中职学生案例教学法实践——以“汽车发动机高温下启动困难”为例

张立俊

保山中等专业学校 云南省保山市 678000

《汽车发动机构造与维修》是中职学校汽车运用与维修专业的一门主干课程，要求学生掌握汽车发动机拆装、故障诊断和排除的基本理论和技能，并能够理论联系实践，将知识应用到实际中。汽车发动机在实际工作中会出现各种各样的问题，故障的诊断和排除是学生学习难点也是教学难点，而案例教学法会给教师的教学及学生的学习提供一个很好的启示。案例教学法是一种以案例为基础的教学法(case-based teaching)，案例本质上是提出一种教育的两难情境，没有特定的解决之道，而教师在教学中扮演着设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论，不像传统的教学方法，教师扮演着传授知识的角色。具体实施过程中将案例运用于教学，通过教师展示案例，组织学生讨论案例，教师归纳提练，学生最后演练拓展实现其教学目标。

针对中职汽修专业学生的特点，笔者选择具有典型意义的“汽车发动机高温下启动困难”为例介绍案例教学法在教学中的具体实施。

1 案例展示

一台2008年的1.6L POLO轿车请求帮助，该车经常在高温下启动困难。

故障现象：夏天经过太阳暴晒后启动困难，有时候要启动2、3次才能成功，平常停车24小时好启动，系统无故障就是怕太阳暴晒。

2 学生自主查找资料寻求解决方法

针对汽车故障现象，教师只提出问题，让学生自己查找资料寻求解决方法，给学生2至3天时间，要求每个同学都要查找资料，下次上课时作为成绩考核用。中职学生惰性强、不好动脑筋、怕主动学习，但动手能力强，针对这种情况我先提出问题，让学生自己查资料寻求答案；以问题为导向，激发学生的学习兴趣。

3 分组探讨，形成初步解决方法

任务完成后，在上课时对学生进行现场分组讨论如何解决问题，形成小组方案。

4 教师给出相关资料，学生学习后讨论，进一步完善方案

小组讨论结束后，教师分析汽车故障，给出资料先让学生自主学习，然后教师剖析讲解，最后学习小组对之前的方案进行修改。

4.1 教师对汽车故障进行分析

根据汽车故障现象可以判断汽车发动机点火系统应该无故障，不可能是燃油混合比不对、火花塞无火或火弱、蓄电池电量不足、点火时间不对、气缸压力不足、排气口和消声器积炭过多或堵死等问题，因为汽车平常是能够正常启动的。影响汽车发动机启动的另一重要原因是“可燃混合气浓度过浓或过稀”，可燃混合气浓度过稀也不可能，因为汽车在正常情况或早上天气冷的情况下也能正常启动；最后就只剩下可燃混合气浓度过浓的可能了。现代汽车发动机电喷系统由电子控制单元ECU控制将适量的燃油喷入各进气歧管或进气总管形成合理的混合气浓度，从源头上不会产生过浓的混合气，由可燃混合气浓度过浓产生的前提是汽车发动机在太阳下暴晒之后，可以推断可燃混合气产生过浓的原因在进气管上，而进气门到节气门之间的进气管上导致产生浓混合气的来源只有一个，那就是活性炭罐吸附的汽油蒸气，控制汽油蒸气进入进气管的是活性炭罐电磁阀，活性炭罐电磁阀出问题就可能导致混合气浓度过浓。因此，认识了解活性炭罐电磁阀的工作原理就成为解决问题的关键。

4.2 将学习资料给学生让其学习、讨论，教师剖析问题做引导讲解

要学习了解汽油蒸气是如何从汽油箱通过活性炭罐、活性炭罐电磁阀进入进气管又进入气缸燃烧的过程，就必须从燃油蒸发控制系统（EVAP）说起。

汽油是极易挥发的，油箱内的压力会随着挥发越来越大，为了不至于造成危险，早期人们把油箱盖做成泄压阀形式的，当油箱内压力超过一定值后泄压阀打开，汽油蒸气直接被排放到大气中。在现在看来是一种浪费行为，也对环境造成污染，于是就出现了燃油蒸发控制系统（EVAP，从1995年起我国规定所有新出厂的汽车必须具备此系统）。

EVAP控制系统

燃油蒸发控制系统（EVAP）能够存储燃油系统产生的燃油蒸气，阻止燃油蒸气泄漏到大气中，同时将收集的燃油蒸气适时地送入进气歧管，与正常混合气混合后进入发动机燃烧，使燃油得到充分利用。现在基本上采用发动机控制模块（ECU）控制燃油蒸发系统。目前常见较简单的燃油蒸发控制系统主要由燃油箱、活性炭罐、炭罐控制电磁阀等组成，能够精确地控制燃油蒸发流量。活性炭罐是燃油蒸发系统中贮存蒸气的部件，活性炭罐的下部与大气相通，上部有接头与油箱相连，用于收集和清除燃油蒸气。中间是活性炭粒，它具有极强的吸附作用。燃油箱内的燃油蒸气，经油箱管道进入活性炭罐后，蒸气中的燃油分子被吸附在活性炭颗粒表面，活性炭罐有一个出口，由软管与发动机进气歧管相连，软管的中部设一个活性炭罐电磁阀（常闭），以控制管路的通断。活性炭罐电磁阀是控制燃油蒸气进入气缸的开关，在发动机工作正常的情况下，发动机控制模块（ECU）会通过给炭罐电磁阀通电，电磁阀打开让汽油蒸气进入进气岐管；而活性炭罐电磁阀在发动机不工作时是常闭不打开的，这时油箱里的燃油蒸气只会被活性炭罐里的活性炭吸收。

4.3 学生各组对之前的解决方案进行讨论修改，形成最终结论

5 各组陈述看法

各组选一名代表陈述本组对问题的看法及解决方案。教师对各组的情况记录并作出评价，激发学生的团队协助精神。

6 教师总结、相关拓展

6.1 教师总结

通过对汽车发动机故障分析和相关知识讲解，可以判断出造成混合气浓度过浓的原因就是活性炭罐电磁阀坏了。由于高温，汽油不断的气化，汽油蒸气到达碳罐，如果不启动发动机，电磁阀是闭合的，汽油蒸气就一直存储在碳罐里，而如果电磁阀损坏（常开），这样汽油蒸气就不断的顺着管子到达发动机进气歧管，在进气管不断汇集，启动发动机的时候电子控制单元ECU又无法检测进气歧管内已有了较多的汽油蒸气，还是正常喷油，当然就会造成混合气过浓而启动困难，太阳越暴晒、气温越高汽油蒸气就越多，混合气浓度当然就越浓启动也就越困难。

解决方案：更换活性炭罐电磁阀。

6.2 拓展训练

针对活性炭罐电磁阀损坏的问题，我们既要解决问题又不更换零件，可以解决吗？引导学生从进气总管解决，让学生思考、讨论。

教师引导分析解决：现代汽车发动机是电喷系统由电子控制单元ECU控制各种执行器，所以可以采用不更换活性炭罐电磁阀来解决问题。将汽车点火开关打开到仪表灯亮ECU启动的状态，先不启动汽车，用脚空踩几脚加速踏板，让节气门打开几次，新鲜空气与节气门内的混合气融合使混合气浓度降低一些，此时由于未启动发动机，喷油器不会喷油也就不会形成浓混合气，然后启动发动机就能正常启动了。

6.3 知识拓展

与活性炭罐、电磁阀相关的故障及检查注意事项，见下图。

故障现象1：踩加速踏板汽车前后抖动，车内油味较大。

故障排除及检查注意事项：遇到踩踏板加速时汽车前后振动，且车内的汽油味比较大的故障，应检查炭罐系统中的管路是否破损。若破损汽油蒸气会沿着破损处直接排入大气中，造成车内汽油味大。而这时如果管路泄漏，就会造成进入发动机进气道的是空气而不是燃油蒸气，势必会造成发动机混合气过稀，从而导致不定时的汽车前后抖动的现象。

故障现象2：发动机怠速忽高忽低且加速无力。

故障排除及检查注意事项：如果发动机启动后，怠速时转速有规律地忽高忽低且汽车加速无力，应检查炭罐的空气入口及过滤网是否阻塞。若阻塞此时外界空气不易进入炭罐，罐内缺少新鲜空气，怠速时，在进气真空吸力的作用下，吸附在活性炭罐内的汽油蒸气被吸入进气歧管，使氧传感器检测到混合气过浓，于是发动机控制单元减少喷油量，此时可燃混合气的浓度随之减小，导致怠速变低；而随后，由于喷油量减小，氧传感器在下一循环又检测到混合气过稀，于是电脑又增加喷油量，导致怠速接着升高，因此便出现了怠速时转速有规律地忽高忽低现象。所以当出现这种情况时，就要及时检查炭罐的进气入口是否畅通。

活性碳罐蒸发污染控制系统

6.4 学生课后任务

课程结束后，布置学生任务：整理与活性碳罐及活性炭罐电磁阀相关的故障现象及排除解决方法。

7 教学实践反思

案例教学法是一种值得在中职学生学习中推广的教学方法，在这种方法下，教师能够实现教学相长，教师既是教学的主导者、引导者，又是学习的共同研讨者，会发现自己的弱点又会从学生信息里得到大量感性材料；学生被激发独立思考，小组讨论学习可取长补短，促进人际交流能力提高起到激励效果。在案例教学中，教师引导学生变重知识为重能力，重视双向、多向交流，师生共同讨论共同提高，学生之间讨论、学习、达成共识、总结等过程，激发、锻炼了学生的多种潜在能力，实现全面提高。

在运用案例教学法中应注意，讨论案例中教师要掌握会场、引导讨论方向，摒弃主观臆想成分，注重培养能力，不走过程、摆花架子；案例教学耗时多，选案例要精，组织要适度，办一次就要办出信誉、效果来；案例教学一定要在理论学习的基础上进行。

案例教学法并不是每个教学内容、每节课都能采用，它并不能替代传统教学方法。它只能在一些综合性强、开发性广的教学内容上使用，在教学中案例教学法只是一种辅助手段，是为了丰富和充实授课的理论和概念，能够增添知识性和趣味性，也可弥补传统教学法的不足。