基于“一主线二结合”的柴油机电站运行与控制课程教学改革研究

［摘 要］随着教育信息化的快速发展，教育理念也在不断更新，这对军队院校复合型人才培养提出了更高要求。文章以柴油机电站运行与控制课程为例，针对理论授课与实践操作时空分离、理论授课学生主体地位不突出、实践操作学生能力转化效率低等教学难题，从重塑课程内容体系、建设多维教学视频、打造多样课程教材、开发交互仿真平台等维度出发，开展线上与线下混合、理论与实践同步、虚拟与实装结合的教学模式改革研究，以期为军队院校专业课程改革提供参考与借鉴。

［关键词］专业课程；混合式教学；理实一体；虚实结合；柴油机电站运行与控制

［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2025）04-0025-05

随着教育信息化的快速发展和教育理念的不断更新，如何有效运用教学资源、改进教学手段、创新教学模式已成为研究热点，对于提升课程教学效果和人才培养质量具有重要意义[1]。对于军队院校专业核心课程而言，其课程内容通常兼具通识性与专业性、理论性与实践性，但由于装备实践中的复杂性和特殊性，如故障难以模拟、特情难以再现等，传统教学中教师讲、学生听的理论与实践分离的模式，在当前信息化条件下难以满足以学生为中心的人才培养需求。

线上线下混合式教学是将线上教学资源与线下传统课堂相结合的一种教学模式，强调以学生为中心，注重教师在教学过程中的设计、引导、启发及监控作用[2]。例如，王婷等基于雨课堂智慧教学工具，从重构教学内容、优化教学资源、设计混合式教学流程、细化考核评价等方面，探讨了线上线下混合式教学模式[3]；尉洋等针对航空发动机原理课程实施了混合式教学改革，并从延伸学习时空、培养知识迁移能力等方面进行了探索与实践[4]。

理实一体化教学是理论授课与实践操作相结合的一种教学模式，它能够打破以往理论授课与实践操作时空分离的弊端，实现师生教、学、做一体化[5]。例如，吴天安等从内容体系、教材编写、教学方法、思政融入、考核方式等方面进行了一体化设计，研究提出了基础物理与实验课程实施理实一体化教学模式的策略[6]；樊泽明等构建了一种理实同步、虚实结合、资源共享的线上线下混合式人才培养模式，有效解决了高校课堂中理论、实验、创新实践三个教学环节时空分离的问题[7]。

本文将针对军队院校专业核心课程的特点及现存问题，尝试构建“一主线二结合”（线上与线下混合、理论与实践同步、虚拟与实装结合）的教学模式，并以柴油机电站运行与控制课程为例进行深入的教学探索与实践，以期为军队院校的专业课程改革提供有价值的参考与借鉴。

一、课程教学现状分析

柴油机电站运行与控制课程是火箭军工程大学电气工程及其自动化专业的核心课程，其教学目标是使学生熟悉柴油机电站常用柴油机、交流同步发电机的结构组成和工作原理，掌握柴油机电站自动并列、电压和频率调节、有功功率和无功功率分配的工作原理。该课程具有如下特点：一是课程内容覆盖面广、跨度大，内容涉及柴油机结构原理的机械部分，以及发电机和电站控制系统的电气部分，具有机电结合、强弱电结合、设备与系统结合等特点；二是课程内容与柴油机电站实际装备联系紧密，学生需要将理论知识与实践应用相结合，不仅要明白具体原理，还要知道如何将这些原理应用到实际装备中；三是课程兼具通识性与专业性，课程内容不仅涵盖柴油机、发电机、电控系统结构原理等通识性知识，还包括军用柴油机电站典型装备的使用维护、故障分析等专业性知识。

柴油机电站运行与控制课程主要采用理论授课与实践操作相结合的教学模式。其中，理论授课是课程教学的主体，按照先柴油机结构原理机械部分后发电机和电站控制系统电气部分的顺序进行传统课堂讲授；实践操作同样是课程教学的重要组成部分，主要包括柴油机整体分解与装配、电站系统实装操作与故障排除等内容，这些内容分别在柴油机结构原理、发电机和电站控制系统理论授课结束后组织实施。在教学过程中，主要存在以下问题：

（一）理论授课与实践操作时空分离

从空间域角度看，课程理论授课在多媒体教室进行，实践操作在实验室进行；从时间域角度看，各内容模块均是理论在前、实践在后。课程内容涉及电站系统内部结构、运行原理等知识，但各环节分开进行的教学模式限制了理论与实践的深度融合，导致部分学生难以将所学理论应用于实践，从而造成理论掌握不牢固、实践技能提升缓慢。

（二）理论授课学生主体地位不突出

课程理论教学主要采取传统讲授方式，即将柴油机、发电机、电控系统结构原理等通识性知识，以及军用柴油机电站典型装备的使用维护、故障分析等专业性知识统一进行讲解。然而，这种方式未充分考虑课程不同内容模块的特性和学生的学习需求。此外，课堂大部分时间教师主导讲授，学生被动接受，互动交流机会不足，导致理论授课中学生主体地位不突出，学生实践能力和创新思维培养不足。

（三）实践操作学生能力转化效率低

课程实践教学内容广泛，涵盖柴油机整体分解装配、检查调整、使用维护，以及柴油机电站系统实装操作、故障分析、特情处置等。然而，由于柴油机电站实际装备台套数量少、实践操作危险系数高、故障特情模拟难度大，实践教学难以全面展开，这使得部分学生能力转化效率低，特别是故障分析、特情处置等高阶教学目标难以达成。

二、课程教学资源建设

针对柴油机电站运行与控制课程教学中存在的问题，柴油机电站运行与控制课程教学团队（以下简称教学团队）探索并实践了一种线上与线下混合、理论与实践同步、虚拟与实装结合的教学模式，即“一主线二结合”教学模式，并将其贯穿于整个课程教学过程中。其中，“一主线”是指线上与线下混合，即统筹构建课程知识体系，通过线上资源与线下课堂的有机结合，实现课前、课中、课后的无缝衔接。“二结合”分别是指理论与实践同步、虚拟与实装结合，其中理论与实践同步是指重构课程内容，打破先理论后实践的传统模式，实现理论与实践的深度融合，使学生在理实一体教学中提升学习效果与综合应用能力；虚拟与实装结合是指依托虚拟现实（VR）、三维建模等技术，构建逼真的虚拟仿真实践平台，以破解课程实践教学中资源短缺、空间限制及安全隐患等难题，为“一主线二结合”教学模式的全面实施提供坚实的技术与实践支撑。

为有效支撑“一主线二结合”教学模式的实施，教学团队精心打造了立体化、多样化、互动化的教学资源，主要包括多维立体的教学视频、类型多样的课程教材以及交互开放的仿真平台等。

（一）建设多维立体的教学视频

为便于开展线上线下混合式教学，教学团队建设了多维立体的教学视频资源，如录制了一系列针对性强、内容精炼的教学短视频，涵盖汽油机构造、发电机类型、燃料电池原理等，并利用学习通、超星等学习平台实现资源共享，方便学生随时随地进行预习、复习及深化学习，从而极大地拓宽学生的专业知识面。具体而言，针对柴油机、发电机、电控系统结构原理等通识性知识，教学团队打造了面向广泛受众的在线开放课程，为线上线下混合式教学提供了丰富的学习资源，有效满足了学生个性化、多样化的学习需求；针对军用柴油机电站典型装备的使用维护、故障分析等专业性知识，教学团队建设了面向军事职业教育的在线开放课程，为学生第一岗位任职打下了坚实基础，同时也为基层技术骨干提供了持续深造与技能提升的宝贵平台。

（二）打造类型多样的课程教材

教材建设是课程建设中不可或缺的重要组成部分，它为课程内容的丰富性、系统性和时代性提供了坚实的基础。为了提升教学质量与教学效果，教学团队对课程内容体系进行了全面优化，将课程理论知识与实践内容深度融合，并紧跟信息技术发展，整合了教学视频、三维动画等资源，出版了新形态教材和电子教材，以支持线上线下混合式教学和理实一体化教学。同时，针对基层技术骨干的专业学习需求，教学团队还进行了分层分级的教材编写，从而构建了一个以新形态教材为核心、辅以分级培训教材与课程知识图谱的多元化教材体系。

（三）开发交互开放的仿真平台

虚拟仿真技术是一种基于计算机技术模拟真实环境或真实系统的技术，通过创建虚拟仿真环境，使学生能够身临其境地进行实装操作和观察微观现象。为解决课程实际装备台套数量少、实践操作危险系数高、故障特情模拟难度大等问题，教学团队开发了柴油机电站虚拟仿真系统，全面支持从设备级的结构认知、分解装配、检查调整到系统级的使用维护、故障分析、特情模拟等实践项目。此外，教学团队还结合基层柴油机电站使用实例，将实际案例库、故障特情库、保障方案库等丰富资源纳入虚拟仿真系统，极大地丰富了课程实践教学的内涵。

三、基于“一主线二结合”的课程教学实践

在柴油机电站运行与控制课程长期的教学积累与探索的基础上，教学团队将理论与实践内容进行了系统归纳与整理，最终形成了如表1所示的知识体系。该教学体系设计既确保了课程的系统性、逻辑性，又兼顾了教学的灵活性需求。在柴油机电站运行与控制课程的教学过程中，教学团队采用线上线下混合式教学模式，课前、课中、课后环节紧密衔接，充分利用线上线下资源，实现了教学的高效互动。课前，学生利用教学视频、虚拟仿真系统等资源进行自主预习，为课堂学习打下坚实基础；课中，教师聚焦重难点进行深入讲解，针对共性问题答疑解惑，并设计多样化的课堂活动以促进学生知识内化；课后，学生依托线上资源进行深入拓展学习，巩固并深化课堂所学。此外，在各教学模块线上线下混合式教学开展过程中，教学团队注重理实结合、虚实结合，有效提升了学生对专业知识的理解及综合运用能力。

（一）实践示例一：“柴油机工作原理”教学模块的教学创新探索

以“柴油机工作原理”教学模块为例，该模块通过线上线下混合、虚实结合的教学模式，直观展现柴油机内部的微观现象和工作机理。课前，学生借助学堂在线、慕课视频和虚拟仿真演示动画进行自学，并通过在线平台进行问题反馈、小组讨论及预习测试，为课堂学习打下坚实基础；课中，教师结合学生预习数据，通过深入探究、类比引导和柴油机模型模具现场演示，使学生在多重感官体验下深化对柴油机工作原理的理解与认识；课后，学生利用军事职业教育在线开放课程资源进行拓展学习，拓宽专业视野，紧跟行业前沿，把握时代发展趋势。

此外，该模块还创新性地引入了翻转课堂教学模式，让学生在课前深入学习的基础上于课中主导讨论与展示，教师则负责引导与深化，有效提升了学习的互动性和深度。具体而言，翻转课堂教学模式的引入，使得“柴油机工作原理”教学模块实现了从“教师讲授为主”到“学生主动学习为主”的根本转变。学生在课前通过视频、动画等多媒体资源学习，自主掌握柴油机的基本构造和工作原理，形成初步的知识框架。而在课中，教师则根据学生的学习反馈和预习情况，设计了一系列具有挑战性和启发性的问题，引导学生进行深入讨论和展示。学生分组合作，利用柴油机模型、实验数据等资源进行实践操作和案例分析，不仅巩固了课前所学知识，还培养了解决实际问题的能力。教师则在学生讨论和展示的过程中适时给予指导和反馈，帮助学生深化理解、拓展思维。这种教学模式不仅提高了学生的学习积极性和参与度，还促进了师生之间的有效互动，为培养具有创新精神和实践能力的高素质人才奠定了坚实基础。

（二）实践示例二：“柴油机结构组成”教学模块的教学创新探索

“柴油机结构组成”教学模块采用专题教学的形式，分别介绍柴油机各分系统的主要功能、结构组成、工作原理等理论知识，以及分解装配、故障分析等实践内容。在此基础上，教学团队采用线上线下混合、理实同步、虚实结合的教学模式，并充分利用课程丰富的教学视频和虚拟仿真资源，将各分系统的理论与实践教学内容深度融合，形成“理中有实、实中有理”的互动教学，实现师生教、学、做一体化，彻底打破理论与实践相脱节的传统教学模式。

以“配气机构”分系统的教学为例：课前，学生依托学堂在线、慕课平台相关教学视频自学配气机构的主要功能、工作过程及主要部件等知识，并借助虚拟仿真平台在虚拟环境中模拟配气机构的分解装配、使用维护等实践操作。课中，学生结合学堂在线、慕课平台所学内容，深化配气机构的基础理论与实践知识，并分组进行实操分解装配练习。教师精准把控整个教学进程，适时讲解重难点与共性问题，同时引入故障分析案例，结合实际装备进行综合分析与应用能力培养。课后，学生利用军事职业教育在线开放课程以及多个专业数据库（如实际案例库、故障特情库、保障方案库等）资源进行深度拓展学习，以进一步巩固配气机构相关知识，提升解决实际问题的能力。

综上所述，基于“一主线二结合”的教学模式不仅极大地丰富了教学手段和资源，而且显著提升了教学的互动性和学生的参与度。通过课前自学、课中深化、课后拓展的连贯学习过程，学生不仅能够系统地掌握柴油机的理论知识，还能在实践中锻炼解决实际问题的能力，从而为未来的职业生涯奠定坚实的基础。

四、结语

教育信息化的快速发展与教育理念的不断更新，对军队院校的人才培养提出了新的挑战和要求，迫切需要在课程教学改革上寻求创新与变革。本文以柴油机电站运行与控制课程为例，在分析该课程的教学目标、主要特点及存在问题的基础上，通过重塑课程内容体系、建设多维教学视频资源、打造多样课程教材、开发交互仿真平台等一系列举措，开展了线上与线下混合、理论与实践同步、虚拟与实装结合的教学模式改革研究；同时，探讨通过整合优质教学资源，充分激发学生的学习动力与兴趣，推动教学模式的深度革新。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 刘钢，郭新媛，陈松，等.面向“金课”的电路分析课程“闭环开放”特色教学改革探索与实践[J].大学教育，2024（11）：59-63.

[2] 周伟，钟闻.基于BOPPPS教学模型的内涵与分析[J].大学教育，2018（1）：112-115.

[3] 王婷，岳应娟，王鑫峰.基于雨课堂的线上线下混合式教学探索与实践：以“机械设计基础”课程为例[J].教育教学论坛，2024（11）：117-120.

[4] 尉洋，于锦禄，赵兵兵，等.军队院校任职培训原理类课程混合式教学模式改革探索[J]. 高教学刊，2023，9（11）：21-24.

[5] 林晓烘，于莹，齐文娟，等.“情境化+理实一体化”双螺旋教学法在高校“雷达对抗原理”课程中的应用[J]. 西部素质教育，2024，10（14）：152-156.

[6] 吴天安，杨晓娜，张晓旭，等.“基础物理与实验”课程实施理实一体化教学模式的探索[J].西部素质教育，2023，9（23）：158-161.

[7] 樊泽明，刘准钆，余孝军，等.“理实同步-虚实结合-资源共享”混合式人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2023（2）：58-62.

［责任编辑：林志恒］