此，對現有教學內容、方法與手段進行更新，構建并完善課程框架體系，充分利用線上與線下融合的教學模式，提升教學效果與專業(yè)人才培養(yǎng)質量，做到優(yōu)勢結合、與時俱進已變得十分迫切[1-2]。

1 線上與線下融合教學模式的意義

1.1 實現線上和線下教學的持續(xù)發(fā)展與良性循環(huán)

通過線上與線下教學模式的融合，可以充分發(fā)揮互聯(lián)網優(yōu)勢，學生可以通過線上課程教學資源自主預習和學習，針對發(fā)動機原理的重點難點和新技術開展互動交流，在線下面授過程中可以更加有針對性地輔導和答疑。通過線上測試、問卷調研等，掌握學生動態(tài)，根據學生的反饋、問題搜集，可以持續(xù)改進和完善網絡資源，實現可持續(xù)發(fā)展與良性循環(huán)，保障教學質量。

1.2 提高教學質量和人才培養(yǎng)質量

通過線上與線下混合教學模式的實踐，客觀全面的教學效果評價，可以充分調動學生的學習能動性，發(fā)揮學習的機動靈活性，激發(fā)學生的學習興趣和潛能，結合網絡資源和線下教學優(yōu)勢互補，鞏固強化專業(yè)知識，提升課程教學質量和專業(yè)人才培養(yǎng)質量[3]。

1.3 促進課程體系的優(yōu)化與完善

通過線上資源與線下教學的結合，可以有針對性地講授重點和難點，聚焦學生興趣點，開展多樣化的教學內容、講授方法、討論形式和考核評價方法，調動學生的參與度，課程靈活性增強，從而優(yōu)化與完善課程體系[4-5]。

2 線上與線下融合教學模式的實踐

2.1 完善網絡教學資源，保障線上教學質量

線上教學是整個教學的必備環(huán)節(jié)，其最終目的并不是簡單使用在線平臺和建設數字化教學資源，而是有效提升學生們的學習效率和深度。本課程選取超星網絡教學平臺，充分利用平臺簽到、通知、習題庫、作業(yè)庫、討論區(qū)和數據統(tǒng)計等功能，豐富網絡教學資源，學生可以通過課程學習網站閱讀課程內容、查閱文獻、觀看視頻講解、參與討論、自主學習和思考、記錄重點難點，為線下教學學習做準備，從而保障教學質量。

為了保證教學內容的整體連貫性，結合本專業(yè)畢業(yè)要求和課程目標，對線上教學資源的建設和教學內容的安排進行模塊化組織和結構化整合。整個課程的教學模塊分為發(fā)動機理想循環(huán)與性能指標模塊、發(fā)動機換氣與燃燒過程模塊、發(fā)動機特性模塊。其中發(fā)動機理想循環(huán)與性能指標模塊側重于工程熱力學基礎知識、理想循環(huán)與實際循環(huán)對比分析，以及發(fā)動機實際工作過程的性能評價與提高措施。換氣與燃燒過程模塊注重發(fā)動機進氣過程、排氣過程和燃燒過程等各個沖程的過程評價與改善措施。發(fā)動機特性模塊主要以發(fā)動機速度特性、負荷特性、萬有特性和排放特性等發(fā)動機綜合特性分析為主。各個模塊按照知識點細分，細化教學內容，制作授課課件，錄制教學視頻，上傳相關輔助學習資料，供學生學習使用。

在以上教學重點內容的基礎上，充實發(fā)動機原理的應用和發(fā)動機新技術等方面資源，比如機械損失的評價與測定方法、改善發(fā)動機換氣過程的可變配氣正時VVT技術、廢氣渦輪增壓技術、控制排放性能的廢氣再循環(huán)利用EGR技術、汽油機點火提前角調整特性和柴油機噴油提前角調整特性的分析與應用等，分析結構組成、工作原理及特性特點，結合拓展的課程資源，強化學生對理論知識的理解與應用，提高學生分析問題和解決問題的綜合能力。

線上習題庫的建設是課程作業(yè)和課堂測試的有效保障手段，也是檢驗學生掌握知識點情況的可靠途徑。根據教學內容的三大課程模塊，分別豐富完善相應的線上習題庫，尤其是綜合分析題，強化學生對原理知識的分析和應用。通過平臺大數據統(tǒng)計功能，可以及時反饋學生的答題情況，掌握學生的共性問題，為完善線下教學的實施過程提供參考依據。進一步利用討論區(qū)等平臺功能，發(fā)布教學內容、發(fā)動機新技術、重點難點答疑等相關的討論話題，活躍線上交流學習氣氛，調動學生自主學習積極性，建立與學生溝通交流的通暢渠道。結合問卷調研，開展學生的興趣點、知識難點等學態(tài)排摸，收集學生的反饋建議，為今后教學內容的更新與完善奠定基礎。

2.2 融合線上教學，積極探索實踐線下教學

教學授課計劃是教學實施的過程依據與進度保障。根據畢業(yè)要求指標點確定教學大綱的課程目標，結合線上網絡資源，合理制定安排授課計劃，明確線上、線下的內容進度與任務要求，確定考核評價標準與方法，并上傳至線上平臺，以供學生查閱參考。

在線下教學實踐過程中，對課程內容以“重過程、看因素、找措施”為主線，既在注重過程基本原理的基礎上，分析該過程影響因素，探尋完善工作過程的技術措施與手段，穿插相關問題引導學生對基本原理的掌握，同時結合新技術的相關案例使學生掌握應用前景與趨勢，注重學生的獨立性、創(chuàng)造性和團隊協(xié)作性，重點嘗試教學討論、知識點網絡小測試及實時熱點教學等，激發(fā)學生學習的積極性。同時，教學環(huán)節(jié)中強化學生在探究過程中熟悉技術措施、分析解決問題，鼓勵制作PPT材料并在線上資源共享，構建知識體系的能力培養(yǎng)。

在線下教學過程中，要及時針對線上教學內容進行評價與反饋，掌握學生線上學習情況。利用線上資源和平臺功能，課前可以進行預習，觀看視頻講解和拓展資料，自主學習與思考。課中開展分組討論、線上測試、案例分析、項目驅動等活動，強化對基礎知識的掌握。課后布置學習任務和作業(yè)，加強對所學知識的鞏固，并對學習效果進行總結分析。

實踐教學內容是理論教學內容的有力支撐，通過課程實驗的實際操作、記錄實驗數據、分析實驗現象、處理實驗結果，可加強學生對基礎知識的理解與掌握。為了強化理論知識的理解，本課程提供了兩大類實驗：發(fā)動機特性實驗和發(fā)動機排放性能實驗。針對發(fā)動機速度特性、負荷特性、萬有特性、排放特性和煙度特性等實驗，學生可在實踐過程中熟悉實驗步驟，掌握儀器操作方法，完成發(fā)動機特性分析。同時，相關實驗視頻講解、實驗指導書和實驗報告要求等資料同步到線上教學平臺。

教學評價是針對教學活動和學習效果的綜合評估，分析教學過程中出現的問題，加以持續(xù)改進完善。在線上與線下融合課程的評價方面，著重對教學資源、教學過程和教學效果三個方面進行。教學資源評價主要針對教學大綱、授課計劃、教學視頻、授課課件、學習資料、習題庫等線上和線下資源的完備性、前沿性和開放性。教學過程評價結合學生評教、同行評教和督導評教開展，通過隨堂聽課、學生座談等形式進行。教學效果評價應該綜合考查學生在線上與線下互動學習的參與度，以及知識點的掌握度，實現更加全面的評價方法，注重過程考核。線上學習情況、答題成績、案例分享等記錄統(tǒng)計作為重要考核指標，實驗數據的處理分析與實驗報告撰寫情況作為實踐成績依據，與線下考核成績加以綜合評定，客觀評價學習效果。

2.3 教學效果分析反饋，完善更新線上與線下教學資源

由于線上和線下資源的互補與融合，教學過程中可以更深入，更有針對性。對于教學過程中出現或學生反饋的問題 及時分析，掌握學生學習動態(tài)，能夠更加直接、更加有效地檢測出學習過程中的不足并加以糾正。同時，也可以更加高效地收集信息反饋，并不斷更新和完善教學資源，豐富教學內容，探索多種教學手段和教學方法的綜合運用，逐步提升教學質量，實現持續(xù)改進。

3 結語

混合教學模式有利于實現課程框架體系的全面整合，將教學內容系統(tǒng)化、數字化、開放化，是新時代教學改革轉型發(fā)展的新要求。為了順應社會的發(fā)展與技術的不斷進步，通過對《發(fā)動機原理》課程教學現狀和問題的梳理與總結，結合線上與線下融合的教學模式，在教學內容、教學方法和考核方式等方面進行了改革探索與完善。基于超星平臺，豐富了線上教學課程資源，構建了互動交流平臺，結合線下教學的實施過程，突出重點，查漏補缺，充分調動了學生學習的主觀能動性，對發(fā)動機理論知識和最新技術原理的掌握得到鞏固，尤其對新技術案例分析表現出較高的學習熱情。在評價方法上，側重學生運用能力和學習效果的過程考核。同時，教學內容與教學方法需持續(xù)更新與完善，不斷充實課程體系。線上與線下融合的課程框架體系將為《發(fā)動機原理》課程教學效果的穩(wěn)步提升和應用型人才的培養(yǎng)提供有力保障。