《汽车发动机原理》教学方式与评价模式探讨

梁彩平 牛文旭

摘要：汽车工业的飞速发展，传统发动机新节能减排要求和新能源汽车的相关制造技术对车辆工程专业学生的培养也提出了新的要求。传统的教学内容、教学方式和对教学成果评价的单一模式已经远远不能满足目前的需求。 该文针对《汽车发动机原理》这一车辆工程专业的核心课程，分析了当前课程教学中的主要问题，结合现有大环境下的线上线下混合教学模式提出建议，并基于工程认证成果导向教育模式对课程考核方式和分值比例进行了探讨。

关键词：发动机原理混合教学模式评价模式新能源汽车

中图分类号：G642;U464-4  文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2021）03（a）-0000-00

Discussionon Teaching Methods and Evaluation Models of 《Principle of Automobile Engine》

LIANG Caiping  NIU Wenxu

（School of Intelligent Manufacturing and Control Engineering，Shanghai Polytechnic University， Shanghai， 201209 China）

Abstract：With the rapid development of the automobile industry， the new requirements of energy saving and emission reduction of traditional engines and the related manufacturing technology of new energy vehicles have put forward new requirements for the training of students majoring in vehicle engineering. The traditional teaching content， teaching methods and the single mode of evaluation of teaching results have been far from meeting the current needs. This paper analyzes the main problems in the current teaching of Principles of Automotive Engines， which is the core course of vehicle engineering specialty， and puts forward some suggestions on the online and offline hybrid teaching mode under the current environment， and discusses the course assessment method and score ratio based on the engineering certification results-oriented education mode.

Key Words： Engine principle; Hybrid teaching mode; Evaluation mode; New energy vehicles

汽車工业的飞速发展，传统发动机新节能减排要求和新能源汽车的相关制造技术对车辆工程专业学生的培养也提出了新的要求。传统的教学内容、教学方式和对教学成果评价的单一模式已经远远不能满足目前的需求。 该文针对《汽车发动机原理》这一车辆工程专业的核心课程，分析了当前课程教学中的主要问题，结合现有大环境下的线上线下混合教学模式提出建议，并基于工程认证成果导向教育模式对课程考核方式和分值比例进行了探讨。

《汽车发动机原理》是车辆工程本科专业核心课程之一，主要研究内燃机的动力性、经济性、排放以及振动噪声等，并分析影响这些性能的因素，从而找出改善提高性能的规律和方法。《汽车发动机原理》的先修课程包含《工程热力学》，但由于课时压缩等原因，该校 上海第二工业大学将《工程热力学》中和内燃机原理相关的基础知识作为一个章节进行讲解，使得可有效应用于发动机核心内容的课时数更少。《汽车发动机原理》课程内容多，理论知识晦涩，知识点零碎且复杂，再加之目前快速发展的发动机新技术力量和多样化的车辆新能源动力，为该课程注入了新的内容和活力。如何利用越来越先进的教学方式进行教学，以及采用主流的评价模式对教学成果进行评价，成为该课程目前面临的难题。

线上授课和线上学习等教学活动越来越成熟，小规模根据授课需要而建好的在线课程的优越性凸显。如何有效利用线上资源，整合授课内容，发挥混合式智慧教学模式的优越性，提高教学效果成为亟待解决的问题。

而对于混合教学模式的教学效果的评估也成为教学方式革新的一个重要考量。目前 ，比较主流的成果导向教育[1]（Outcome-based Education，OBE）强调学习成果和教学结果，如何完全结合线上、线下混合式教学的教学环节，明确学生的具体任务，合理有效地对学生的学习过程、学习表现及学习效果进行有效评估也是非常重要的一个课题。

该文首先分析《汽车发动机原理》课程的特点及一些突出问题，并将混合式授课模式应用于该课程的教学过程，探讨基于OBE对混合授课模式进行教学成果评价，以提高教学质量。

1 课程特点及问题

《汽车发动机原理》建立在多门基础课程之上，理论性很强，公式较多，比较抽象[1] 。同时具有内容广、知识点多和更新快等特点。该校 上海第二工业大学属于应用型本科学校，车辆工程专业目标培养具有较强实践能力和一定的创新能力，能在整车、零部件制造、交通运输等领域从事制造、工艺设计、检验与检测等工作，具有一定专长的“宽口径、重实践、能创新”的应用型工程技术人才。因此，该专业对该理论性的课程的要求会有所降低，讲授过程中更多地强调它的应用性及和实际结合后所表现出来的性能分析。但如果没有基础课程，比如：《工程热力学》的学习，发动机循环过程、发动机的热效率等内容就如同天方夜谈，无从谈起。简单用传统的教学方法，课程教授效果不甚理想。

1.1 与教学要求匹配的教材匮乏

《发动机原理》部分教材对于应用型本科教学相对偏难，需要的课时数较多。少数包含《工程热力学》的教材把与内燃机原理相关的热学理论作为独立的章节进行讲解，如孙军 的《车辆内燃机原理》相对浅显易懂。但随着节能减排的发展，涉及发动机新技术内容较少[2]，如可变气门升程与正时、复合涡轮增压、缸内直接喷射等技术教材中较少涉及，教师需要另外补充的先进技术较多，但讲述的资料更多的是报告的形式，不够系统和严谨。随着新能源车在市场上占有率的爆发式增长，仅包含传统汽油或柴油发动机原理的教学内容陈旧枯燥 ，无法充分调动学生学习的积极性和激发他们学习的动力，课程中部分增加新能源汽车动力基本原理部分的内容迫在眉睫[3]。

1.2 线上资源与教学要求匹配度低

《工程热力学》慕课，深度大，课时多，学生完全理解需要花大量的时间和功夫。《汽车发动机原理》视频对应用型本科教学也不完全合适，教师在线布置任务的时候需要節选其中的部分内容、拼拼凑凑，导致学习的不连续性和授课内容的不系统性，打击了学生学习的热情，参与度有所降低。

1.3 学习效果的考核达不到预期的目的

目前线上的考核注重知识点的检查，更多的是通过小测验的形式完成。学生学习止步于完成测验，缺乏对知识更深层次的学习和思考，缺乏促进创新的有效手段。随着更多专业工程认证的推进，基于OBE课程目标达成度的考核模式急需研究，以实现预期的教学目的。

1.4 课程实践环节较少

该课程中内燃机特性的研究部分，需要内燃机台架试验，这需要专门的实验室，且设备比较庞大，很多高校并不具备这样的实验条件。即便能够安排实验，一般也是在课程结束后进行的一次综合性实验，使实践和理论环节脱节明显。在汽车发动机教学实验中 ，应用计算机仿真、硬件在环及发动机测试等技术开发汽车发动机整机及关键部件原理模拟实验系统，并将其应用到汽车发动机实验教学中，可以有效地解决目前汽车发动机实验教学中存在的一些问题[4]。对虚拟仿真教学系统的研究也提上日程。

2基于混合教学模式进行教学过程优化和成果评估

针对上述课程教学中遇到的问题，采用线上线下教学结合的混合模式，对教学内容进行补充，对教学过程进行优化，对课程考核方式进行调整，以符合工程认证的对学生培养目标的达成度。

2.1线上教学平台

超星学习通是面向智能手机、平板电脑等终端的移动学习专业平台。在课程的建设部分，涵盖了在线视频、资料、统计、签到活动、分组任务、讨论等板块，基本可以满足线上建设课程的需求。并基于超星平台上已有的可利用的课程建立链接，部分内容可直接利用，比如应用于该课程的《工程热力学》部分。结合企业微信的使用，企业微信可以通过学校的平台将某门课的学生由后台统一导入，其可以实现在线视频授课，发布消息自动统计收到人数，避免教师发布的重要信息有收取遗漏的情况。

2.2教学文档、内容

在线教学前，准备上传“在线授课须知”“课程大纲”“授课设计”“教学计划”“参考教材”等文件 ，保证学生课前对课程有充分的了解并做好学习的准备工作。可通过问卷调查的形式，测试学生的上课设备的配置情况，建议学生电脑观看视频，手机授课互动。

围绕动力性、燃油经济性的主线，对教学内容进行优化和精选，并上传平台。对课程教学过程中的改革如下：（1）工程热力学部分，利用已有平台该门课的视频，对热力学基本概念，热力学第一定律、热力学第二定律进行系统学习，将理想气体的热力过程作为热力学部分的重点内容进行讲解，为后面章节中内燃机的理论循环和实际循环的奠定理论基础。该部分忽略热力学中的深奥理论，重点将与发动机循环过程有关的部分进行讲解，在能满足使用的前提下尽量缩短占用的课时数。（2）将汽油机混合气形成和燃烧与柴油机混合气的形成和燃烧两个章节对比进行讲解。比较混合气的形成过程、燃烧室形状等，有助于加深学生对这部分重点内容理解的深度。（3）将发动机新技术的资料增加到该课程平台，供学生学习，课堂中对相关内容进行讲解，经过几轮教学，结合经验，将该部分内容并入发动机原理课程，先以自编教材的型式呈现，条件许可正式发表。（4）该课程中适当增加新能源汽车，包括纯电动、插电式混合动力及燃料电池汽车等的车辆驱动系统的原理及架构模式。

2.3利用线上资源和课堂互动讨论相结合

在线视频和其他文档资源，通过布置学习任务，学习课件，自测题目等形式，让学生对基本的知识点有所了解。并且在课后对不精通的部分重复练习、随时随地进行学习。

根据章节需求，合理分布线下教师讲解、学生讨论、课上任务报告和小结的时间。教学内容着重讲解重点问题和难点问题、学生针对部分问题进行讲解和讨论，将课堂气氛动起来，锻炼分析问题和思考问题的能力。

2.4基于工程认证的课程考核方式

线上线下混合教学模式可以考核学生的方式很多，可根据具体的教学内容及OBE考核的能力目标对学生进行考核和分值权重的分配[5]。比如：（1）视频观看的完成度该部分通常占比20%，由学生在课前线下完成;（2）理论知识的在线测试，占比20%;（3）任务报告及课上展示，占比10%;（4）期末考试50%等。

课程结束后需对学生成绩与课程目标的达成度进行加权计算，以评价课程的成果。并围绕OBE达成的效果，对以后的教学计划和工作重点进行调整和比较。

2.5 课程实践环节的替代实验

鉴于发动机实物试验台架的局限性，有条件的化可开发发动机虚拟内燃机台架实验台[6]。本校 上海第二工业大学基于发动机整机或关键部件原理模拟试验系统开发相应的教学实验，如硬件在环测试技术，图1为UCAR在环检测测试系统及软件界面，此实验系统可以对发动机性能进行测试和二次开发;图2为新能源车动力系统研究测试平台，以助学生能对发动机各项性能及新能源车动力原理有深入的了解和认识。

2.6思政进课堂在课程中的穿插方式

课程内容与课程设计要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，落实立德树人根本任务，结合专业课程的讲授和配套课程设计及专家对话等环节，有机地将汽车发展过程、我国工业链条及中国制造2025计划面临的挑战、青年学子如何建立自信和发挥担当结合起来，落实立德树人任务，通过课程教学和设计、课程思政任务落实真正让学生建立自信，有效发扬学生的爱国情怀与责任担当。

3结语

《汽车发动机原理》作为高校车辆工程专业的必修课，内容深、范围广。尤其随着整个社会制造业的快速发展，对传统的汽车发动机性能提高技术的日新月异，新的汽车驱动的模式和相对应的技术也推动着汽车行业的变革。新的知识需要在传统的课程中得以体现，现代化的教学模式和新一代青年人的思想精神也使得高校的 课堂越来越丰富和成果越来越显著。该文对今后《汽车发动机原理》教学模式的思考和探索具有积极的意义。

参考文献

[1] 王永泉，胡改玲，段玉岗，等. 产出导向的课程教学：设计、实施与评价[J]. 高等工程教育研究，2019 （3）： 62-68，75.

[2] 杨海.《汽车发动机原理》课程教学改革的探索与实践[J]. 农机使用与维修，2019 （ 8）：89-90.

[3] 李波，周亭，贝绍铁，等.浅析新能源汽车原理与构造课程教学改革[J].高教学刊，2017（10）：36-37.

[4] 何小明，陈毅华，马粮.《汽车发动机原理》综合教学改革探讨[J].教育教学论坛，2016 （48）：132-133.

[5] 林蔚，李晓生，张雪娟，等.基于混合式教学模式下课程目标达成度分析[J].教育教学论坛，2020，40（1）： 96-99.

[6] 郭烈，申国哲，杨姝，等.汽车发动机原理课程虚拟仿真教学系统构建[J].实验室科学，2016，19（ 5）：71-73.