“发动机原理”混合教学模式中融合课程思政的教学探索与实践*

彭才望 ，孙松林 ，唐琦军 ，蒋 蘋 ，肖名涛

（湖南农业大学机电工程学院，湖南 长沙 410128）

1 研究背景

自《教育信息化2.0行动计划》提出要积极推进“互联网+教育”以来，教育信息化成为高校教学改革的一个重要方向[1]。随着5G网络、人工智能等信息化技术迅速发展，信息技术手段与课程教学深度融合，成为高等教育教学的一种必然趋势[2-3]。相比于传统的课堂教学模式，基于信息化技术的混合教学模式，突破了传统的教学时空限制、转变了教学范式、重构了课堂教学环境，激发了学生学习热情[4]。混合教学模式除了狭义上的线上、线下教学混合，也包括基于网络教学平台、微信公众平台、超星学习通、翻转课堂、慕课等多样化信息化手段的混合式教学过程[5]，转变了教师与学生的角色，教师起到引领与指导的作用，课程资源共享，激发了学生自主学习积极性。

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要用好课堂教学这个主渠道，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。[6]针对当前课程思政教学实践中“思政教育”与“专业教育”之间存在“两张皮”的现象[7]，用好课堂教学这个主渠道，以“课程思政”为引领，挖掘与引导专业知识中的思政元素，帮助学生形成正确的价值观、人生观、世界观，提高道德修养以及对本专业的归属感和认同度，促进身心健康发展，落实立德树人的根本任务。

因此，课题组以“发动机原理”课程为例，充分利用微信公众平台、网络教学平台、超星学习通等信息技术工具融合课程资源、网络资源等，构建混合教学模式[8-9]，提高学生的学习热情。同时，结合湖南农业大学机电工程学院车辆工程专业与农业机械化及自动化专业的教学实际，深挖思政元素，有机融入“发动机原理”课程教学目标、内容、活动以及评价之中，理实结合，推动专业教育与思政教育协同发展，在混合式教学过程中创新课程思政实施模式，提高学生的政治素养与专业素养。

2 混合教学模式融合课程思政设计

2.1 混合教学模式

“发动机原理”课程建设团队由5名专任课教师组成，其中1名教授担任课程建设负责人，基于专业建设情况与课堂教学环境对课程建设提出整体思路；另外2名副教授与2名讲师负责融合信息技术实施混合式教学，教学实践中不断提高课程育人质量并进行教学反馈评价。同时，基于信息化技术手段，课程建设团队积极开展课程思政设计与教学研讨，结合课程特点、思维方法和价值理念，系统化融合专业课程中的思政元素并对课程思政案例进行设计，重塑课程教学目标以及重构课程内容，以实现专业育人与思政育人的协同效应。

课题组以“发动机原理”课程为教学探索对象，线上教学主要依托网络教学平台、微信公众平台、超星学习通等教学平台，在课前、课中、课后设置与专业课程相关的教学模块，实现师生互动多角度、学生学习多元化，打破传统单一性的课堂教学，突出学生在学习中的主体地位与教师在教学过程中的引领作用；开展课程思政设计，开发课程思政资源，融合多维度的思政育人案例；基于信息化教学平台，组织学生个性化自学、小组讨论；聚焦专业课程中某一主题进行前沿分析、主题研究等，在提高学生专业知识的同时，培养学生道德情操、树立社会责任感。混合教学模式设计如图1所示。

图1 混合教学模式设计

2.2 课程教学目标

“发动机原理”课程是湖南农业大学机电工程学院车辆工程专业与农业机械化及自动化专业的一门专业必修课，通过教学，使学生掌握发动机的热力过程、热力循环、发动机燃烧过程、发动机特性及动力匹配等方面的专业理论知识，为后续学习提供理论基础。湖南农业大学作为一所涉农高校，肩负立德树人、强农兴农的使命。“发动机原理”课程中讲解的发动机是农业机械化作业过程中的关键动力装置，其对促进现代农业装备与技术发展具有举足轻重的作用。因此，在专业人才培养方案的指导下，以落实立德树人根本任务为出发点，培养知农爱农型人才，充分考虑农林院校学生的身心发展需要、社会发展需求以及农业工程学科发展需求。同时，洞察学情需求，有机融合专业教学与思政育人需求，确定课程的思政元素契合点，将其内涵意义深化，形成专业教育与思政教育深度融合的课程教学目标。具体课程教学目标，如表1所示。

表1 “发动机原理”课程教学目标

2.3 课程教学内容

“发动机原理”课程具有工科类专业课程的鲜明特色，如涉及发动机工作原理、燃烧化学、发动机特性规律、排放机理等内容，既包含部分机械结构动力学，又涉及热力学、燃烧化学等内容，抽象复杂，逻辑性强。因此，为形象展示发动机内部燃烧过程，通过教学视频、教学图片、教学动画等形式深入讲解，提高对发动机工作原理的认知能力；针对难以理解的发动机燃烧规律，通过互动讨论式教学，进行总结对比，分享《内燃机学报》部分相关科研论文成果，加深对发动机燃烧过程、燃烧特点的理解。发动机是车辆的心脏，发动机的性能是车辆的动力性、经济性、排放性等性能的根本，为了强化发动机的动力性与提高发动机的热效率，当前各企业与科研院所不断地研发新技术。因此，在课程中穿插讲解涡轮增压、废气再循环、可变气门升程、可变气门正时、HCCI燃烧、缸内直喷分层稀薄燃烧、发动机智能启停等发动机新技术，更新课程内容，补充新的案例，加强学生对市场上发动机新技术的了解，将基础性、系统性、适应性、先进性的发动机原理专业知识有机结合。同时，结合课程思政需求，充分挖掘与“发动机原理”课程内容相关的课程思政资源，如榜样故事、民族文化、社会热点与科技前沿等，形成课程思政教学内容或课程思政教学案例，保障课程思政顺利实施。如在给学生第一课介绍发动机起源、分类、发展内容时候，引入我国发动机研发案例，巧妙谈谈工匠精神对发动机产业与技术发展的影响，激发学生的民族自豪感、爱国热情，进一步提高学生的学习热情，增强学习动力，深化课程思政育人成效。“发动机原理”课程专业与思政融合的部分教学内容设计如表2所示，柴油机燃烧知识点授课过程中融合的课程思政元素如图2所示。

表2 “发动机原理”课程专业与思政部分教学内容设计

图2 课程思政元素

2.4 课程教学活动

信息技术手段或工具的丰富多样性为“发动机原理”课程实施混合式教学、课程思政育人环境的创建提供了有力的技术支撑。本项目组以“发动机原理”课程教学目标为指导，以课程教学内容为依托，有机融合信息化技术，开展以学生为中心的教学活动，充分利用信息化教学平台，如网络教学综合平台、微信公众平台、超星学习通等满足“发动机原理”课程教学需要，平台上整合专业课程主要教学内容，融合思政元素，体现专业与思政教学的有机融合；同时，结合教学需求，合理安排线上线下混合教学活动；教学过程中，根据学生个性化特点，针对性推送与课程相关的教学研究相关论文、课程思政案例、发动机原理相关的热点资源与前沿知识，提高学习兴趣、巩固学习效果；线上线下学生通过观看微视频、主题研讨、分组讨论、发动机台架试验等活动，增进学生专业素养的同时，无形中提高学生的思政素养，特别是线下台架试验，依托广汽三菱发动机台架试验室，大学生进企业观摩学习发动机标定试验过程，提高了学习热情，同时深刻认识到作为企业员工肩负的使命感、责任感，为今后职业规划与发展提供了参考。教学活动设计如图3所示，信息化平台教学活动如图4所示，广汽三菱台架试验观摩学习如图5所示。

图3 教学活动设计

图4 信息化平台教学活动

图5 广汽三菱台架试验观摩学习

2.5 课程教学评价

为检验课程应用信息技术手段实施混合式教学是否有效达成专业教育与思政教育协同的教学育人目标，本项目组结合“发动机原理”课程特点，针对学生个性化学习特征，采用多主体、多维度和多方式的多元评价体系。首先，“发动机原理”课程涉及发动机热力学原理、发动机工作原理、燃烧机理、特性规律等，复杂抽象。因此，注重强调学生对基本理论与原理的掌握，更注重培养学生总结分析的逻辑思维能力。其次，该课程包括发动机台架试验以研究发动机速度特性、负荷特性等规律。因此，除了理论学习，还设置了发动机台架试验项目，培养学生动手实践能力。另外，依托信息技术手段，综合评价学生在虚拟环境下创新学习、自主学习、解决问题等方面的能力。因此，该课程教学评价总体分为专业教学与思政育人两方面的教学评价，涵盖线上教学、试验实践、理论考试、课堂表现与思政育人等具体方面，具体评价方法如表3所示。

表3 “发动机原理”课程教学评价

3 教学效果

3.1 提高了学生的学习热情，提升了专业课程教学质量

经过2个学期的混合式教学实践，湖南农业大学机电工程学院车辆工程专业、农业机械化及自动化专业的近400名学生参与学习。2021年4月，设计网络教学质量反馈问卷，选取2018级车辆工程专业的73名学生为调查对象，其中女生12人，男生61人，统计结果如图6所示。

图6 “发动机原理”课程混合教学模式统计分析

从图6可以看出，“发动机原理”课程混合教学模式极大地提高了学生的学习兴趣，占比达到97%，信息化技术融合有助于提高学习热情；依托信息化教学平台，师生交流得到认可，提供了突破时空限制的交流机会，增进了师生了解；90%以上的学生对课程实施混合教学模式持支持态度，认为专业知识点逻辑清晰并肯定了自我学习能力得到提高；同时，课程融合思政元素，在引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观等方面起到了很好的作用，统计显示91%的学生认为课程带有启迪、引导自身全面发展作用，说明课程思政育人成效得以实现；但同时也发现学生对线上线下时间分配合理性认可度不高，说明后续教学过程中需要重视混合教学模式在时间分配上的合理性；同时，结合学生问卷统计反馈结果，面对学生个性化需求日益突出，线上线下的教学资源更需要瞄准社会发展需求、专业发展需求，及时更新、丰富教学素材，满足学生学习需要。

3.2 专业教育与思政教育协同效应显现

“发动机原理”课程混合教学过程中，以学生为中心，教学过程中将教材内容提炼成核心知识点分模块进行专题教学，如汽/柴油机燃烧过程、发动机燃烧室、发动机速度特性、发动机负荷特性等专题，这些使学生在知识点学习深化过程中起到了明显作用，主要表现在期末考试卷面笔试成绩平均分较以往得到提高。如同一专业不同年级学生对比发现，2019年下学期传统课堂教学考试平均分为70.7分，2020年下学期混合教学模式授课后考试的平均分为85.8分。同时，理实结合，注重培养学生实践动手能力与创新能力，如依托全国大学生方程式汽车大赛，湖南农业大学机电工程学院车辆工程、农业机械化及自动化、机械设计及自动化等专业的学生，跨专业组队，结合发动机原理基本理论，自行搭建发动机台架，标定赛车用发动机并进行综合调试，如图7所示。赛车团队于2019年和2020年分别获得全国大学生方程式汽车大赛三等奖和二等奖。另外，湖南省大学生机械创新设计大赛、全国大学生智能农业装备创新大赛、工程训练综合能力竞赛等赛事中均有专业学生参与，通过竞赛的锻炼，一批专业学生的创新能力得以发挥，参赛过程中专业学生表现出的组织能力、协作能力等能力为他们在后续创新创业、职业发展、科学研究等方面奠定了坚实基础，增强了个人自信。

图7 大学生标定赛车发动机

4 结语

随着信息化技术的发展，构建基于信息技术手段的混合教学模式，成为课程教学的一种必然趋势。课题组基于课程特点与学科特色，实施混合式教学，在课程教学目标、课程内容、课程教学活动、教学评价等课程建设方面不断优化，明晰信息化技术手段与课程思政建设在课程教学实施过程中的价值导向与功能价值，形成专业教育与思政教育协同效应，一定程度上推动了课程思政建设，实现了立德树人的根本目标。