《内燃机原理》课程教学的改革与优化

任成龙　王俭朴

摘要：《内燃机原理》是车辆工程、汽车服务工程等专业的主干课程之一，如何在教学过程中避免同质化现象，体现本校相关专业的定位及特色，是该课程教学要注意的重点内容。本文从教学内容的组织、教学手段的应用以及实践环节的建设三方面提出了改革的思路和方法，以提高《内燃机原理》课程的教学质量，激发学生的自主学习兴趣及增强学生的解决实践问题的能力。

关键词：内燃机原理；教学改革；优化方案

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0077-02

“培养适应当代社会主义建设需要、全面发展，并能获得工程师的基本训练的专业人才”是工科高等教育的专业培养目标，南京工程学院则是以培养“学以致用”的技术人才为目标，要求学生不仅要有较强的设计能力和工程实践能力，还应具备吃苦耐劳的敬业精神。

我院的《内燃机原理》课程以汽车发动机为研究对象，通过分析发动机工作过程的各个阶段中影响经济性、动力性和排放品质等性能的各种因素，从中找出提高发动机性能一般规律的一门车辆工程和汽车服务工程专业重要的专业课程。但目前《内燃机原理》课程教学同质化现象较为严重，在教学内容、教学方法上均没有体现出不同学校或专业的特色及差异。因此，为适应目标人才培养，提高教学质量，作为主干课程之一，《内燃机原理》课程教学有必要进行系统的改革与优化。

一、科学组织教学内容，激发学生学习兴趣

近年来，随着汽车工业的高速发展以及节能环保问题的日益突出，使得节能与新能源汽车的发展日新月异。而汽车的节能环保，与内燃机的动力性、经济性和排放性密切相关。对于我院的车辆工程专业，其定位于节能与新能源汽车方向，因此，在《内燃机原理》课程教学内容设置及教学过程中，除讲授传统的内燃机知识外，如何体现节能与新能源汽车方向的特点和地位，是需要重点考虑的内容之一，这样，才能使学生既能充分认识了解传统内燃机的重要性，又能有效结合自身专业特色，了解现阶段的汽车产业发展趋势和社会研究热点，以促进节能与新能源汽车的研究与发展。

同时，由于新的教育理念、办学思想、教育手段的引入，专业课学时被大大削减，因此，有必要对课程内容进行整合。课程内容整合的基本精神是“打破课程间的壁垒，注意知识的相互渗透和融合，减少重复，以有限的课程覆盖培养目标所要求的知识面”。我院的“内燃机原理”课程为32学时，课时相对较少，故将“工程热力学”相关部分内容整合到《内燃机原理》课程中，不做单独讲解；有关内燃机构造（即汽车发动机构造）的基本知识，因相关内容在汽车构造课上已经进行了讲解，故在《内燃机原理》课上也不再详细介绍。在本科《内燃机原理》课程中，应把内燃机性能作为一条主线贯穿于教学的全过程，而全部课程内容以围绕主线的三条支线：性能及其评价指标、性能的影响因素及提高措施和如何测量性能指标展开。

另外，专业及专业基础课教材的内容大多落后于本专业技术发展步伐，尤其是汽车领域，其各项技术的更新、改进速度非常快，教材的相关内容远远落后于技术的更新。因此，在本课程优化设计中，既要以教材内容的主线为纲，又要跳出教材内容的局限，实时补充新内容来进行教学。作为主讲教师，必须要站在学科的前沿方向，通过联系实际，将最新的理论讲解给学生，让他们能够更加深入地了解内燃机的性能及该领域的最新研究成果，大大激发学生的积极性和学习兴趣。

二、应用现代教学手段，提高课程教学效果

仅科学地组织教学内容还远远不够，还必须把相关知识有效地传授给学生。而传统的教学手段是粉笔板书，这种教学手段虽有它存在的合理性，但因专业基础课和专业课涉及到许多图表，用板书表达，一是困难，二是速度慢。因此，单纯靠粉笔板书的教学手段已经不能适应当前的专业课教学。

采用多媒体教学，既弥补了板书教学存在的不足，又可以把不同型号、不同结构的内燃机立体造型展现给学生，从而增强学生的空间构型能力，解决了因空间想象能力差导致教学内容难以掌握的问题；同时伴有动画或视频演示，更有利于学生掌握不同零件间的连接关系以及内燃机的内部运动机理，使之更深刻地理解内燃机的工作过程和原理；另外，多媒体课件的整体感官效果能增强课程教学的趣味性，非常适合专业课学时被压缩的这一现状。可大大提高课堂的教学效果。在教学过程中，还可以充分结合计算机仿真软件分析或建立仿真实验平台。

另外，对于内燃机原理这样理论性和实践性均较强的课程，应改变传统的“填鸭式”教学方式，而更多地采用“引导式”、“探究式”教学，教师用一定时间在课堂上进行师生之间的互动，以提高学生的主观能动性，故在教案设计上增加一些互动内容，或增加实物和现场教学，这也是需要考虑的。

三、改进实验设备和内容，加强实践教学环节

《内燃机原理》是一门理论性、实践性和应用性都非常强的专业课，所以，在对内燃机理论教学加强的同时，必须使实践性教学环节加大重视。

（一）建设专业的内燃机实验室

要想使实践教学达到较好的效果，首先要有配套的专业实验设备和合适的实验室。我院重点对汽车发动机性能实验室进行设计建设。要做发动机性能检测的实验，汽车发动机性能实验室是其基础条件。而建设实验室则需要以下要求：保证安装在试验台上的发动机可以模拟实际情况；为检查、检测、调整发动机提供方便；扩宽其适用范围，从而完成对各种机型的实验；当然还要有良好的消音、消烟设施，也要有良好的通风条件和隔振能力，更好地完善实验人员的工作条件。

在满足上述要求的基础上，我院还引进了定制的柴油机—汽油机组合性能试验台装置以完成汽车发动机性能的试验，该装置需要用柴油机或者汽油机进行测验实现具体测试。该试验台也可通过对发动机各项性能指标与参数特性的测定实验，让学生更好地了解内燃机性能指标的测试和调整方法，并具有初步分析内燃机性能影响因素的能力，也能够对不足的地方提出方法和措施。

（二）改进《内燃机原理》的课程实验

《内燃机原理》课程实验教学要想充分发挥实验室现有设备的最佳性能，就要对原有的课程内容进行改进，主要包括以下两个方面：

一方面要注重改进实验项目的内容。实验的目的不仅仅是让学生进一步验证所学知识并加以巩固，还应该让他们通过实验掌握正确的方法和操作技能，达到真正提高科学实验能力的目的。以前，实验设备的不够完善导致教学过程中只能安排少量的验证性实验，对所学知识的验证与巩固无疑是有好处的，但是单纯地靠已知的实验结果不能激发学生思维的创作性，也不能充分调动学生的积极性，难以发挥他们的主观能动性和创作性。因此，要想提高该课程的教学效果，就必须转变当前的思想观念，将验证性实验逐渐变革成综合性、设计性的实验，鼓励学生亲自动手，亲自通过实验实现对工程现象的深入了解，寻求最合理的解决方法和途径。如发动机负荷特性设计性实验，先让学生仔细阅读相关的实验指导书和实验设备的使用说明，然后结合课上讲解的相关理论知识，通过自主设计实验方案，实现最终实验。通过实验，真正地掌握发动机功率实验常用的仪器设备的选择、操作、使用方法以及发动机功率、扭矩、转速和有效油耗率的测量方法；学习绘制、分析发动机运行特性曲线，并通过分析运行特性曲线评价发动机在不同转速下的动力、经济等性能，为合理选用发动机提供依据。这样，通过对实验过程的观察、记录、计算、分析，不仅开拓了学生的思路，提高了学生对实验课的兴趣，还培养和锻炼了学生的动手操作能力，使学生的素质得到全面又系统的培养。同时，在实验成绩的考核方面，第一，应增加实际操作能力的占分比例；第二，为避免实验报告的抄袭或雷同现象，可针对实验报告进行集体汇报、答辩、总结与讲评。

另一方面是实践教学环节的加强。除了对实验项目的改进外，还应该把内燃机原理课程的实践教学与其他课程，尤其是汽车构造的实验课程和汽车的拆装练习等实践教学环节紧密的结合起来。通过让学生拆装不同类型、各种型号的内燃机，使学生更为直观地了解内燃机的具体构造，进而增强学生对书本知识的理解和认识。

同时，理论课程的教学不应局限于教室，还应该注重学生拓宽思路的引导，日常生活学习中注意观察，通过平时的实际观察与所学理论知识相联系，让学生的感性认识得到有效增强，从而提高课堂的教学效果。此外，还可以与毕业设计相结合，让学生在教师指导下进行内燃机热力过程数值仿真和燃烧放热率仿真等上机实践，深化对理论的认识。

总之，在内燃机原理课程教学过程中，要充分利用“无形”的现代教学手段，有效结合“有形”的实践教学环节，理论与实际相联系，让学生的知识面得到扩大，同时加强对学生实践动手能力的培养。

参考文献：

[1]侯小梅，刘建勋.对“汽车发动机原理”课程设计优化问题的思考[J].重庆交通大学学报（社科版），2008，8（3）：131-134.

[2]郑清平，黎苏，张铁臣.“内燃机原理”课程教学探讨[J].中国电力教育，2010，（13）：90-91.

[3]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，（15）：145-146.

[4]许翔，姜大海，安相璧，等.内燃机原理实验教学的改革[J].军事交通学院学报，2014，16（1）：83-85.