“六位一体”教学模式在汽车发动机原理课程教学中的应用

吴海荣聊城大学机械与汽车工程学院 山东聊城 252000



“六位一体”教学模式在汽车发动机原理课程教学中的应用

吴海荣
聊城大学机械与汽车工程学院 山东聊城 252000

摘 要：汽车发动机原理是车辆工程专业一门重要核心课程，根据卓越工程师教育的培养要求，针对该课程理论内容多且抽象、实践内容应用性强、涉及学科多、知识更新快等特点，采取了理论教学、实践教学、自主研学、前沿引学、科研推学、网络助学 “六位一体”的教学模式进行了探讨，取得了较好的效果。

关键词：卓越工程师教育；汽车发动机原理；教学改革

聊城大学车辆工程专业作为山东省卓越工程师教育培养计划项目，旨在培养具有良好社会责任感、富有创新精神、工程实践能力强、适应经济社会发展需要的高素质工程技术人才。汽车发动机原理是该专业一门重要核心课程，它以热机理论为基础，讲述发动机理论循环和性能参数评价体系，通过深入研究实际循环的换气过程和燃烧过程，分析研究性能参数的变化规律和调控原理［1］，教学中既要兼顾理论和实践、当前技术和前沿知识，又要注重学生的实践能力、工程素养、创新意识和发展能力的培养。

近年来，我校根据卓越工程师教育培养要求，针对汽车发动机原理课程特点，采取了理论教学、实践教学、自主研学、前沿引学、科研推学、网络助学“六位一体”的教学模式，取得了较好效果。

1　汽车发动机原理课程特点

发动机的性能好坏影响着汽车的运行状况，所以汽车发动机原理是一门理论性和实践性较强的课程。

1.1理论内容多且非常抽象

该课程理论内容包括热机理论、发动机性能、换气过程、燃料与燃烧化学、混合气形成与燃烧、发动机特性等，这些知识都是发动机技术的基础。课程内容涉及机械、工程热物理、电子控制以及燃料化学等多个学科［2］。同时人们也无法从外观上看见其工作过程，所以内容多且非常抽象，授课时教师尽管讲得头头是道，但对于初次接触的学生来讲就是“内容抽象且多而杂、学起来难”。如果解决不了这个问题，渐渐地学生就会对这门课失去兴趣。

1.2实践内容应用性非常强

本课程实践内容包括发动机的排放控制、气体燃料发动机和混合动力技术等专题技术以及发动机试验等。这些专题技术体现了当前发动机技术的热点与发展趋势，既先进又实用，而且通过机械效率的测定、功率与油耗的测量等发动机试验，还可以提高学生解决实际问题的能力。所以，教学中应该注重学生创新精神和实践能力的培养，以提高学生的工程素养，适应教育部工程类本科学生的培养要求。

1.3技术知识更新快

随着现代电子技术的飞速发展，汽车发动机技术发展迅速，所以一些新技术在发动机上陆续应用。但目前国内外教材都不同程度地存在数据偏旧、更新速度较慢、新技术介绍不够系统等问题［3］，因此虽然教材内容非常经典，也较好地兼顾了理论和实际，但是学生学起来总是感觉“经典的内容有些陈旧、新技术讲解不透彻”等，再加这门课程抽象难学，所以学生会由于自认为知识落后于实际发展而失去对这门课的兴趣。

2　“六位一体”教学模式的应用

根据卓越工程师教育的培养要求，汽车发动机原理课程教学过程中，既要注重学生理论知识的获得和实践能力的培养，同时也要加强学生再学习能力、创新精神和工程意识的培养，为此课程组采用理论教学、实践教学、自主研学、前沿引学、科研推学、网络助学“六位一体”的教学模式进行了规划和探索，取得了一定成效。

2.1理论教学与实践结合

学生的兴趣爱好是创新的基础［4］，也是提高课堂教学效果的关键，因此，针对该课程抽象、难学的特点，我们采取了“理论教学与实践相结合，以激发学生学习兴趣”的方式。学生对实践中应用以及能解决实际问题的理论知识会表现出极大的兴趣，所以在第一堂课，教师就从发动机在汽车上的作用、发动机技术的快速发展、课程主要内容等方面入手，分析这门课程的实用性及重要性，以激发他们的学习兴趣和自觉性。同时，理论教学过程中，从实际应用或实际问题入手，再引入发动机检测和维修方面的理念，组成“结构-原理-性能测试-工况检测-故障诊断-维修”的理论与实践相结合的创新模式，这样学生始终感觉到学有所用，并会对引入的知识自觉学习，很好地培养了学生的自学能力和创新精神，如学院每次组织大学生汽车知识暨创意设计大赛都会吸引许多学生积极参赛，学生学习热情高涨。

2.2实践教学与应用结合

汽车发动机原理是一门实践性很强的课程，必须培养学生的工程意识和实践能力。为此，我们在实践教学中通常与实际应用紧密结合。如教师在进行发动机的机械效率测定、速度特性、排放污染物测定等实验时，首先结合目前广泛应用的发动机，分析被测参数的含义，及其变化情况所说明的发动机的实际运行状态，然后再利用相关设备进行实验。这样，做实验就深化为利用实验结果判定一台发动机的性能及工况，比单纯测量数据更有意义，增加了学生的主动性，而教学过程也不仅让学生学会了“怎么做”，更重要的是让学生明白了“为什么这样做”和“实验结果能说明发动机哪些方面的情况”。 实验后经常发现学生通过观察发动机尾气颜色讨论汽车的技术状态、到汽车检修实验室帮助师傅进行车辆检修等，这说明，改革后的实验提高了学生理论联系实际、在实践中发现问题的综合实践和创新能力，提升了学生的工程素养。

2.3当前技术引导学生自主研学

汽车发动机原理理论内容虽然抽象，但大都在实际中得到了广泛应用，所以，汽车发动机实物是当前发动机技术的具体体现，研究实际发动机的结构、原理、性能、使用等，是通过当前技术引导学生自主研究学习的重要方式。为此，我们面向学生开放汽车结构、发动机性能、汽车检测等实验室，很好地提高了学生自主学习的兴趣和能力，如学生会每学期都组织发动机拆装等比赛，绝大多数汽车类专业学生都踊跃报名，当然，这种方式也进一步培养了学生的创新精神和工程素养，适应教育部工程类本科学生的培养要求。

2.4前沿知识引导学生学习

汽车发动机技术发展较快，因此授课内容应关注汽车工业及发动机行业的发展动态，确保教学内容的先进性和时效性。当然，考虑学生知识结构，增加的前沿知识主要是目前发动机上的新技术，而对于那些正处于研究阶段且没有实例依据的知识，仅是一语带过。如在学习发动机的换气过程时，我们结合理论知识分析了VVT-i（电子可变正时）技术，这样有利于学生通过实际应用学习新技术，如部分学生会经常关注汽车技术方面的新闻，也从更多方面学会了鉴赏汽车，使学生深入实践发现和解决问题的能力增强。

2.5参与科研推动学生学习

科研创新活动对于增强大学生的创新意识，提高综合素质具有重要的促进作用［5］，因此，我院构建了大学生科技创新活动平台，主要包括以下几种活动。（1）综合性实验：结合汽车发动机性能试验台和汽车检测线的运行情况对学生开放。（2）大学生创新创业项目：学生在教师的指导下申请各级创新创业项目，学院提供实验场所和零部件加工条件。（3）教师科研项目：有能力的学生通过查阅文献资料、进行实验等参与教师的科研项目，掌握科学研究的基本方法，学生的科技创新能力、综合设计能力及工程意识得到了极大提高。如我院学生仅2014年度就获批7项国家级大学生创新创业训练计划项目、13项校级大学生科技文化创新基金立项项目，目前这些项目已取得了较好的成果。

2.6通过网络提升学习效果

利用网络资源获取信息和学习成为现代大学生必须掌握的技能［6］。为巩固所学知识，我们采取多种方式引导学生学习。（1）布置课下思考题：教学过程中留下通过网络学习资源获取答案的问题，如分析本田车系发动机采取的i-VTEC（电子可变气门升程）技术等。（2）建设课程网站：课程网站上加载了大量的学习资料，如大纲、课件、教案、视频、实验指导、作业习题、前沿问题等，学生可自主学习并检查学习效果等。（3）引导学生学习爱课程网资源平台知识：爱课程是精品开放课程共享系统，其中关于发动机的课程目前有14门，任课教师在开课之初就向学生介绍爱课程网，教学过程中引用其内容以引导学生学习，这样一些新技术、疑难问题和实用技术均可通过网络帮助学生理解和掌握，同时学生还可以深化学习内容，所以，利用网络资源进一步提高了学生的自学能力和学习效果，对卓越工程师的培养有良好的激励作用。

经过“六位一体”教学模式的实施，我院车辆工程专业和汽车发动机原理课程建设成效明显。2013年车辆工程专业获批“山东省卓越工程师教育培养计划项目”，汽车发动机原理课程也被评为2013年度山东省高等学校精品课程。学生原来表现的理论知识不会实际应用的问题越来越少，学生的再学习能力、创新能力、工程实践能力等均明显提高。近年来，学生积极参加各级类别的科技创新活动并取得了较好成绩，如近三年在全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、英语竞赛等比赛中获得国家级奖励由8项升至20余项。另有一批成果在山东省大学生工程训练综合能力竞赛、机器人大赛、大学生科技创新大赛、大学生汽车知识暨汽车创意设计大赛等中获得省级奖励，学生的综合素质明显提高，适应了教育部工程类本科学生的培养要求。

3　结束语

经过几年的实践证明，“理论教学、实践教学、自主研学、前沿引学、科研推学、网络助学”的“六位一体”教学模式在汽车发动机原理课程教学中的应用，适应了当代高等教育工科专业卓越工程师教育培养的要求，极大地促进了学生的学习能力、实践能力、创新能力和工程素养的提高，这不仅提高了教学效果，而且提高了人才培养质量，将对学生终生有益。今后会根据课程特色和学生特点，扩大这种教学模式的应用范围，进一步提高学生的工程素养和创新能力，培养适应社会发展需要的高素质车辆工程专业人才。

参考文献

［1］ 徐兆坤，张珏成，李聪.汽车发动机原理［M］.北京:清华大学出版社，2010.

［2］ 王建昕，帅石金，王志.大学通识教育模式下本科生专业课教学方法的探讨:提高“汽车发动机原理”专业课教学质量的若干体会［J］.中国大学教学，2010（4）:55-57.

［3］ 夏群生，李克强，宋健，田光宇，马春生.汽车理论典型中外教材比较研究［J］.中国大学教学，2009（5）:87-90.

［4］ 林健.卓越工程师创新能力的培养［J］.高等工程教育研究，2012（5）:1-17.

［5］ 原成成.“实训+ 科研+ 就业”人才培养模式探析［J］.中国高校科技，2015（8）:80-81.

［6］ 谢幼如，刘春华，朱静静，尹睿.大学生网络学习自我效能感的结构、影响因素及培养策略研究［J］.电化教育研究，2011（10）:30-34.

The Application of "Six in One" Teaching Mode in Automobile Engine Principle Course

Wu Hairong
School of Mechanical & Automobile Engineering， Liaocheng Universtiy， Liaocheng， 252000， China

Abstract:Automobile engine principle is an important core course in vehicle engineering. According to the requirements of the outstanding engineer education training， in view of the course features of "much and abstract theory， strong applicability practice， more concerning subjects， more fast knowledge update"， this paper takes and discusses the "six in One" teaching mode of "theory teaching， practice teaching，independent inquiry learning， frontier science learning， research learning and network learning"， good results have been achieved.

Key words:excellence engineer education training； automobile engine principle； teaching reform

收稿日期：2015-10-13

作者简介：吴海荣，硕士，副教授，系主任。

基金项目：山东省卓越工程师教育培养计划项目“车辆工程专业”；山东省高等学校精品课程“汽车发动机原理”（编号：2013BK097）。