面向新时代的车用替代燃料技术及评价课程教学方法改革实践

胡志远

（同济大学汽车学院 上海 200082）

为贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会的重要举措，深入贯彻全国教育大会精神和《中国教育现代化2035》，教育部与2019年10月发布了《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》并提出要全面提升课程质量，以质量为导向建设新课程。在政府如今大力提高大学课程质量的背景下，针对新兴学科的教学方法进行一定的改革符合社会潮流同时也对学生更加负责。笔者以拓展研究生视野、提高研究生认知为思路，教师讲课与学生知识分享相结合，探讨新兴课程的教学方法改革思路与模式。

1 课程背景介绍

我国正大力发展天然气、甲醇、乙醇、生物柴油等车用替代燃料。其中，天然气汽车已覆盖全国；乙醇汽油在十一省市推广使用，计划到2020年在全国基本实现全覆盖；甲醇汽油也在山西等五省市试点；生物柴油在上海已进入中石化的产品销售体系，混合动力、电动汽车、氢能等新能源汽车的研发成为各大车企的重点。因此，培养我国新能源汽车的研发人才是一个十分紧迫和重要的任务。本课程面向不同专业基础、不同研究方向、不同学院的硕士研究生，讲授包括各种车用替代燃料的理化特性、替代燃料汽车的特点、关键技术、应用现状、存在问题和发展前景、生命周期评价方法，由于学生专业不同，对车用替代燃料技术及评价的了解程度不同，因此本课程需要对传统教学方法进行一定程度的改革，使得各专业的学生都能对替代燃料技术路线获得一定的认识和理解，拓展其专业视野，提高人才培养的质量，全面提升学生综合素质。

2 教学方法改革内容

2.1 教学内容紧跟热点，不断更新

目前国内外针对天然气、醇类燃料的教学内容主要集中在天然气的开采及运输、醇类燃料的生产等方面，例如《采气工程》、《天然气集输工程》、《甲醇生产工艺》、《合成乙醇》、《醇燃料与灵活燃料》等；针对汽车发动机的教学内容主要集中在发动机的构造、原理等、例如《柴油/天然气发动机构造与检修》、《高等内燃机学》、《燃烧学》、《生物柴油发动机燃烧与排放基础》等；其中部分教学内容已逐渐脱离绿色、清洁、可持续发展的要求。

为了缓解日益增长的石油进口依存度，添补车用替代燃料技术教学内容的空缺，培养我国新能源汽车研发人才，本课程内容紧跟国家发展的战略要求，近年来，天然气汽车已覆盖全国，乙醇汽油已在十一省市推广使用，并计划到2020年在全国基本实现全覆盖，甲醇汽油已在山西等五省市试点，生物柴油在上海已进入中石化的产品销售体系。因此，本课程选取了天然气、甲醇、乙醇、生物柴油等替代燃料作为课程的重点内容之一，详细分析了替代燃料的理化特性、材料兼容性以及实车的动力性、经济性、排放特性，并针对不同的替代燃料的特点介绍其存在的问题、应用现状和发展前景。结合《国家节能与新能源汽车技术路线2.0》的发展趋势，详细介绍了混合动力汽车、燃料电池汽车、纯电动汽车等非替代燃料形式新能源替代动力汽车的关键技术。

图1：课程内容

为了培养学生可持续发展的理念，使其理解环境保护和可持续发展对于内燃机产业发展的重要指导意义，除了替代燃料与替代动力本身外，教学内容中还增添了替代燃料与替代动力的全生命周期评估，介绍了车用燃料生命周期的概念、评估方法、以及典型替代燃料生命周期影响评价结果，并针对这些燃料的生命周期进行了改善分析。课程内容的概要如图1所示。

教师讲课与学生讲课相结合的方式，如下图所示。

图2：课程安排图

本课程在教师讲课的基础上安排一定课时让每一位学生进行课堂展示。由于本课程学生来自于多个工科，因此课堂展示的内容要求学生找到自己所学专业与本课程的交叉部分进行自主学习并交流展示。通过此方式让学生不仅仅在课堂上学习在课下也需要积极主动的学习。课堂展示后教师和学生会对展示内容进行提问，考察展示同学知识掌握水平的同时提升同学的课堂参与性。

2.2 考核方式多样化

目前大学教育的教学考核方式较为单一，普遍采用期末考试分数的评定方式。考虑到学习本课程的学生来自于不同专业，拥有的学科基础差异较大，因此通过一次考试来决定成绩的方式不能反映出学生的学习情况及综合素质。同时考虑到替代燃料技术及评价是一门新兴学科，与课程相关的知识也在不断发展，因此仅通过考试很难覆盖的课程的知识面与前沿内容，对此需要对课程进行考核方式的改革。针对以上问题，本课程建立了多元化的考核模式，最终成绩评定基于出勤情况、期末大作业以及期末课堂展示，如下图所示。

图3：成绩构成图

2.3 教学方式灵活多样

如今大学教学方式较为单一，多为教师只讲而学生只听的方式，往往学生课堂参与度不高，教师与学生间脱节严重，不利于学生学习。针对以上问题，本课程改革采取了本课程取消了传统的考试成绩，通过大作业及课堂展示的方式体现学生的综合能力，防止学生落入应试教育的被动学习模式中。增加出勤情况能更好的督促学生按时参与课堂，避免学生出现翘课等情况。

3 改革实践的几点建议

（1）教材采用案例式教学。大多数选修课程教材内容只按照知识的逻辑关联性进行编写，导致很多时候学生难以理解知识点间复杂的内在联系。当教材以案例教学的形式进行组织，通过一个实际的工程案例如设计一款天然气发动机，使学生理解天然气的哪些特性影响了发动机的结构和功能。在案例讲解的过程中，详细分析这些特性的作用原理和解决思路，使学生不仅能掌握设计的结果，也帮助学生建立初步解决工程问题的思维方式。教材案例的选择要有针对性，要能体现出所研究的问题。

（2）在课程的不同章节设计与课程内容相关的平时成绩考核方式，削减期末考核在学生总成绩中的比重，让学生在平时的课堂教学中积极活跃起来。统计每位学生的平时分，分数高的人越多，说明这样的成绩评定方式越有效。

（3）利用现代互联网平台，如腾讯会议软件、ZOOM和MOOC等大型线上平台组织在线讨论和答疑，丰富老师与学生，学生与学生之间的沟通渠道，老师可以就课堂上的难点与学生进行探讨，学生可以利用线上平台提出问题，提交作业等，通过现代信息技术使得课堂教学与学生的学习活动更加科学、高效和开放。

4 结语

车用替代燃料技术及评价是一门基于车用替代燃料，探索新能源汽车发展路线的新兴学科，通过对传统大学教育中教学与考核方式存在的问题深入分析，提出适合该课程的改革方法，跟随热点问题不断更新教学内容，采用教师讲课与学生讲课相结合的方式提高学生的积极性，取消传统的考试成绩，通过大作业及课堂展示的方式培养学生的综合能力。同时在改革实施的过程中意识到结合案例教学和现代化信息技术对课堂教学的促进作用。这些也是今后课程改革中需要关注的重点。