《发动机原理》课程的教学改革与探索

石秀勇　倪计民　邓俊

摘要：结合作者担任车辆工程（汽车）专业本科课程《发动机原理》教学工作的多年体会，本文探讨了在“卓越工程师”培养理念下如何改善教学效果和教学质量的方法和途径。

关键词：发动机原理，教学质量，互动性，综合评价，企业旁听

中图分类号：TK401-4

对于研究型大学人才培养而言，“实施精英教育、培养精英人才”是时代发展提出的新要求[1]。温家宝总理曾在政府工作报告中指出，强国必先强教，只有一流教育，才能培养一流人才，建设一流国家；要解放思想，大胆突破，勇于创新，鼓励试验，对办学体制、教学内容、教育方法、评价制度等进行系统改革[2]。在同济大学“卓越人才”的培养理念下，汽车学院本着培养“卓越汽车工程师”的前提，开展了一系列“卓越课程”的教学改革工作。《发动机原理》是车辆工程（汽车）专业非车用动力方向的专业限选课。本文结合近年来作者围绕本科生专业课所进行的教学改革，对《发动机原理》课程的教学内容和教学方法改革进行了初步探索和实践。

1.课程特点与挑战

1.1课程特点

作为汽车学院车辆工程（汽车）专业的核心专业课之一，《发动机原理》主要讲述车用内燃机工作循环、性能指标，以及车用内燃机（包括点燃式汽油机和压燃式柴油机等）的混合气形成及燃烧、有害物排放控制和性能优化等基本理论和工程技术。其理论性较强，且需要听课对象应修过《发动机构造》和《工程热力学》等前期课程。

1.2课程遇到挑战

在多年的课程教学中，作者所在教学团队也逐渐遇到一些问题和困惑，主要体现在：

（1）课时逐渐减少。在上世纪90年代，许多高校的“发动机原理”课程（或“汽车内燃机原理”课程）的学时数都在80学时（含实验）左右；后来由于逐渐采用通识教育模式，专业课的课时不断减少，我校目前已减至34学时。

（2）课时减少但内容增加。主要因为经典的基本理论要延续，且必须夯实；但实际工程中的科技进步日新月异，我国汽车技术水平在近十年内跨越了国外二十年的历程，在课程中如不及时反映也会脱离实际[3]。同时，学生对新事物和新技术的求知欲望很高，如果仅限于讲授基本理论，他们的听课和学习兴趣不高。

（3）目前国内外教科书都不同程度地存在内容偏旧、更新速度慢等问题[4]，仅靠参考其他教材（包括国外最新教材）来更新我们的教学内容，已无法满足实际教学要求，必须进行相应的教学内容和方法的改革与探索。

2.课程的教学改革与实践

2.1授课内容的精简与更新

2.1.1教学内容的合理安排

针对课时减少而内容不减反增的情况，合理精简教材内容，根据实际发展补充相关新内容是十分必要的。例如，汽油机的混合气形成方式是《发动机原理》课的重要内容，它对汽油机的动力性、燃油经济性和污染物排放等性能有重要影响。车用汽油机自产业化以来，一直沿用文丘利管原理的化油器作为燃料雾化手段；20世纪80 年代末开始，由于电子控制技术的应用和降低排气污染的社会需求，国外开始采用进气道燃油喷射（PFI）技术，并停止了化油器式发动机的生产；20世纪90年代中后期，国外为提高汽油机的燃油经济性而开始采用缸内直喷（GDI）技术，但直到目前为止大部分生产和使用中的车用汽油机仍以采用PFI方式为主[3]。针对这种状况，作者所在教学团队在近几年的讲课内容中，大大压缩了化油器的内容，转而以PFI技术为主，并提高GDI内容的比例，受到学生的欢迎。

2.1.2教学内容体现与时俱进

近年來，随着社会对节约能源、减少排放等要求的日益提高，现代发动机技术也得到了突飞猛进的发展。现有的教材在内容上与这些新技术还有一定的滞后，因此，在本课程的教学内容上及时补充一些发动机的最新技术进行讲解，体现教学内容的先进性。例如，增加了现代发动机的一些最新燃烧技术（如分层稀薄燃烧、均质压燃HCCI发动机）、可变进气技术（可变进气管、VVT/VVL）等进行讲解。

2.2教学方法与手段的丰富[5]

2.2.1教学方法上推行研究型教学模式

为了增加学生学习的主动性，采取了灵活多变的教学方法，如分组讨论、问题引导、现场教学等方式。例如针对发动机的一些新结构或者新技术展开讨论与交流，有兴趣的同学也可以自己动手设计或者改进发动机某些部位或机构的设计，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。已有多名学生因此受益，而申请到上海市或国家的大学生创新项目。

2.2.2教学手段上多种方式相结合

在课程教学手段上，采用了多媒体教学、现场教学以及网络辅助教学相结合的方式，使课堂与现场、课内与课外、理论与实践有机融合，提高教学效果。如燃料燃烧的过程、涡轮增压机的工作过程等，可以采用多媒体动画演示，以其鲜明的画面、逼真的色彩以及生动形象的动画或影像再现汽车发动机各结构及其工作过程，充分调动了学生的视、听等感官，使学生可以更直观地理解和掌握汽车发动机基础理论知识，激发学生学习兴趣。

2.3 考核方式体现对学生的综合能力评价

为了鼓励学生自学、实践与创新和参与教学的主动性，本课程在考核方式主要体现对学生综合能力的评价，采取注重平时的多种考试考查相结合的方法。考核的成绩分布大致为：平时成绩占10%，课后实践作业成绩占30%，期末笔试成绩占60%。平时成绩主要是考察学生的学习态度和平时表现。课后实践作业成绩主要是考核学生的实践能力，针对发动机原理课程的相关理论知识点，将全班同学分成不同的小组，根据兴趣自由组合共同完成一个主题。期末考试主要还是闭卷考核学生通过该门课程的学习，对课程教学大纲规定的教学重点和难点的掌握情况以及综合分析问题的能力。

结语

《发动机原理》是一门原理性课程，其理论性较强。在当前“卓越课程体系”建设、面向工程教育认证的大环境下，合理精选课程内容、丰富教学方法和手段、综合考评学生能力等教学改革措施的实践，可以逐步改善教学效果提升教学质量。同时，为了克服仅仅是“纸上谈兵”，内容理解不够深刻，在我院与上海大众联合培养卓越工程师的背景下，引入企业技术人员到课堂旁听，不但能够提升企业人员的理论水平，同时还可以结合实际生产给学校的学生带来实际的技术场景。

参考文献：

[1]张建华.关于教学研究型大学精英人才培养的思考[J].教育探索，2008，（7）：23-24.

[2]田清雅.打造一流教育建设一流国家——解读温家宝总理的教育情结[J].学周刊A版，2010，（9）： 198-199.

[3]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[J].中国大学教学， 2010 （4）： 55-57.

作者简介：石秀勇，男，1979.03，山东，研究生，同济大学汽车学院，研究方向：汽车发动机节能减排科研及教学