《汽车发动机构造》线上线下混合教学建设

孙悦超　黄明鑫　李曼

摘 要：汽车发动机构造是汽车类专业的核心课之一，对本课程的掌握程度将直接影响学生后续其它专业课程的学习，对人才培养质量起重要作用。为提高教学质量，通过在线课程建设、MR全息教学应用、理实同步教学等手段实现线上线下混合教学新模式，从而达到预期的教学效果、保障人才培养质量。

关键词：混合教学;课程改革;汽车发动机;在线课程

《汽车发动机构造》是《汽车构造》课程的重要组成部分，是车辆工程、汽车服务工程等本科专业的核心课程之一，也是学生接触的第一门与汽车紧密相关的课程，学好本课程可为后续专业课程的学习奠定基础。在课程建设和教学过程中，我们重视工程教育的育人理念，坚持 “理论联系实际、启发式讲解”的现代应用型本科教育思想，逐步形成了集“线上自主学习、线下MR全息教学、理实同步教学”的应用型人才培养课程教学新模式。

1 课程建设理念

1.1 激发学生主动思考

针对课程内容抽象的特点，更多地采用启发式教学方法，鼓励学生在教师的引导下积极思考，激发学生学习的主动性和创造性，充分发挥学生学习的主观能动性。例如：线上自主学习增加了讨论环节，促进学生独立思考解决问题的能力;在讲解四冲程汽油机工作原理时，结合三维结构或者动画展示活塞的上下止点位置，启发学生思考活塞位置对发动机工作过程的思考、理解。

1.2 注重学生能力培养

《汽车发动机构造》作为汽车专业的入门课、核心课，通过本门课程的学习使学生逐步由动脑思考过渡到动手实践，通过线上理论和线下实践的有机结合培养学生的应用能力。我们通过建立“专业认识实习—课程理论教学—零件拆装实践”的工学结合方式，培养学生获得汽车结构原理知识和汽车新技术学习的方法和能力，并锻炼学生拆装汽车发动机的实践应用能力。

1.3 提升学生发展能力

通过全面开放实验室，引导学生在空余时间到实验室学习，以提高学生的自我发展能力和综合素质。我校汽车构造实验室已全面实行开放式教学，在设备培训、指导学生参与自制设备、指导学生课外科技制作、学生考取职业技能资格证书等方面条件非常便利。几年来，有数百名学生通过实验室的培训和自主学习，考取了汽车维修高级工等职业技能资格证书，考证通过率达99.5%。

1.4 线上线下混合教学

《汽车发动机构造》课程上线后，对汽车服务工程专业学生实行线上线下混合教学，非专业学生则只进行线上自主学习。线上学习除了要求学生学习课程内容外，还设有辅导答疑、章节练习、考试测验等环节，线下还设有实验实训、实验室自主学习等环节，使学生真正学懂弄通汽车发动机的基本结构和工作原理，并具备分析不同汽车零部件结构、工作原理方面的能力，养成善于分析问题和探究汽车零部件结构奥秘的习惯，领悟汽车及其结构的设计思想，强化实践动手能力和工程意识，具备理论知识与实际应用能力紧密结合、分析与解决问题的能力和较强的思维创新意识。

2 课程建设措施

2.1 线上建设平台

课程采用线上与线下相结合的建设原则，线上建设平台为清华大学发起的基于互联网技术的新型学习平台——学堂在线，《汽车发动机构造》课程学习网址为https：//next.xuetangx.com/course/lingnan08081002104/1353949。线上以信息技术手段为载体，向参训学习的教师或学生传授“汽车发动机构造与工作原理”，提高学习者对汽车发动机结构的理解认识，提升学习者专业基本知识和实际运用能力。由课程平台负责线上的技术支持与维护，并配以课程辅导教师进行答疑、学习情况统计等常规工作。

课程线下建设结合教育部科技发展创新中心“北创助教”资助项目——基于MR（混合现实）技术的发动机构造与维修全息教学应用，进行基于混合现实技术（MR）的课程教学设计、构建、教学实施与评价、教学标准制定、教学手段和教学方法推广等。目的是通过更直观、便捷的方法让学生沉浸于课程学习，更有效地掌握课程内容。

2.2 线下MR全息教学

通过MR技术建立汽车发动机教学平台和资源库，使发动机的零部件结构和工作原理通过三维实体或仿真形式呈现。学生通过操作鼠标、键盘、MR眼镜等即可360度无死角的观察发动机的内外部零部件的详细构造、工作情况，跟实际拆解发动机零部件所观察的内部结构效果一致。

通过MR教学可使学生在实验或者发动机拆装过程中从多个角度观察发动机整体及其所有零部件结构，对这些零部件可随时进行虚拟拆装，并能全程对拆卸和装配过程及装配结果通过计算机指导、分析、评价。因此學生可以通过MR反复训练来熟悉汽车零部件结构以及它们的工作过程，这样反复实践、分析和比较各零部件之间的结构及装配关系，可激发学生学习和探索创新的积极性，提高发现问题和解决问题的创新应用能力。

2.3 理实同步教学

理实同步是整合理论课在教室、实验课在实验室分别进行的传统方式，把理论部分也安排到实验室与实验部分同步进行，教师将理论和实践完全融合在一起，进行理实一体化教学。这样学生除了线上自主学习理论之外，教师通过辅助多媒体、三维软件等讲解理论后，立刻对照实物、实际结构现场讲解，加深了学生对汽车发动机构造的理解和认识，学生还可以现场实际操作加深对理论的理解，使理论和实践可相互促进。例如：教师在讲解发动机曲柄活塞连杆机构时，可在实验室利用整车解剖模型、活塞等实际零件现场教学，学生直接面对实物，边听边看也可以动手操作，使学生对汽车复杂抽象的零件结构理解的会更深。

在发动机拆装实践中，如果让学生首先结合MR全息教学软件进行多次发动机拆装仿真操作、反复练习，遇到工具使用不当或者操作不规范的情况就不能进行到下一步。这样规范了操作和拆装流程，在实际进行发动机拆装时就不会或者很少出现上述情况。理实同步教学除了提高教学质量外，还有助于实验室的建设管理，真正做到实验室建设为本科教学服务。

3 结束语

汽车发动机构造是汽车类专业的核心课之一，对本课程的掌握程度将直接影响学生后续其它专业课程的学习，对人才培养质量起重要作用。为提高教学质量，我们建设“线上自主学习、线下MR全息教学、理实同步教学”的《汽车发动机构造》线上线下混合教学新模式，以期在激发学生的学习兴趣和自主学习能力、培养学生的实际应用能力、提升学生专业后续发展能力等方面都有效果，从而保障应用型人才培养质量。

基金项目：广东高校创新强校工程（教育科研类）项目“汽车服务工程应用型本科人才校企协同培养机制研究”（2016GXJK100）;2017广东省本科高校教学改革项目“汽车服务工程应用型本科人才校企协同育人机制研究和改革实践”;2018年岭南师范学院教育教学研究和改革项目“基于工程教育认证的工科专业实习实践改革研究”。

教育部科技发展中心产学研创新基金项目（2018C01041）“基于MR（混合现实）技术的发动机构造与维修全息教学应用”。

参考文献：

[1]侯占峰，刘海洋，佟鑫等.基于混合式教学模式的汽车构造课程网络教学平台建设[J].内蒙古农业大学学报（ 社会科学版），2018（3）：45-48.

[2]常鹤晖.基于VR虚拟仿真技术的汽车专业课程建设[J].中国教育信息化，2014（18）：74-76.

[3]李存霞，姬瑞海，林克伟等.基于工作过程的CMM情景教学法研究与实践[J].高等工程教育研究，2015（3）：157-160+192.