发动机原理课程教学方法探讨

郑焱　张丹　崔伟　韩冰源

摘 要： 从发动机原理课程教学特点及存在问题入手，结合车辆工程专业的实际情况和特点，从教学内容、教学手段、课程考核方式等方面探索适应本课程特点的教学方法，为后续的课程教学改革提供一定的参考和依据。

關键词：车辆工程；发动机原理；仿真教学；考核模式

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2016）04-0119-03

发动机原理是我校车辆工程专业的核心基础课程。该课程以汽车发动机的动力、经济和运转性能为研究对象，通过分析发动机工作过程的各个阶段，从中找出影响性能的因素及提高性能指标的一般规律，是本科毕业生从事汽车相关设计、制造和技术开发工作的技术基础。近年来，汽车行业在飞速发展的同时，也对发动机的性能指标提出了更高的要求。作为汽车相关专业的一门传统学科，发动机原理已有几十年的课程教学历史，在这几十年中，无论是教学内容还是方法都发生了巨大的变化，面临诸多新问题。[1-2]为适应新时期社会和企业对人才的要求，研究发动机原理课程教学模式改革，提高教学效果，一直是课程主讲教师亟待解决的问题。

1 课程特点及存在问题

发动机原理课程建立在多门基础课程之上，具有内容广、知识点多而且更新快的特点。[3]与学生已经学习过的汽车构造等可借助模型进行直观教学的专业课不同，该课程的理论性很强，要求学生具备扎实的工程力学、数学和热力学等方面的知识。以第一章发动机的理想循环为例，该章节既涉及热力学公式的推导，也包含了气动公式和性能指标关系式的计算。由于理论知识不能得到直观的体现，这导致多数学生在学习中感到比较吃力，任课教师运用传统的教学方法也难以获得理想的教学效果。结合本人在授课过程中的体会，目前发动机原理课程教学的主要存在以下几个方面的问题。

1.1 教材内容相对滞后

近年来，随着社会对节能减排要求的日益提高，现代发动机技术也在高速发展，现有的教材内容滞后于这些技术发展，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，影响了学生对发动机领域最新知识的掌握，课本所学内容和社会实际脱节，严重影响了学生的学习积极性，同时，也给其日后的工作带来不便。为了提高教学效果，培养出能适应社会需求的人才，必须对教学内容进行及时更新。

1.2 教学手段不够丰富，学生缺乏积极性

目前，这门课程的讲授主要采用的是板书加PPT的方式，师生间缺乏互动，学生处于被动学习地位，积极性不高。相对单一的教学方式，一方面，影响了学生对专业知识的接受；另一方面，也影响了对学生创造性思维的培养。虽然在课件中嵌入发动机在换气、增压、点火、燃油喷射等过程的动画视频能够有效的增加学生对发动机工作过程的理解，但对于发动机原理这门课而言，更重要的是让学生知道如何通过调整发动机参数来实现性能的优化，这就需要通过各种灵活的手段[4]来辅助教学。

1.3 理论教学和实践教学脱节

发动机原理是一门实践性较强的课程，理论教学应当与实践教学相结合。实践教学也是这门课程的一个重要环节，主要体现为发动机的性能实验教学。受到实验设备和教学资源的限制，目前该课程多采用传统的教学模式，先进行理论教学，后进行实践教学，理论教学时教师只关注对理论知识的讲解，实验教学时教师只注重实验操作方面的训练，两者没有有机结合，造成了理论与实践脱节，严重影响了教学效率和效果，不利于培养学生把知识和技能相结合的能力。

1.4 考核方式未能体现学生综合能力

作为典型的考试课，发动机原理课成绩评定采用的是期末考试成绩为主，平时成绩为辅的方式。这种考核方式导致部分学生平时不认真学习，期末考试前集中突击，形成了为考试而学习的不良氛围，有的学生平时听课很认真，但考试未发挥好，仅通过一次考试不能反映学生的真实水平。而平时成绩评定过程中也经常出现学生上课替答到、作业抄袭等不良现象，严重影响了学习效果和学习热情。为了保证教学效果和学生积极性，有必要建立多元化和全程化的考核方式。

2 教学方法的改进建议

2.1 优化和完善教学内容

当前形势下高校专业课学时呈现出不断缩减的特点[5]，为了保证在有限的时间内取得良好的教学效果，在教学中应当本着学以致用的原则对教学内容进行对其删繁就简，以课本中化油器式混合气形成这一节为例，由于我国早已完全停止生产化油器式发动机，可以完全删除这一节的内容，这样，一方面，减轻了学生的学习负担；另一方面，也为教师讲补充讲解发动机最新技术腾出时间。为了体现教学内容的与时俱进，教师应当密切关注发动机技术的发展动向，并把新技术同发动机原理的基础理论结合在一起。例如在讲解发动机工作循环时，可以适当的对马自达最新开发的蓝天创驰技术进行介绍，让学生了解阿特金森循环的同时，也加深了压缩比等参数对发动机性能影响的理解。随着轿车在家庭中的普及，学生对汽车的熟悉程度也逐渐提高，可针对一些具体车型对发动机的可变气门正时、缸内直接喷射、涡轮增压等新技术进行讲解，在完善教学内容的同时，把授课内容和实际相结合，提高学生的学习热情，拓宽学生的知识面。

2.2 引入仿真教学

由于这门课程比较抽象，涉及公式参数众多，单纯的数学推导并不能让学生真正掌握理论知识，而且不利于学生创新意识的培养。如果将发动机仿真技术引入课堂教学，教师可通过发动机模型构建和参数输入加深学生对发动机工作过程和计算公式的理解，在此基础上进行性能仿真分析，增加了教学的直观性。这比单纯的数学推导更加形象具体，便于学生理解和记忆知识点，有利于提高学生的学习积极性。此外，仿真教学可以让学生自主地进行发动机性能优化设计，参与到教学过程中来。通过仿真分析和性能优化，学生对发动机的详细构造，各系统参数及其对发动机性能的影响有深入地了解，在提高课堂教学效果的同时，也培养了学生的科研创新能力。

2.3 理实一体化教学

理实一体化教学是一种融理论教学和实践教学为一体的教学方法，针对发动机原理课程直观性、实践性较强的特点，这种教学方法是当前课堂教学的较好模式。理实一体化教学将上课地点由普通教室转到发动机实验室，将实验教学和课堂多媒体教学有机的结合在一起。这就要求教师对课程教学内容进行分析总结，确定完成某个实验所需的理论知识，在此基础上将实验技能和理论知识相整合。以发动机负荷特性这一章节为例，传统的教学是把负荷特性曲线定义和负荷特性实验分开进行，在理论教学中，学生对负荷特性曲线的制取及其所带表的含义并不能充分理解，而在实验教学过程中教师和学生关注的也仅是实验操作和数据采集的顺利完成，未能达到理想的教学效果。在理实一体化教学过程中，教师可在讲解完负荷特性定義后进行负荷特性的实验演示，接着在学生操作过程中现场讲解负荷特性曲线制取以及相关参数的含义，最后通过对特性曲线的分析，可帮助学生深入理解发动机相关特性。

2.4 完善课程考核方式

传统的考核方式主要考查学生对知识点的记忆情况，不能体现学生的综合能力。针对这一问题，课程考核方式应从考核“学习成绩”向评价“学习成效”转变，引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”转变，增强学生学习的主动性[6]，提高学生的学习能力和实践能力。结合这门课程的特点，可以采用“N+2”多种模式相结合的考核方式。考核的总成绩大致分布如下：平时成绩占总成绩的10%；实验成绩占总成绩的15%；大作业占总成绩的15%；期中考试占总成绩的10%；期末考试占总成绩的40%，其中实验成绩应达到及格方能参加期末考试。平时成绩主要考查的是学生的学习态度和平时作业完成情况。实验成绩主要考核的是学生的实践能力和对实验现象的分析能力。大作业主要考查的是学生理论联系实际的能力，可以让学生针对某些车型中所用的发动机技术写一篇论文，主要内容包括新技术的理论分析、新技术的结构及工作原理、该技术对发动机的性能影响分析，学生要顺利完成论文，就必须查阅相关资料，在弄懂现有结构并知道其原理的基础上再结合实际融会贯通。采用“N+2” 的考核方式，能够实现考核方式的多元化和全程化，保证了考核结果的客观性和全面性，一定程度上提高了学生学习的内在积极性。

3 结 语

课程教学方法改良是高等教育综合改革的重要组成部分，是提高教学效果的的有效途径。本文从发动机原理课程教学特点及存在问题入手，结合车辆工程专业的实际情况和特点，探索适应本课程特点的教学方法。通过优化和更新教学内容、引入仿真教学和理实一体化教学、“N+2”考核方式等方法的有机结合，使课程教学效果达到一个新的水平，同时，也为后续的课程教学改革提供一定的参考和依据。

参考文献：

[1] 刘克铭，梅爽，王大勇.《发动机原理》课程建设的思考[J].管理观察， 2011（9）：112.

[2] 苌转，吴净.基于能力培养的《内燃机原理》课程教学模式改革[J].科技创新导报， 2015，12（15）：145-146.

[3] 武和全， 李岳林， 薛盈盈，等. 发动机原理课程教学改革的探索与实践[J]. 中国科教创新导刊， 2011（16）：62-63.

[4] 侯军兴，文振华.基于仿真技术的汽车专业课程教学研究与实践[J].新课程研究（中旬）， 2015（7）：17-18.

[5] 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.

[6] 谭宏斌， 郭从盛， 马小玲. 西部地方高校"卓越工程师"的实现途径[J]. 黑龙江教育（高教研究与评估），2011（8）：48-49.

责任编辑 祁秀春