梁彩平 牛文旭

摘要：汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)發(fā)動機新節(jié)能減排要求和新能源汽車的相關(guān)制造技術(shù)對車輛工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)也提出了新的要求。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和對教學(xué)成果評價的單一模式已經(jīng)遠遠不能滿足目前的需求。 該文針對《汽車發(fā)動機原理》這一車輛工程專業(yè)的核心課程，分析了當(dāng)前課程教學(xué)中的主要問題，結(jié)合現(xiàn)有大環(huán)境下的線上線下混合教學(xué)模式提出建議，并基于工程認證成果導(dǎo)向教育模式對課程考核方式和分值比例進行了探討。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機原理混合教學(xué)模式評價模式新能源汽車

中圖分類號：G642;U464-4? 文獻標識碼：A? ?文章編號：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

汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)發(fā)動機新節(jié)能減排要求和新能源汽車的相關(guān)制造技術(shù)對車輛工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)也提出了新的要求。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和對教學(xué)成果評價的單一模式已經(jīng)遠遠不能滿足目前的需求。 該文針對《汽車發(fā)動機原理》這一車輛工程專業(yè)的核心課程，分析了當(dāng)前課程教學(xué)中的主要問題，結(jié)合現(xiàn)有大環(huán)境下的線上線下混合教學(xué)模式提出建議，并基于工程認證成果導(dǎo)向教育模式對課程考核方式和分值比例進行了探討。

《汽車發(fā)動機原理》是車輛工程本科專業(yè)核心課程之一，主要研究內(nèi)燃機的動力性、經(jīng)濟性、排放以及振動噪聲等，并分析影響這些性能的因素，從而找出改善提高性能的規(guī)律和方法?！镀嚢l(fā)動機原理》的先修課程包含《工程熱力學(xué)》，但由于課時壓縮等原因，該校 上海第二工業(yè)大學(xué)將《工程熱力學(xué)》中和內(nèi)燃機原理相關(guān)的基礎(chǔ)知識作為一個章節(jié)進行講解，使得可有效應(yīng)用于發(fā)動機核心內(nèi)容的課時數(shù)更少?！镀嚢l(fā)動機原理》課程內(nèi)容多，理論知識晦澀，知識點零碎且復(fù)雜，再加之目前快速發(fā)展的發(fā)動機新技術(shù)力量和多樣化的車輛新能源動力，為該課程注入了新的內(nèi)容和活力。如何利用越來越先進的教學(xué)方式進行教學(xué)，以及采用主流的評價模式對教學(xué)成果進行評價，成為該課程目前面臨的難題。

線上授課和線上學(xué)習(xí)等教學(xué)活動越來越成熟，小規(guī)模根據(jù)授課需要而建好的在線課程的優(yōu)越性凸顯。如何有效利用線上資源，整合授課內(nèi)容，發(fā)揮混合式智慧教學(xué)模式的優(yōu)越性，提高教學(xué)效果成為亟待解決的問題。

而對于混合教學(xué)模式的教學(xué)效果的評估也成為教學(xué)方式革新的一個重要考量。目前 ，比較主流的成果導(dǎo)向教育[1]（Outcome-based Education，OBE）強調(diào)學(xué)習(xí)成果和教學(xué)結(jié)果，如何完全結(jié)合線上、線下混合式教學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)，明確學(xué)生的具體任務(wù)，合理有效地對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)表現(xiàn)及學(xué)習(xí)效果進行有效評估也是非常重要的一個課題。

該文首先分析《汽車發(fā)動機原理》課程的特點及一些突出問題，并將混合式授課模式應(yīng)用于該課程的教學(xué)過程，探討基于OBE對混合授課模式進行教學(xué)成果評價，以提高教學(xué)質(zhì)量。

1 課程特點及問題

《汽車發(fā)動機原理》建立在多門基礎(chǔ)課程之上，理論性很強，公式較多，比較抽象[1] 。同時具有內(nèi)容廣、知識點多和更新快等特點。該校 上海第二工業(yè)大學(xué)屬于應(yīng)用型本科學(xué)校，車輛工程專業(yè)目標培養(yǎng)具有較強實踐能力和一定的創(chuàng)新能力，能在整車、零部件制造、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域從事制造、工藝設(shè)計、檢驗與檢測等工作，具有一定專長的“寬口徑、重實踐、能創(chuàng)新”的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。因此，該專業(yè)對該理論性的課程的要求會有所降低，講授過程中更多地強調(diào)它的應(yīng)用性及和實際結(jié)合后所表現(xiàn)出來的性能分析。但如果沒有基礎(chǔ)課程，比如：《工程熱力學(xué)》的學(xué)習(xí)，發(fā)動機循環(huán)過程、發(fā)動機的熱效率等內(nèi)容就如同天方夜談，無從談起。簡單用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，課程教授效果不甚理想。

1.1 與教學(xué)要求匹配的教材匱乏

《發(fā)動機原理》部分教材對于應(yīng)用型本科教學(xué)相對偏難，需要的課時數(shù)較多。少數(shù)包含《工程熱力學(xué)》的教材把與內(nèi)燃機原理相關(guān)的熱學(xué)理論作為獨立的章節(jié)進行講解，如孫軍 的《車輛內(nèi)燃機原理》相對淺顯易懂。但隨著節(jié)能減排的發(fā)展，涉及發(fā)動機新技術(shù)內(nèi)容較少[2]，如可變氣門升程與正時、復(fù)合渦輪增壓、缸內(nèi)直接噴射等技術(shù)教材中較少涉及，教師需要另外補充的先進技術(shù)較多，但講述的資料更多的是報告的形式，不夠系統(tǒng)和嚴謹。隨著新能源車在市場上占有率的爆發(fā)式增長，僅包含傳統(tǒng)汽油或柴油發(fā)動機原理的教學(xué)內(nèi)容陳舊枯燥 ，無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動力，課程中部分增加新能源汽車動力基本原理部分的內(nèi)容迫在眉睫[3]。

1.2 線上資源與教學(xué)要求匹配度低

《工程熱力學(xué)》慕課，深度大，課時多，學(xué)生完全理解需要花大量的時間和功夫?！镀嚢l(fā)動機原理》視頻對應(yīng)用型本科教學(xué)也不完全合適，教師在線布置任務(wù)的時候需要節(jié)選其中的部分內(nèi)容、拼拼湊湊，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的不連續(xù)性和授課內(nèi)容的不系統(tǒng)性，打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，參與度有所降低。

1.3 學(xué)習(xí)效果的考核達不到預(yù)期的目的

目前線上的考核注重知識點的檢查，更多的是通過小測驗的形式完成。學(xué)生學(xué)習(xí)止步于完成測驗，缺乏對知識更深層次的學(xué)習(xí)和思考，缺乏促進創(chuàng)新的有效手段。隨著更多專業(yè)工程認證的推進，基于OBE課程目標達成度的考核模式急需研究，以實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目的。

1.4 課程實踐環(huán)節(jié)較少

該課程中內(nèi)燃機特性的研究部分，需要內(nèi)燃機臺架試驗，這需要專門的實驗室，且設(shè)備比較龐大，很多高校并不具備這樣的實驗條件。即便能夠安排實驗，一般也是在課程結(jié)束后進行的一次綜合性實驗，使實踐和理論環(huán)節(jié)脫節(jié)明顯。在汽車發(fā)動機教學(xué)實驗中 ，應(yīng)用計算機仿真、硬件在環(huán)及發(fā)動機測試等技術(shù)開發(fā)汽車發(fā)動機整機及關(guān)鍵部件原理模擬實驗系統(tǒng)，并將其應(yīng)用到汽車發(fā)動機實驗教學(xué)中，可以有效地解決目前汽車發(fā)動機實驗教學(xué)中存在的一些問題[4]。對虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的研究也提上日程。

2基于混合教學(xué)模式進行教學(xué)過程優(yōu)化和成果評估

針對上述課程教學(xué)中遇到的問題，采用線上線下教學(xué)結(jié)合的混合模式，對教學(xué)內(nèi)容進行補充，對教學(xué)過程進行優(yōu)化，對課程考核方式進行調(diào)整，以符合工程認證的對學(xué)生培養(yǎng)目標的達成度。

2.1線上教學(xué)平臺

超星學(xué)習(xí)通是面向智能手機、平板電腦等終端的移動學(xué)習(xí)專業(yè)平臺。在課程的建設(shè)部分，涵蓋了在線視頻、資料、統(tǒng)計、簽到活動、分組任務(wù)、討論等板塊，基本可以滿足線上建設(shè)課程的需求。并基于超星平臺上已有的可利用的課程建立鏈接，部分內(nèi)容可直接利用，比如應(yīng)用于該課程的《工程熱力學(xué)》部分。結(jié)合企業(yè)微信的使用，企業(yè)微信可以通過學(xué)校的平臺將某門課的學(xué)生由后臺統(tǒng)一導(dǎo)入，其可以實現(xiàn)在線視頻授課，發(fā)布消息自動統(tǒng)計收到人數(shù)，避免教師發(fā)布的重要信息有收取遺漏的情況。

2.2教學(xué)文檔、內(nèi)容

在線教學(xué)前，準備上傳“在線授課須知”“課程大綱”“授課設(shè)計”“教學(xué)計劃”“參考教材”等文件 ，保證學(xué)生課前對課程有充分的了解并做好學(xué)習(xí)的準備工作?？赏ㄟ^問卷調(diào)查的形式，測試學(xué)生的上課設(shè)備的配置情況，建議學(xué)生電腦觀看視頻，手機授課互動。

圍繞動力性、燃油經(jīng)濟性的主線，對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化和精選，并上傳平臺。對課程教學(xué)過程中的改革如下：（1）工程熱力學(xué)部分，利用已有平臺該門課的視頻，對熱力學(xué)基本概念，熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律進行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，將理想氣體的熱力過程作為熱力學(xué)部分的重點內(nèi)容進行講解，為后面章節(jié)中內(nèi)燃機的理論循環(huán)和實際循環(huán)的奠定理論基礎(chǔ)。該部分忽略熱力學(xué)中的深奧理論，重點將與發(fā)動機循環(huán)過程有關(guān)的部分進行講解，在能滿足使用的前提下盡量縮短占用的課時數(shù)。（2）將汽油機混合氣形成和燃燒與柴油機混合氣的形成和燃燒兩個章節(jié)對比進行講解。比較混合氣的形成過程、燃燒室形狀等，有助于加深學(xué)生對這部分重點內(nèi)容理解的深度。（3）將發(fā)動機新技術(shù)的資料增加到該課程平臺，供學(xué)生學(xué)習(xí)，課堂中對相關(guān)內(nèi)容進行講解，經(jīng)過幾輪教學(xué)，結(jié)合經(jīng)驗，將該部分內(nèi)容并入發(fā)動機原理課程，先以自編教材的型式呈現(xiàn)，條件許可正式發(fā)表。（4）該課程中適當(dāng)增加新能源汽車，包括純電動、插電式混合動力及燃料電池汽車等的車輛驅(qū)動系統(tǒng)的原理及架構(gòu)模式。

2.3利用線上資源和課堂互動討論相結(jié)合

在線視頻和其他文檔資源，通過布置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)課件，自測題目等形式，讓學(xué)生對基本的知識點有所了解。并且在課后對不精通的部分重復(fù)練習(xí)、隨時隨地進行學(xué)習(xí)。

根據(jù)章節(jié)需求，合理分布線下教師講解、學(xué)生討論、課上任務(wù)報告和小結(jié)的時間。教學(xué)內(nèi)容著重講解重點問題和難點問題、學(xué)生針對部分問題進行講解和討論，將課堂氣氛動起來，鍛煉分析問題和思考問題的能力。

2.4基于工程認證的課程考核方式

線上線下混合教學(xué)模式可以考核學(xué)生的方式很多，可根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容及OBE考核的能力目標對學(xué)生進行考核和分值權(quán)重的分配[5]。比如：（1）視頻觀看的完成度該部分通常占比20%，由學(xué)生在課前線下完成;（2）理論知識的在線測試，占比20%;（3）任務(wù)報告及課上展示，占比10%;（4）期末考試50%等。

課程結(jié)束后需對學(xué)生成績與課程目標的達成度進行加權(quán)計算，以評價課程的成果。并圍繞OBE達成的效果，對以后的教學(xué)計劃和工作重點進行調(diào)整和比較。

2.5 課程實踐環(huán)節(jié)的替代實驗

鑒于發(fā)動機實物試驗臺架的局限性，有條件的化可開發(fā)發(fā)動機虛擬內(nèi)燃機臺架實驗臺[6]。本校 上海第二工業(yè)大學(xué)基于發(fā)動機整機或關(guān)鍵部件原理模擬試驗系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)的教學(xué)實驗，如硬件在環(huán)測試技術(shù)，圖1為UCAR在環(huán)檢測測試系統(tǒng)及軟件界面，此實驗系統(tǒng)可以對發(fā)動機性能進行測試和二次開發(fā);圖2為新能源車動力系統(tǒng)研究測試平臺，以助學(xué)生能對發(fā)動機各項性能及新能源車動力原理有深入的了解和認識。

2.6思政進課堂在課程中的穿插方式

課程內(nèi)容與課程設(shè)計要以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，落實立德樹人根本任務(wù)，結(jié)合專業(yè)課程的講授和配套課程設(shè)計及專家對話等環(huán)節(jié)，有機地將汽車發(fā)展過程、我國工業(yè)鏈條及中國制造2025計劃面臨的挑戰(zhàn)、青年學(xué)子如何建立自信和發(fā)揮擔(dān)當(dāng)結(jié)合起來，落實立德樹人任務(wù)，通過課程教學(xué)和設(shè)計、課程思政任務(wù)落實真正讓學(xué)生建立自信，有效發(fā)揚學(xué)生的愛國情懷與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

3結(jié)語

《汽車發(fā)動機原理》作為高校車輛工程專業(yè)的必修課，內(nèi)容深、范圍廣。尤其隨著整個社會制造業(yè)的快速發(fā)展，對傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機性能提高技術(shù)的日新月異，新的汽車驅(qū)動的模式和相對應(yīng)的技術(shù)也推動著汽車行業(yè)的變革。新的知識需要在傳統(tǒng)的課程中得以體現(xiàn)，現(xiàn)代化的教學(xué)模式和新一代青年人的思想精神也使得高校的 課堂越來越豐富和成果越來越顯著。該文對今后《汽車發(fā)動機原理》教學(xué)模式的思考和探索具有積極的意義。

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