基于线上教学的汽车构造课程认知模型构建初探

柏薇薇

摘要：汽车构造课程是汽车相关专业的一门专业基础课。学生通过对汽车构造课程的学习，了解汽车的总体布置，理解汽车各部分的组成结构，掌握各系统的工作原理，从而形成对汽车各总成的拆装能力。该课程是学生学习的第一门汽车专业基础课，其掌握程度对后续课程的学习以及今后从事汽车相关工作有着重要影响。本文针对汽车构造课程特点，依据人类在学习新知识和技能时人脑的认知规律，通过线上教学形式，帮助学生在头脑中构建课程认知模型，以期提高教学质量并激发学生学习兴趣。

关键词：汽车构造；线上教学；认知模型

中图分类号：G6420文献标识码：A文章编号：1673-7164（2021）03-0084-02

基金项目院本文系齐齐哈尔工程学院2020年度“以学生为中心”课程建设专项研究项目“基于线上教学汽车构造课程认知模型构建初探”阶段性成果（项目编号：2020ZX037）。

在传统教学中，学生按照固有的学习模式学习每一门课程，但这些课程都存在不同于其他课程的特点。所以，教师按照每一门课程内容的特点和逻辑性，帮助学生在头脑中构建特定的课程认知模型非常重要，有利于提升学生学习效率和学习质量。

一、教学认知模型

认知模型是人类对真实世界进行认知的过程模型，目的是为了从某些方面探索和研究人的思维机制，特别是人的信息处理机制[1]。

大学教学可以根据课程的结构体系和课程特点，帮助学生构建认知结构体系[2]。对学习者来说，不同的认知模型会带来不同的效果，科学而有效的认知模型可以几倍甚至几十倍地提高个人乃至组织的效率。当代大学生的学习竞争是学习能力和成果效率的竞争，但归根结底是一种高效认知思维模式的竞争[2]。

赵炬明教授在《打开黑箱：学习和发展的科学基础》一文中指出，大学教学就是帮助学生在头脑中构建特定的专业或课程认知模型，显然，学生只能自己构建这些模型，这是建构主义心理学的核心思想，教学的核心是“学”而不是“教”[3]。

二、汽车构造课程特点

目前汽车构造课程主要是教师依据教材、利用PPT课件进行知识讲解。汽车构造课程的教材通常分为上下两册，知识点和结构图形较多；涉及工作原理多，但是教材阐述的各部分内容分散，系统性及关联度不强；教师教学手段单一。

汽车构造课程具有如下特点：第一，汽车结构非常复杂。据估计，一般轿车约由1万多个不可拆解的独立零部件组装而成，每一个独立零部件都有各自的名称，所以专业名称及名词复杂多样。第二，有些汽车零部件功能相同，但是工作原理不同，所以部件形式多样化。第三，从汽车发动机中的活塞往复运动到汽车行驶系的车轮旋转运动，汽车零件之间动力传动相互关联，具有传动关系整体化的特点。第四，相同功能的零部件安装位置可能不同，具有装配关系多样化的特点。

汽车构造技术发展成熟，网络上教学资源较多，包括比较全面系统的精品课、网络课，还有针对每一个汽车零部件结构和工作原理的三维动画等。

针对上述汽车构造课程的特点，教师应结合线上教学平台及相关软件功能特點，帮助学生构建该课程的认知模型。已有文献和对有关高校进行实地调研发现，汽车相关本科专业开设该课程学时为48- 96学时不等。学时开设较少的专业需在有限的学时内提高学生的学习效率和学习质量，因此，课程认知模型的建立非常必要。

三、汽车构造课程认知模型的构建

（一）线上教学准备工作

近来，线上教学发展态势明显。为了使线上教学达到更好的效果，智慧树、学习通、幕课等各大教学平台进一步完善了相应的功能，同时腾讯会议、ZOOM平台也开始推行免费使用，为网络教学提供了一定的支持。通常情况下，智慧树、学习通、雨课堂等教学平台对于在线课堂选人、测验等功能开发较全面，腾讯会议、ZOOM平台直播互动及屏幕共享功能开发得较好，所以教师应将软件功能特点和教学内容特点相匹配，利用多种软件以达到最佳教学效果。

（二）知识点的获取

人们在学习新的知识和技能时，大脑都要经历三个阶段，即从陈述性知识阶段到程序性知识阶段：首先获得陈述性知识；然后进入知识编辑阶段；最后是产生式过程的调整阶段[4]。

首先应结合学生应用体验，激发学生学习兴趣。学校应鼓励学生在毕业前考取驾照，甚至可以将部分课程内容与学生考取驾照及驾驶汽车的体验联系起来。第二，学生依托学校开展的校外实习获取知识点。校外实习过程中学生主要在汽车维修保养、汽车销售、汽车生产企业等汽车相关岗位，由校内和企业指导老师共同指导，校内指导老师给学生布置基础的学习任务，学生带着学习任务进入真实的职业环境，由企业指导老师指导其实习。学生在实习过程中会接触汽车及相关部件，但是处于对汽车构造的初步认知阶段。第三，学生从各平台提供的短视频、慕课、知识库等学习资源中获取知识点，这方面的学习主要靠翻转课堂来实现，也是学生自主学习的过程，教师通过查看学生点击数、观看时长等对学生学习情况进行考核。

这一阶段完成后，学生可以基本实现对汽车部件、组成的认识。由于专业名称及名词复杂多样，所以这一过程对学生后期学习也是非常必要的，即学生可以获得陈述性知识；同时在这个过程中也会遇到很多问题，所以学生通常会带着问题进入课堂学习。

（三）知识点的理解

第二阶段是教师课堂讲授，主要讲解重点和难点。汽车构造教学难点部分是系统及部件的工作原理。真实的汽车零部件多由金属制造，各部件之间的区分度不大，而且难以观察到内部的结构和原理。教师在利用PPT进行讲解后，可以利用腾讯会议屏幕共享的功能播放动画及视频，利用生动形象，直观、表现力强、趣味性十足的三维视频，向学生展示难以通过语言及平面场景理解的原理性知识，展示部件之间的相互运动、部件的组装程序和部位；通过模拟运动分析，观察各零件、部件之间的动力关系和运动关系，加深学生对所学知识的认识[5]。

（四）对知识进行加工整理，使之系统化

因为汽车构造具有传动关系整体化的特点，所以第三阶段是教师帮助学生按照课程内容的逻辑性，对复杂零乱的知识进行加工整理。在这个阶段中，教师将引导学生以流程图形式对汽车传动关系进行梳理，学生通过这一过程在脑中形成传动关系典型图，比如用流程图表示汽车部件之间的传动关系：活塞-活塞销-连杆-曲轴-飞轮-凸轮轴-挺杆-气门；学会用“数量+流程”的方式表示部件之间的原理关系。这样既梳理了知识，又锻炼了学生举一反三的能力。学生利用典型图形在头脑中形成映象，从而具体了解组成、传动路线和工作原理。教师在平台上布置作业，在任务栏中督促学生提交作业，并在课堂教学过程中让学生参与知识点讲解，实质上是产生式过程的调整阶段。这个阶段锻炼了学生的总结、讲解能力，使学生在完成作业和讲解汇报的过程中学会评估取舍，并学会撰写陈述报告。

（五）知识的应用

只有认识知识的本质，才能更好地进行应用。第四阶段是抽象出知识原理的本质。比如结合课程对车辆工程专业人才培养方案的支撑点，教师不应只关注基本原理在本门课中的应用，还应通过融会贯通的方式，训练学生解决实际工程问题的思维方式与能力。这样，通过由点到面再到整体的过程，并通过线上教学不同软件相结合的方式，让学生学习课程内容，符合其学习认知规律，如图1。

需强调的是，不同車辆组成结构有各自不同的特点，同时，多媒体展示会带有一定的夸张效果，在某些地方容易将学生带入误区，所以教师最后需带领学生回归到实物。

四、结语

本研究形成了汽车构造课程教学模式的初步框架。如今，建立在脑科学及认知规律基础上的教育教学，越来越受到广大教育工作者的重视，而在网络时代，线上与线下混合的教学模式也逐渐成为教学发展的新趋势，教师应持续关注并不断加深研究力度，以更好地提高教育教学质量。

参考文献：

[1]李小勇，桂小林.动态信任预测的认知模型[J].软件学报，2010，21（01）：163-176.

[2]张莉萍.构建知识体系优化复习方式[J].中学物理，2016，34（04）：11-13.

[3]赵炬明.打开黑箱：学习和发展的科学基础（下）———美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之二[J].高等工程教育研究，2017（04）：50-51.

[4]洪芳.基于ACT认知模型的英语课堂教学探究———以英语《视听说》课程为例[J].海外英语，2017（11）：20-21.

[5]郑立新，李国昉，等.《汽车构造》课程“四位一体”教学法的研究与实践[J].农机化研究，2002，3（08）：192-194.

（责任编辑：邹宇铭）