新工科背景下內燃機應用型教學模式探索

唐傳茵，苑 瑩，趙 薇

（1.東北大學 機械工程與自動化學院，遼寧 沈陽 110819；2.東北大學 工商管理學院，遼寧 沈陽 110167）

隨著現代技術的飛速發展，內燃機相關的新技術和新理念不斷涌現，為了讓學生深入掌握現代內燃機技術，我們必須持續更新課程內容。為此，我們通過閱讀文獻和參與科研工作，緊密關注內燃機領域的新興趨勢和前沿技術，及時充實自己的教學知識儲備。我們會合理選擇精華，并推廣正確的價值觀念，以便指導學生更好地理解現代內燃機技術。

內燃機是一門與理論和實踐都有密切關聯的課程。我們在以往的教學過程中發現，采用多媒體教學方式的大信息流能夠有效激發學生的感性認知，而循序漸進的板書講解同樣對學生的知識消化產生重要影響［1-2］。因此，我們采用多媒體課件和板書相結合的教學方法，并結合投影技術進行多媒體演示，同時結合板書進行推導過程等知識點的講解［3］。實驗內容的設置可以使學生更好地理解課程的內容，一些較難理解的知識點可以通過實驗進行理解與消化。但是如何把課程理論內容與實驗相結合是一個值得下功夫認真研究、反復實踐的課題。緊跟時代發展，不斷更新知識內容，及時添加內燃機相關領域的最新技術，例如新能源相關知識及技術應用。不斷學習先進的教學案例，體現時代發展對車輛專業人才培養的要求［4］。

內燃機課程教學是車輛工程專業教學體系的關鍵環節，對培養學生的專業獨立探索能力、動力實驗操作能力以及解決相關復雜工程問題的能力有著重要作用。通過這門課程的學習，學生可以深入掌握內燃機的原理和性能，提高其對內燃機領域的理解和技能水平，為其未來從事相關領域的工作奠定牢靠基礎［5-7］。在以前的教學過程中，只是針對課本上的內容對學生進行相關理論知識的教學，缺乏對學生實際應用知識能力的培養，沒有將課程實踐化。針對內燃機課程教學存在的問題，我們認識到傳統教學模式單一、內容陳舊、命題性演示過多等問題的制約影響。因此，如何調整教學方式，使學生盡快建立理論與實際的聯系，是目前形勢下培養學生的要求［8-11］。

在新時代背景下，構建新的實踐教學過程。在傳統動力源的基礎上，增設了新能源、新燃燒模式等相關的知識內容。除了傳統的理論教學，構建實踐教學模式，讓學生在理解和認知相關理論知識的基礎之上，對這些知識進行實踐。重新設計考核內容，形成教學目標—過程—考核的閉環過程。增加專業課程實踐教學的比重，是目前內燃機教學過程中要思考的問題。

一、課程內容

內燃機課程采用PBL教學方式，線上線下混合的教學方法，針對不同知識點采用不同的教學方法。借助實驗平臺，激發學生學習興趣，實現理論和實驗結合。將教學目標，教學過程，教學考核形成一個閉環。借助反饋，分析課程達成度，不斷提高教學質量，形成可持續性發展的內燃機課程教學體系。

為更好地培養學生的內燃機知識及應用能力，課程內容圍繞具體項目任務展開。教學實施過程以“引入任務—任務呈現—任務實施—分析改進”的方式遞進開展。

（一）引入任務

在內燃機課程的整體設計中，我們以應用實例為驅動，貫穿需求、設計、實施等教學環節。通過一個綜合案例，學生能夠系統性地掌握內燃機專業知識和相關技術，提高其應用能力。我們將選取合適的教學應用場景和背景，提取實際應用元素，并將其形成系統的內燃機課程案例教程。這種教學方法將幫助學生更好地理解內燃機領域的知識和技能，能在實踐中不斷提升自己，并為未來的職業發展做好充分準備。

（二）任務呈現

在內燃機課程的教學中，我們采用了網絡教學、課堂教學與混合式教學模式。通過精心設計，構建完整的知識結構，以具體應用實例為基礎，將理論知識嵌入示例中進行講解。我們傳授了內燃機的基本結構、工作原理、燃燒理論等知識。這種教學方式不但加深了學生對于內燃機領域的理解，而且能夠激發學生的學習熱情，使其更好地掌握專業技能，在未來的工作中更加出色表現。

（三）任務實施

借助MOOC平臺、BB平臺開展課程教學。組織學生自主成立內燃機項目組。實施過程分幾個小組進行。不同小組有各自主題，學生通過各自資料查找與分析，將課程知識與實際應用問題相結合。

（四）分析改進

設定項目完成時間節點。項目完成后，課堂開展項目成果展示，學生進行成果匯報。學生的內燃機課程項目展示結束后，教師進行總結，分析整體完成情況，并對學生反饋的共性問題和難點問題進行解答。在點評各小組人物的完成情況和匯報情況時，教師還須提供具體的建議和指導，以幫助學生在實踐中更加深入地掌握內燃機領域的知識與技能。這種教學方式可以幫助學生發現自己的不足之處，拓寬視野和提高專業水平。

二、課程實施方案

（一）設計教學過程，建立分層次新課程體系

課堂教學內容通過引入主題、拓展論述、深入討論、鞏固深化等方式進行設計。在內燃機課程的教學過程中，我們針對不同的知識點，采用了多樣化的教學方法和手段，如隨機提問、課堂討論、課間交流、黑板板書、教學動畫等。這些手段的使用，促進了學生與教師之間的互動，使得線上教學與線下教學得以很好地結合起來，豐富了整個教學過程，提高了學生的學習效果。我們相信，這種教學方式能夠幫助學生更好地掌握知識，提高應用能力和創新能力，在未來的工作與學習中更具競爭力。

（二）結合PBL教學理念探索發動機學科教學的改革及創新

我們將項目設定為內燃機課程教學的核心，通過項目驅動的方式來提升學生的學習積極性并激發他們的思維能力。內燃機課程PBL教學方式如圖1所示。結合下達的課題，提出學習目標，引導學生在問題的引導下查找相關資料。以學習小組的形式討論解決問題，展示討論結果。最后，教師和學生一起對知識點進行整理和總結，通過觀察和討論進行課堂反饋，從而調整教學方法。

圖1 現代內燃機技術PBL教學方法實施過程

1.每組針對自己的案例和問題做總結發言，其他學生可以做相應的補充。老師對學生的發言做一個簡短的評論，并指出優點和注意事項。

2.教師鼓勵小組成員相互打分，其中學生和教師的分數占適當的比例。

3.學生對自己的表現進行總結和反思，并對整個過程提出意見和建議，供教師改進。

（三）線上線下混合的教學方法

我們在內燃機課程教學中，將線上教學方式和線下教學模式有機地結合起來，實現了教學過程化與個性化的有效結合。線下教學強調過程教育，注重學生與教師之間的互動與共同完成作業的過程。而通過線上教學，學生可以隨時對自己正在進行的學習項目提出問題，教師可以針對性地回答和指導這些學生，這種形式的教學更具有個性化的特點。同時，在線上學習過程中，學生可以深入了解自己的學習基礎，有針對性、分層次地完成作業和接受分類指導，從而進一步提高個性化教學效果。我們相信，這種將線上教學方式和線下教學模式有效結合的教學方法，將會有效地提高教學效果，提升學生的學習熱情和積極性，幫助他們更好地實現自我價值和發展。

在課堂教學中，利用MOOC平臺和BB平臺向學生講解知識，安排現場練習、簽到、與學生互動，通過平臺總結學生日常課堂學習，輔助課堂教學。使用智慧教學工具，將線上和線下學習更緊密地結合起來。我們可以通過線上教學平臺來監控教學質量，全面有效地了解學生對知識的理解和掌握情況，從而為學生提供針對性的指導。通過線上教學平臺的監控，我們可以及時了解每個學生的學習狀態和進展情況，從而幫助他們更好地解決學習中遇到的問題。

（四）建立多種教學評價體系

注重教學過程，建立多種類的教學評價體系，探索線上與線下相結合、過程評價與期末評價相結合的評價模式，促進學生自主學習、過程學習與體驗學習，課程成績由過程評價與期末評價綜合評價。

三、課程特色與創新

（一）基于PBL的教學理念，將理論教學與實踐教學相結合的新教學模式

在內燃機教學實踐中注重培養學生分析問題與解決相關問題的能力，注重培養學生的科學思維方式。學生在這個過程中把書本知識融會貫通，根據實際情況進行調整運用。同時，借助PBL教學方法，讓學生對整個工程實踐項目的開發設計流程有一個全面的認識。

（二）車輛專業內燃機課程的新型課程設計理念及教學方法

將網絡與課堂教學結合的混合式教學模式應用到內燃機課程的教學過程中。通過在MOOC平臺和BB平臺上開設課程，利用這些平臺促進學生之間的互動和創新能力的提高。同時，我們可以探索將網絡教學和課堂教學結合起來，不斷改進內燃機課程的教學方法和模式，從而激發學生的學習熱情和積極性。

四、學生能力培養

通過現代內燃機技術課程的教學，使學生著重學習現代汽車內燃機技術，為學生進一步從事汽車技術的研究打好基礎。為了符合車輛工程專業的辦學定位和專業特點，我們將通過內燃機概論、內燃機工作原理、內燃機的工作指標、內燃機的工作循環、代用燃料、內燃機的換氣過程、燃燒模式及其分類等課程內容的學習來探討內燃機的發展趨勢。通過這些學習內容，學生可以更好地理解內燃機的工作原理和運行方式，掌握內燃機的設計和優化技術，從而提高其在車輛工程領域的專業素養。

使學生掌握現代內燃機技術的基本概念及基本理論。本課程旨在教授學生現代內燃機技術的應用，同時培養他們分析和解釋實驗結果的能力。學生將學習如何正確評價車輛工程問題在環境和社會可持續發展方面的影響，并能夠將環境保護和可持續發展等問題與工程實踐有機地結合起來。此外，課程還會傳授學生內燃機方面的基本結構和技術應用等方面的知識，使他們能夠綜合分析復雜的內燃機問題，探究影響因素并得出有效的結論。通過應用數學和力學知識分析汽車設計中的問題，學生還將掌握力學計算、仿真和實踐應用的能力。

五、課程持續改進

結合課堂反饋，不斷改進教學模式、評價方式等，對課程進行不斷總結與反饋，形成可持續性發展的內燃機教學體系。

采用PBL教學方式，線上線下混合的教學方法，不同知識點采用變化的教學方法，包括提問、課堂課間討論、黑板書寫、教學動畫等多種方式。將MOOC平臺，BB平臺運用到課堂教學中，借助實驗平臺，激發學生學習興趣，實現理論和實驗結合。將教學目標、教學過程、教學考核形成一個閉環，借助反饋，分析課程達成度，不斷提高教學質量。

如何讓學生化被動學習為主動學習，讓知識講授成為有溫度的講授？借助實驗的機會，激發學生學習現代內燃機技術這門課程的興趣；結合理論知識和相關實驗知識，引導學生理解內燃機理論在實踐過程中的應用。這些問題是課程實施中需要注意的問題。

結語

該課程采用了以PBL為核心的教學理念，以培養適應現代內燃機技術發展的應用型人才為目標，旨在提高學生的專業技術能力。為此，課程體系進行了重組，并采用了在線混合式教學模式，包括多種學習方式來評價學生的學習效果。我們還結合多種方式對教學模式和評價方法進行評價和改進，以形成一個可持續發展的教學體系。