數(shù)字化背景下《汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造與檢修》課程改革與實踐研究

中圖分類號：G712 收稿日期：2025-04-08 DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.07.032

Research on the Curriculum Reform and Practice of “Structure and Maintenance of Automotive Engine Systems” in the Digital Background

Pan Peng Ma Chengnuo Lin Shijun Liu Hui Departmentof MechanicalandElectrical Engineering，Xinjiang Career Technical Colege，Kuitun8332oo，China Abstract：Againstthebackdropofrapiddevelopmentofinformationtechnologyandwidespreadapplicationofdigitalizationinthe automotiveindustrythereformofthecourseonautomotiveenginesystemconstructionandmaintenanceisimperative.Thisstudyaddresesthechallngesfacedbytraditionalcoursesbyoptimzingthecriculumcontentsytem，innovatingteachngetods，trength eningpracticalachingndmprovingthvaationtem.Ittegatsdigitaltechologynowledgeanddoptspoectsedi tualsimulation，andblendedonineandoflineteachingmethodstobuildadigitaltrainingbaseandestablishadiversifiedevaluation mechanism.Thereformhasachievedsignificantresults，improvingstudents'learningoutcomes，enhancingteachers’teachingabilities，andmprigprofioaleveloptlels.tefutueeilloeteotoustrredse lumreform，and cultivate high-quality automotive professionals.

Keywords：Digital technology;Automotive engine;Curriculum reform;Practical teaching

1前言

近年來，數(shù)字化技術(shù)呈爆發(fā)式增長態(tài)勢，并在汽車領(lǐng)域應(yīng)用日益增長[1]。作為汽車核心的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，檢修技術(shù)也在不斷更新[2]。傳統(tǒng)的《汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造與檢修》課程仍以機(jī)械結(jié)構(gòu)講解和常規(guī)故障排除為核心，存在教學(xué)內(nèi)容滯后、實踐與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)等問題。在行業(yè)技術(shù)變革加速的情況下，這種教學(xué)模式已難以滿足企業(yè)對復(fù)合型汽車人才的需求，課程改革成為保障專業(yè)教育生命力的關(guān)鍵。基于此，本研究立足產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢，通過深入調(diào)研行業(yè)需求、分析教學(xué)痛點，系統(tǒng)探索課程改革路徑，致力于為新時代汽車專業(yè)人才培養(yǎng)提供可借鑒的實踐方案。

2數(shù)字化背景對汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程的影響

a.行業(yè)需求的變化。

當(dāng)前，數(shù)字化技術(shù)正深度重塑汽車產(chǎn)業(yè)格局，超過76% 的汽車維修企業(yè)明確要求技術(shù)人員熟練操作ODIS、X-431等數(shù)字化診斷設(shè)備[3]。這意味著課程必須緊跟行業(yè)步伐，著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)字工具精準(zhǔn)診斷發(fā)動機(jī)故障的能力。

b.教學(xué)資源的豐富。

互聯(lián)網(wǎng)與多媒體技術(shù)的發(fā)展，為課程教學(xué)帶來了革命性變化[4]。如中國大學(xué)MOOC平臺上的《汽車發(fā)動機(jī)智能診斷》課程，通過200余個微視頻與在線測試，幫助學(xué)生自主攻克難點。此外，虛擬仿真軟件不僅能模擬發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒過程，還能設(shè)置上百種故障場景，極大豐富了教學(xué)資源和表現(xiàn)形式。

c.教學(xué)方法的創(chuàng)新。

數(shù)字化工具為教學(xué)創(chuàng)新提供了廣闊空間[5]。職業(yè)院校引入AR技術(shù)，學(xué)生佩戴智能眼鏡即可疊加顯示發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，配合手勢操作完成虛擬拆裝；通過在線課堂平臺，教師能實時獲取學(xué)生對渦輪增壓系統(tǒng)工作原理的掌握情況，并針對性推送學(xué)習(xí)資源。這種線上線下融合的教學(xué)模式，打破了傳統(tǒng)課堂的時空限制，顯著提升了教學(xué)效率。

3課程教學(xué)改革目標(biāo)

a.知識目標(biāo)。

課程致力于幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，不僅要求掌握曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)等傳統(tǒng)構(gòu)造知識，更強(qiáng)調(diào)理解發(fā)動機(jī)ECU的控制邏輯、OBD-II診斷協(xié)議等數(shù)字化內(nèi)容。

b.能力目標(biāo)。

培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化應(yīng)用能力，使其能夠熟練運(yùn)用示波器檢測傳感器波形，通過故障診斷儀進(jìn)行數(shù)據(jù)流分析，并獨(dú)立完成發(fā)動機(jī)故障的全流程診斷。

c.素質(zhì)目標(biāo)。

通過真實維修案例強(qiáng)調(diào)安全規(guī)范，依托企業(yè)導(dǎo)師講座，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與創(chuàng)新意識。同時，鼓勵學(xué)生參與新能源發(fā)動機(jī)技術(shù)研討會，提升其對行業(yè)前沿的敏感度，為職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

4課程教學(xué)改革內(nèi)容與實踐

4.1優(yōu)化課程內(nèi)容體系

a.融入數(shù)字化技術(shù)知識。

增加數(shù)字化診斷教學(xué)內(nèi)容。詳細(xì)講解電子節(jié)氣門、可變氣門正時系統(tǒng)等數(shù)字化控制策略，引入仿真平臺，讓學(xué)生通過編程模擬發(fā)動機(jī)工況變化。

b.整合課程內(nèi)容。

以典型故障為導(dǎo)向，將理論教學(xué)與實踐操作深度融合。教學(xué)過程中，先通過故障現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生分析進(jìn)氣、燃油、點火系統(tǒng)的構(gòu)造原理，再利用實訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行故障模擬，最后借助診斷工具完成排查，實現(xiàn)“問題導(dǎo)向-原理分析-實踐驗證\"的閉環(huán)教學(xué)。

c.更新課程案例。

收集近三年企業(yè)真實維修案例，如大眾邁騰380渦輪增壓發(fā)動機(jī)的渦輪遲滯故障診斷，涉及傳感器數(shù)據(jù)異常、軟件標(biāo)定錯誤等復(fù)雜因素。通過案例教學(xué)，學(xué)生能夠接觸到不同品牌車型的診斷流程差異，提升解決實際問題的能力。

圖1給出了《汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造與維修》的課程結(jié)構(gòu)體系。

項目一曲柄連桿機(jī)構(gòu)檢修（10學(xué)時）？項目二配氣機(jī)構(gòu)檢修（6學(xué)時）《汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造與檢修》56學(xué)時 模塊一發(fā)動機(jī)機(jī)械系統(tǒng)檢修（28學(xué)時） 項目三冷卻系統(tǒng)檢修（6學(xué)時） ？⑤項目四潤滑系統(tǒng)檢修（6學(xué)時）？項目一進(jìn)排氣系統(tǒng)檢修（4學(xué)時）O項目二冷卻系統(tǒng)檢修（4學(xué)時）①模塊二發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)檢修（16學(xué)時） 項目三燃油供給系統(tǒng)檢修（4學(xué)時）？項目四點火系統(tǒng)檢修（4學(xué)時）①項目一發(fā)動機(jī)起動不良故障檢修（4學(xué)時）？項目二發(fā)動機(jī)加速無力故障檢修（4學(xué)時）模塊三發(fā)動機(jī)綜合故障檢修（12學(xué)時） 2項目三發(fā)動機(jī)怠速不良故障檢修（4學(xué)時）③

4.2創(chuàng)新教學(xué)方法

a.基于項目教學(xué)法。

設(shè)計一系列與汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造與檢修相關(guān)的項目。每個項目都包含明確的任務(wù)要求和目標(biāo)，學(xué)生在完成項目的過程中，綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能，實現(xiàn)從理論到實踐的轉(zhuǎn)化。在項目實施過程中，教師作為引導(dǎo)者，為學(xué)生提供必要的指導(dǎo)和支持，鼓勵學(xué)生自主探索和解決問題。

b.虛擬仿真教學(xué)法。

利用虛擬仿真軟件，構(gòu)建汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的虛擬模型。學(xué)生對發(fā)動機(jī)進(jìn)行虛擬拆裝、運(yùn)行模擬和故障設(shè)置。虛擬仿真教學(xué)能夠讓學(xué)生在安全、低成本的環(huán)境下反復(fù)練習(xí)，提高操作技能的熟練程度，同時避免因誤操作對實際設(shè)備造成損壞。

c.線上線下混合式教學(xué)法。

依托在線課程平臺，將課程教學(xué)資源（如教學(xué)視頻、電子教材、練習(xí)題等）上傳至平臺，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)則主要進(jìn)行重點知識講解、項目實踐指導(dǎo)和答疑解惑。線上線下混合式教學(xué)模式打破了時間和空間的限制，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和時間安排，在課前通過線上平臺預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，課中參與課堂互動和實踐操作，課后進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固和拓展學(xué)習(xí)[6]。

4.3加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

a.建設(shè)數(shù)字化實訓(xùn)基地。

統(tǒng)籌現(xiàn)有汽車發(fā)動機(jī)數(shù)字化檢測設(shè)備、故障診斷儀、虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)等。引人奎屯萬盛汽車維護(hù)中心進(jìn)校園，打造校企合作數(shù)字化實訓(xùn)基地。設(shè)置多個實訓(xùn)工位，每個工位都配備相應(yīng)的設(shè)備和工具，讓學(xué)生在真實的工作場景中進(jìn)行實踐操作。

b.開展企業(yè)實踐實習(xí)。

與奎屯當(dāng)?shù)囟嗉移嚲S修企業(yè)建立合作關(guān)系，安排學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實踐實習(xí)。學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間，跟隨企業(yè)師傅參與實際的汽車維修工作，了解企業(yè)的工作流程和管理模式，掌握最新的汽車發(fā)動機(jī)檢修技術(shù)及其應(yīng)用方法。通過企業(yè)實踐實習(xí)，使學(xué)生將學(xué)校所學(xué)知識與企業(yè)實際工作緊密結(jié)合，提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力。

c.定期組織技能競賽。

定期組織技能競賽，以賽促學(xué)、以賽促教。邀請行業(yè)專家擔(dān)任評委，引入企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核。通過技能競賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和競爭意識，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新精神。

4.4完善課程評價體系

a.多元化評價主體。

建立由教師和學(xué)生共同參與的多元化評價主體。教師主要從學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、項目實踐成果等方面進(jìn)行評價；學(xué)生通過自評和小組內(nèi)互評的方式，反思自己學(xué)習(xí)情況，加以改善。

b.過程性評價增加。

加大過程性評價的比重，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程評價，包括課堂表現(xiàn)、小組討論、項目實踐過程記錄等，通過過程性評價及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和存在的問題，為教師調(diào)整教學(xué)策略提供依據(jù)。

c.多樣化評價內(nèi)容。

評價內(nèi)容不僅包括學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，還包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等方面，通過多樣化評價內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展[7]。

5結(jié)語

本研究不僅提升了學(xué)生的專業(yè)技能與就業(yè)競爭力，還推動教師完成從傳統(tǒng)講授者到數(shù)字化教學(xué)引導(dǎo)者的角色轉(zhuǎn)變，在參與企業(yè)技術(shù)攻關(guān)項目中實現(xiàn)實踐教學(xué)能力與科研水平的雙重提升，促進(jìn)專業(yè)建設(shè)與行業(yè)發(fā)展深度融合。但隨著汽車行業(yè)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速轉(zhuǎn)型，新能源汽車動力系統(tǒng)、智能診斷算法等新興領(lǐng)域?qū)φn程內(nèi)容提出更高要求[8]。未來我們將緊密跟蹤行業(yè)技術(shù)動態(tài)，每學(xué)期邀請企業(yè)技術(shù)專家參與課程標(biāo)準(zhǔn)修訂，引入數(shù)字孿生、故障預(yù)測等前沿技術(shù)案例，并計劃與頭部車企共建產(chǎn)業(yè)學(xué)院，通過訂單班培養(yǎng)、教師企業(yè)掛職等方式，進(jìn)一步強(qiáng)化課程的實用性與前瞻性，為汽車行業(yè)輸送更多適應(yīng)數(shù)字化發(fā)展需求的高素質(zhì)專業(yè)人才。

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作者簡介：

潘鵬，男，1994年生，助教，研究方向為汽車零部件表面涂層改性。

馬承諾（通訊作者），女，1996年生，助教，研究方向為智能農(nóng)機(jī)裝備。究[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2017（17）：7-13.