OBE教学理念在汽车发动机原理课程改革中的应用研究

顾国荣　马国清　李东青　许艳梅

摘 要：汽车发动机原理课程教学内容涵盖到机械工程、工程热力学、高等物理、化学等多个学科专业基础知识，内容抽象、逻辑性和理论性强，上课与学生互动少等问题导致教学效果不尽如人意。通过将OBE教学理念引入汽车发动机原理课程教学改革中，优化课程内容，创新多样教学模式和教学手段，激发学生学习热情，增加学生动手实践的机会，有效提升课堂质量。

关键词：发动机原理 OBE教学理念 课程改革

Research on the Application of OBE Teaching Concept in the Course Reform of Automobile Engine Principle

Gu Guorong Ma Guoqing Li Dongqing Xu Yanmei

Abstract：The course content of automobile engine principle involves multi-disciplinary knowledge such as machinery， thermodynamics， physics and chemistry. By introducing the OBE teaching concept into the course reform of automobile engine principle， we can optimize the course content， innovate various teaching modes and means， stimulate students' enthusiasm for learning， increase students' opportunities for hands-on practice， and effectively improve the classroom quality.

Key words：Principles of Automotive Engine; OBE Teaching Concept; Course Reform

我國于2016年正式加入华盛顿协议后，工程教育专业认证工作由教育部在全国范围内推广。工程专业认证充分体现和应用了国际上先进的教育理论“OBE原理”，它主张“以学生为中心”，以“学生能力培养”为导向，以“高标准毕业要求达成度”为评价手段，以“持续改进”各个教育教学环节为目标的人才培养方向[1-9]。高等院校在培养工程教育人才过程中，主要以专业课程学习作为培养学生能力的载体，只有通过相关课程教学活动的实施，学生的专业知识、工程能力以及其他素质才能得到有效的培养和提升。因此，面向工程教育专业认证人才培养的最终落脚点是该专业人才培养方案中所确定的相关课程，只有课程所承担的能力和培养素质能够达到所规定的教学目标及效果，学生才能最终达到毕业标准要求。在此背景下，在车辆工程专业领域，《发动机原理》作为核心课程，越来越受到汽车相关专业的重视。然而，现行培养方案及教学大纲所指导的教学模式与教学内容过于理论化，缺少实践与实验环节，而且实训所用设备有限等原因都需要我们探索新的教学方法。

1 OBE教学理念概述

OBE教育理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育。它是一种以成果为目标导向，以学生为本，采用逆向思维的方式进行的课程体系的建设理念。与传统教育方式不同，成果导向的教学设计核心是反向设计，以最终目标为起点，反向进行课程设计，开展课堂教学活动。教学的出发点不是教师想要教什么，而是要达成最终成果需要什么。教学设计（学什么）、教学过程（怎么学）、教学评价（学得如何）要以学生为中心进行课堂教学设计改革，教学内容根据对学生的期望而设计，评价的焦点是学生学习效果与表现。

从OBE教育理念的内涵来看，以成果为导向的OBE教育理念要求成果导向的教学设计要求教学大纲的编写，必须首先明确本门课程对达到毕业要求的哪几条有贡献，然后对这几条毕业要求逐条确定与之相对应的教学内容，再后确定完成这些教学内容所需的教学时数。同时，在课堂教学实施上，要求从灌输课堂向对话课堂转变、从封闭课堂向开放课堂转变、从知识课堂向能力课堂转变、从重学轻思向学思结合转变、从重教轻学向教主于学转变[10-15]。

2 汽车发动机原理课程概况与现状

汽车发动机原理课程教学内容主要包括发动机基本工作循环和性能、换气过程、混合气的形成与燃烧、发动机增压技术、发动机排放与噪声控制等章节，课程的主要任务和目的是使学生掌握热功转换、燃料与燃烧化学的基本知识及排放和噪声的形成与控制，能够从各部件应满足的要求出发，选择、评价结构方案，能够指出提高发动机性能并能满足环境以及社会可持续发展使用要求的基本途径，并能够评价各个参数对环境与社会可持续发展的影响。课程内容涉及到机械、热力学、物理、化学等多学科知识，教学内容较为抽象、理论性和逻辑性较强、上课过程中表现出与学生互动交流少等问题，导致教学效果与教学大纲中的教学目标有所差距。课程教学主要存在以下几方面问题：

（1）工程教育实践教学缺位。在课程设置方面理论课程比重过高，学生缺乏实际动手操作机会，大部分学生存在“眼高手低”的问题。

（2）教学模式比较单一，理论化知识较多，比较抽象。《发动机原理》课程理论性强，知识面宽，与车辆实际运行联系紧密，是一门较强的理论性与实践性相结合的课程。但在传统教学模式中，由于主观及客观多方面的因素限制，致使教师教学手段与方法无法充分施展，学生普遍缺乏学习主动行，产生厌学心理，并且恶性循环影响到后续课程甚至毕业。

（3）考核模式不完善。以传统的期末考试成绩作为最终评价指标与分数的考核方式依然是目前国内高校对学生学习效果考察的主要手段，评价方式单一且考察范围不全面，使大部分学生以“临时抱佛脚”的态度应对考试。

（4）忽略了专业课程群之间的联系与互通。目前普遍的现象是专业课之间教师闭门授课，缺少重要知识点的连接交流，致使学生只是为了学而学，并不理解专业本身的特点与应用方向。许多专业课缺乏专业英语授课，国际通用和适应性较差，工科类学生普遍英语较差的现象值得引起重视。

针对该课程教学过程中存在的以上问题，在工程教育认证标准基础上，结合国际教育“OBE理念”，通过分析国内高等工程教育实践教学现状，结合我系车辆工程专业教学实际情况，以《汽车发动机原理》课程为教学改革样例，课程组提出了以学生为中心、学生学习产出为导向，构建一套符合不同学生群体特质（充分考虑夏考、春考、专升本学生的不同学习特点）的“汽车发动机原理课程OBE教学模式”。在教学设计的过程中始终贯彻“学生为主体、教师为主导”的教育理念，增强学生的主动意识，引导学生积极参与思考，明确培养计划，以达到“毕业标准”为目标，更有针对性地进行教学改革设计。

3 汽车发动机原理课程OBE教学理念实施思路

根据前期教学过程总结的问题，结合《发动机原理》课程特点，核心内容主要围绕柴油机和汽油机两大主线进行对比分析，以学生的实际接受能力为设计基础，整合、设计和优化教学内容，改变教学模式，使学生变被动为主动，课程进行到不同阶段让学生分组讨论对比柴油机和汽油机工作方式的不同，结合当代汽车发动机技术发展的最新成果，使学生重点掌握不同发动机工作过程特点和控制措施以及性能分析的方法，在与《汽车构造》教学相辅相成的同时，为后续的《汽车理论》、《汽车设计》、《汽车电器与电子技术》等专业课的学习打下基础，形成一套课程体系。最后在考核环节中加大作业和学生课堂表现与实际操作效果表现的比重，形成一套以“毕业要求—课程教学—考核评价—持续改进”为链条的循环圈，达到工程教育专业认证标准的要求。

课程最终目的是培养学生掌握相关知识和能力，而学生如何才能学好课程内容，掌握相关知识，并且能力素质得到提升则主要在于教师的教学设计和教学方法。根据学生毕业要求所需的素质能力，发动机原理OBE教学模式改革可将整个授课过程分为课前准备、课程教学以及教学评价三个阶段进行，如图1所示。

（1）课前准备

汽车发动机原理课程在课前准备阶段采用发布任务和整理问题相结合的预习方式，引导学生完成课前预习任务。通过雨课堂等网络平台，发布与下次课堂讲授内容相关的预习任务，如收集不同车型发动机性能指标，并进行比较，说明其优劣，在这个过程中，调动学生积极性，整理任务过程中发现的问题，并及时做好记录。课上则有侧重的回答学生产生的疑问，让学生真正感受到自己的问题引起老师的关注。

（2）课程教学阶段

课程教学阶段是课程教学的重点，也是教学实施的主要环节。汽车发动机原理课程改革后，摒弃传统的按部就班式的讲解教学模式， 而是以问题引入本堂课的教学重点，使学生明白本堂课的教学目标和学习重点。通过虚拟仿真平台等教学工具，构建仿真模型，依照模型，对标教学目标，对重点内容进行讲解。对于低阶性的学习内容，则往往通过翻转课堂、对分课堂、或分组讨论的方式，让学生充分参与到课堂教学中。最后，由教师对本堂课进行知识总结和能力提升。

（3）教学评价阶段

汽车发动机原理课程传统上采用闭卷考试形式考察学生对课本理论知识的掌握情况，给学生进行成绩的评定。这种成绩的考核方式考核的结果过于片面，不能够全面的评价学生。基于OBE教育理念，汽车发动机原理课程的考核方式从小组表现、课堂表现、作业完成和期末考试四个环节对学生的知识掌握情况进行综合考核，小组表现主要考察学生对某一章内容的综合理解能力和团队协作能力，课堂表现考察学生对当堂知识的理解能力，作业完成情况考察学生知识的综合运用能力，而期末考试这是对本门课程的综合考察，这四个环节相互补充，构成一体化评价方式，改变了传统闭卷考试过程中，学生靠短暂突击就通过考核的弊端。

4 汽车发动机原理课程改革具体实施

根据工程专业认证背景下培养方案修订中所涉及的本课程指标点设计教学方案，通过分析《汽车发动机原理》往年教学情况，课程组就教学内容和教学模式在以下几方面尝试进行有益的探索：

（1）教学内容进行优化。一方面，教师对教学内容进行适当删减，以汽油机和柴油机的对比分析为课程主线贯穿始终，删掉陈旧性与理论性过强的内容，适当调整教学顺序，将有关联的内容进行合并整理。另一方面，通过在兄弟院校同类专业和课程中调研，分析比较不同章节内容的教学重点，选取适合本科阶段使用的Ansys数值分析型软件与Catia三维建模软件辅助教学。

（2）多种教学手段并用，促进学生“有效学习”。在合理运用多媒体教学的基础上，结合板书进行知识点的梳理总结；合理运用丰富的网络资源，引入“中国大学MOOC”及“云班课”等网络工具丰富教学内容；学习运用先进的教学手段和教学模式，尝试采用翻转课堂、对分课堂等教学方法调动学生学习积极性；课后作业布置以提高能力为目的，注重平时成绩考核，优化终结性考核评价体系，巩固学习成果。

（3）相关专业课程互通，打造实用性更强的车辆专业教学体系。将车辆工程专业核心课程如《汽车构造》和《汽车理论》、《汽车设计》等联系到一起，以虚拟仿真实验平台为纽带，实现资源共享，提高团队整体教学效率和教学水平。

（4）师生合作模式，引导学生开展研究性学习，培养创新意识。特别是有意识的引导学生积极参加全国大学生创新杯竞赛等竞技活动，在指导比赛的同时，培养教师的工程技术能力，真正做到教学相长。

利用“OBE教学理念”指导本课程教学改革，达到了以下几个目的：基本解决了传统教学手段单一的问题，并且遵循“以学生为中心”的宗旨和“能力培养”的导向作用，进而提高学生的学习兴趣和学习主动性；以“课程”为依据的原则，调整授课内容与授课顺序，解决传统实际教学过程中课程与培养方案和教学大纲脱节问题。根据“工程专业认證”所要求的课堂教学设计对“毕业要求”的贡献原则，利用反向设计思维增加“毕业要求”与教学内容之间的关联性；选择科学与合理的课程考核、标准与评价措施，以解决传统教学中评价依据单一、不具代表性的问题，进而保证工程教育认证对教学“持续改进”的要求。

5 结束语

本文针对《汽车发动机原理》课程中存在的问题，引入OBE教学理念，利用项目驱动式教学方法进行理论课堂教学改革的研究和探索，对该课程教学内容和教学模式进行了有益尝试：通过制定课程教学的能力培养目标，并在此基础上进行指标点的分解；针对本課程的性质和教学目标，选用促进理解模式作为教学设计的模式，并以及该模式进行教学内容与教学方案的设计，最后制定考核与评价方式。

实践表明，以上措施可有效增强学生对于课程专业知识的理解与应用，提高学生积极参与和实际动手的机会，充分调动学生学习积极性，激发他们的创造意识，实现自主学习、有效学习。在学生综合能力培养的同时，可以同步提升教师的教学和工程能力，构建一只教学与技术能力并存的“双师型”专业课教师团队，为从事车辆及其相关领域的教学工作与科研奠定了坚实的理论知识根基。

基金项目：烟台理工学院教育教学改革研究项目（编号：2020JYB06）。

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