信息化技術(shù)在四沖程柴油機工作原理教學中的應用

【摘 要】隨著科學技術(shù)的發(fā)展，信息化技術(shù)在教學中的應用越來越廣泛；探索信息化技術(shù)在四沖程柴油機工作原理教學中的應用，使教學單元設(shè)計獲得良好的效果。

【關(guān)鍵詞】信息化技術(shù) 四沖程柴油機 工作原理

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）08C-0190-03

在發(fā)動機課程中，信息化技術(shù)滲透到了整體發(fā)動機介紹、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等各個章節(jié)的教學中，以輔助教學，提高學生的學習興趣，提高教學效果和效率。信息化技術(shù)在教學中的應用主要特點體現(xiàn)在適合教師教授和學生學習的特殊性，而如何設(shè)計制作更好適合教師教授和學生學習的信息化教學單元是設(shè)計者思考的重點。在這方面，筆者以“四沖程柴油機工作原理”教學單元的信息化技術(shù)應用為例進行了初步的研究探索。

一、教學單元的教學內(nèi)容和目標分析

（一）“四沖程柴油機工作原理”教學內(nèi)容

1.介紹四沖程柴油機的關(guān)鍵組成部件，解釋其功能作用。

2.介紹四沖程柴油機工作原理——四行程柴油機的運轉(zhuǎn)是按進氣沖程、壓縮沖程、作功沖程和排氣沖程的順序不斷循環(huán)反復的。

3.重點解釋在各個沖程中，各個關(guān)鍵部件之間的配合運動。

4.細致介紹純空氣、混合氣、廢氣在四沖程柴油機中的溫度壓力變化和演變過程。

5.闡釋四沖程柴油機是燃燒柴油的化學能轉(zhuǎn)變成曲軸轉(zhuǎn)動的機械動能的機器。

（二）“四沖程柴油機工作原理”教學目標

1.專業(yè)能力目標：熟悉掌握組成柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理。

2.方法能力目標：形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

3.社會能力目標：養(yǎng)成團隊合作精神。

二、教學單元的教學重點和難點分析

（一）“四沖程柴油機工作原理”教學重點

教學內(nèi)容“四沖程柴油機工作原理”主要講授整體的四沖程柴油機的基本組成和工作原理。四沖程柴油機工作原理是指四行程柴油機的工作循環(huán)是按進氣沖程、壓縮沖程、作功沖程和排氣沖程的順序循環(huán)工作的。

此內(nèi)容是工程機械發(fā)動機系統(tǒng)檢修課程后續(xù)內(nèi)容“柴油機各個系統(tǒng)（曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動系統(tǒng)）的結(jié)構(gòu)組成、功能作用、工作原理、零件材料分析”的基礎(chǔ)。此內(nèi)容也是發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修課程講述進氣系統(tǒng)檢修、排氣系統(tǒng)檢修、供油系統(tǒng)檢修的基礎(chǔ)。 所以四沖程柴油機工作原理是工程機械發(fā)動機系統(tǒng)檢修課程和發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修課程的教學重點，為這兩門課程的教學奠基。

此內(nèi)容在課程內(nèi)是有承上啟下的作用。上節(jié)內(nèi)容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機等。本節(jié)內(nèi)容就是講解在工程機械中最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關(guān)鍵零部件和工作原理。本節(jié)結(jié)束時，設(shè)計有思考題，借此思考題可以引入預習下節(jié)內(nèi)容，讓學生順著思路繼續(xù)探索研究四沖程柴油機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成，從而順利引導進入課程的后續(xù)內(nèi)容“四沖程柴油機的各個系統(tǒng)組成”。

（二）“四沖程柴油機工作原理”教學難點

1.柴油機的一些零部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，內(nèi)外有很多層結(jié)構(gòu)組成，實物展示方法無法透視展示物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學生難以用直觀的方式理解零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.在重點內(nèi)容四沖程柴油機工作原理中，同時運動的零件比較多，而每個零件的運動軌跡各有特點，但在教學中卻很難展現(xiàn)柴油機各個運動部件的聯(lián)動、移動、配合運動現(xiàn)象，以及隨之變化的溫度壓力情況，以幫助學生記憶和理解四沖程柴油機工作原理。

3.在傳統(tǒng)教學中很難展現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。學生在接受和理解過程中常常需要想象，而對于高職的學生而言，這是難點。

三、教學的對象與信息化技術(shù)的要求

“四沖程柴油機工作原理”是在一體化教室“柴油發(fā)動機實訓室”內(nèi)進行，使用課時3個，教學對象是2012級工程機械班，共46人。這些學生具有以下特點，需要信息化技術(shù)相配合：

學生喜歡有任務(wù)，有目標，也喜歡流行的PK形式，所以設(shè)計了一個“零部件在我心中”的PK比賽，讓學生通過比賽的形式，鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

學生的團隊精神不是很成熟，個性要強，宜在課堂中安排一些以團隊合作為基礎(chǔ)的項目，讓學生分小組完成，培養(yǎng)其團隊合作精神，加強其溝通能力。

學生空間思維能力欠佳，不利于三維成像的想象。這就要求在教學中安排多段的視頻和教學動畫，以幫助學生形成立體的真實感覺，幫助理解和記憶相關(guān)內(nèi)容。

因為柴油機主要關(guān)鍵部件中的曲軸、連桿、活塞三者的運動軌跡屬于曲柄連桿機構(gòu)運動，所以需要學生有高中物理知識作為基礎(chǔ)，要求可以理解曲柄連桿機構(gòu)才能順利進行本節(jié)內(nèi)容的教學。

四、信息化技術(shù)手段解決重點、難點問題的優(yōu)勢

在學生討論疑問“四沖程柴油機的內(nèi)部零件有哪些，如何工作的”時，用三維動畫通過其透視功能顯示內(nèi)部的四沖程柴油機結(jié)構(gòu)和運動，以提示學生。這樣不但可以增強學生的立體真實感覺，易理解零部件的運動過程，還能夠增加學生學習興趣。

在重點知識點，采用PPT形式教學可以幫助記憶圖片和相關(guān)文章內(nèi)容。

在零件實物無法展示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使用教學動畫可以屏蔽一些零部件，可以透視展示物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助學生理解其結(jié)構(gòu)。

在需要展現(xiàn)柴油機各個運動部件的聯(lián)動、移動、配合運動現(xiàn)象，以及隨之變化的溫度壓力情況時，采用動畫進行教學。運用動畫的暫停、播放功能，在動畫運動的任意時刻進行暫停和播放，這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動。endprint

在展現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程時，采用教學動畫進行教學。教學動畫可以模擬仿真重現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程，可以模擬仿真重現(xiàn)由純空氣演變成混合氣的過程、可以模擬仿真重現(xiàn)由混合氣演變成廢氣的過程。這樣有利于學生理解和記憶此項內(nèi)容。

五、信息化技術(shù)手段在“四沖程柴油機工作原理”教學中的具體應用

在環(huán)節(jié)1“復習上節(jié)內(nèi)容并引出本節(jié)內(nèi)容”時，采用PPT輔助形式。上節(jié)內(nèi)容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機等。本節(jié)內(nèi)容就是講解其中在工程機械中應該最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關(guān)鍵零部件和工作原理。

在環(huán)節(jié)2“介紹在現(xiàn)場設(shè)備（實物）中屬于四沖程柴油機的類型柴油機實物”時，讓學生分組觀察柴油機實物，這樣有利于學生直觀感覺柴油機實物，了解柴油機外形。

在環(huán)節(jié)3利用懸置問題：“四沖程柴油機”的內(nèi)部零件有哪些，如何工作的？引導學生觀察四沖程柴油機實物，思考問題，分小組討論，由組長利用手工繪圖配合解說，回答問題。并播放三維動畫“四沖程柴油機模型（船用）1”和“四沖程柴油機模型（車用）2”，其透視功能可以顯示內(nèi)部的四沖程柴油機結(jié)構(gòu)和運動，可以給予學生一定的提示。

在環(huán)節(jié)4總結(jié)、解答“四沖程柴油機如何工作”，引出四沖程柴油機工作原理時，播放視頻“四沖程柴油機工作原理”展示內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)和運動。這樣有利于學生聽課、思考，作筆記。

在重點環(huán)節(jié)5介紹四沖程柴油機的關(guān)鍵組成部件時，利用零件實物展示和教學動畫的“總舞臺”和教學動畫的分場景1“四沖程柴油機關(guān)鍵部件”展示，總舞臺中安排有一個“解剖的四沖程柴油機內(nèi)部動畫”片段。這樣有利于學生初次感覺，比較直觀了解柴油機內(nèi)部情況，吸引學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。四沖程柴油機關(guān)鍵部件都顯示于同一張圖片中，兩旁標注各個部件的名稱。這樣有利于學生利用印象記憶法，熟記四沖程柴油機關(guān)鍵部件，便于后續(xù)內(nèi)容“四沖程柴油機運動傳遞路線”的開展。每個零部件的名稱處都存放鏈接，點擊后，能跳出顯示相應的零部件的真實圖片，這樣有利于學生聯(lián)系實物與圖形的關(guān)系，零部件的真實圖片旁還注解其零部件的功能作用或組成等重要信息，以便于學生理解和記憶零部件。

在環(huán)節(jié)6開展“零部件在我心中”PK賽時，利用零件實物或動畫進行提問，進行搶答PK。這樣有利于學生鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

在重點環(huán)節(jié)7講解“四沖程柴油運動傳遞路線”，重點分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動時，利用動畫展示分場景2“四沖程柴油機運動傳遞路線”，詳細展示活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油機的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動。

在重點環(huán)節(jié)8講解“四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成”，重點分析四個沖程的工作原理時，利用動畫展示分場景3“柴油機四個沖程工作分析”，詳細展示四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成。左圖表示結(jié)構(gòu)和運動變化，是感性直觀認識；右圖是理性的總結(jié)，與后續(xù)內(nèi)容“配氣相位”相呼應，有利于學生理解后續(xù)內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程等四個沖程的工作原理。

在重點環(huán)節(jié)9講解“四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關(guān)系”，重點分析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)時，利用動畫展示分場景4“柴油機四個沖程工況分析”，詳細展示四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關(guān)系。右圖與后續(xù)內(nèi)容“配氣相位”有聯(lián)系。配氣相位是發(fā)動機的重要參數(shù)，其裝配和調(diào)整是后續(xù)的重點教學內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)。

在練習環(huán)節(jié)10時，利用工作頁讓學生鞏固四沖程柴油機工作原理的所有知識點。

圖1 教學過程流程圖

在小結(jié)環(huán)節(jié)時，利用動畫展示分場景5“小結(jié)：能量轉(zhuǎn)化”。分場景5中安排有汽車的模型、“四沖程柴油機工作循環(huán)動畫”，這樣有利于學生生動形象地理解發(fā)動機就是一個能量轉(zhuǎn)化機器，有利于充分理解：車輛（柴油機）是燃燒了新鮮空氣和柴油變成廢氣，柴油的化學能轉(zhuǎn)化成曲軸轉(zhuǎn)動的機械動能，最終驅(qū)動車輪，使車輛往前行駛。

在本節(jié)內(nèi)容結(jié)束時，利用PPT展示思考題，以此預習下次課內(nèi)容。

六、信息化技術(shù)在“四沖程柴油機工作原理”教學中應用的特色與亮點

利用教學動畫的優(yōu)勢展示四沖程柴油的運動部件的聯(lián)動、移動、配合運動過程，避免了靜態(tài)的畫面的簡單解釋，這樣有利于學生更加直觀理解活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動等細節(jié)。

利用教學動畫的優(yōu)勢展現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。

在一些動畫頁面上采用左、右圖（或者左中右圖）的設(shè)計，左圖為感性認識；右圖是對左圖進行理論化表述。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。

內(nèi)容的形式是采用行動導向模式，是以四沖程柴油機“關(guān)鍵部件介紹→運動傳遞路→四沖程的工作、工況分析→總結(jié)”為教師講授主線，以展開“零部件在我心中”PK賽、工作頁、思考題三項評價性測評活動為學生學習的主線，最終使學生熟悉掌握柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理，養(yǎng)成團隊合作精神，形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

總之，四沖程柴油機工作原理教學單元的設(shè)計采用圖片、PPT、視頻、教學動畫進行輔助教學，特別是將教學動畫“四沖程柴油機工作原理”應用于教學中，教學效果的提高應該很明顯，學生的學習興趣也應該得到提高，同時也會提高教學效果和效率。

【參考文獻】

[1]楊定國.柴油機拆裝多媒體CAI課件設(shè)計與開發(fā)[D].大連：大連理工大學，2005

[2]俞文苗.柴油機拆裝仿真系統(tǒng)[D].武漢：華中科技大學，2007

【作者簡介】馮春林，柳州職業(yè)技術(shù)學院汽車工程系講師。endprint

在展現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程時，采用教學動畫進行教學。教學動畫可以模擬仿真重現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程，可以模擬仿真重現(xiàn)由純空氣演變成混合氣的過程、可以模擬仿真重現(xiàn)由混合氣演變成廢氣的過程。這樣有利于學生理解和記憶此項內(nèi)容。

五、信息化技術(shù)手段在“四沖程柴油機工作原理”教學中的具體應用

在環(huán)節(jié)1“復習上節(jié)內(nèi)容并引出本節(jié)內(nèi)容”時，采用PPT輔助形式。上節(jié)內(nèi)容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機等。本節(jié)內(nèi)容就是講解其中在工程機械中應該最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關(guān)鍵零部件和工作原理。

在環(huán)節(jié)2“介紹在現(xiàn)場設(shè)備（實物）中屬于四沖程柴油機的類型柴油機實物”時，讓學生分組觀察柴油機實物，這樣有利于學生直觀感覺柴油機實物，了解柴油機外形。

在環(huán)節(jié)3利用懸置問題：“四沖程柴油機”的內(nèi)部零件有哪些，如何工作的？引導學生觀察四沖程柴油機實物，思考問題，分小組討論，由組長利用手工繪圖配合解說，回答問題。并播放三維動畫“四沖程柴油機模型（船用）1”和“四沖程柴油機模型（車用）2”，其透視功能可以顯示內(nèi)部的四沖程柴油機結(jié)構(gòu)和運動，可以給予學生一定的提示。

在環(huán)節(jié)4總結(jié)、解答“四沖程柴油機如何工作”，引出四沖程柴油機工作原理時，播放視頻“四沖程柴油機工作原理”展示內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)和運動。這樣有利于學生聽課、思考，作筆記。

在重點環(huán)節(jié)5介紹四沖程柴油機的關(guān)鍵組成部件時，利用零件實物展示和教學動畫的“總舞臺”和教學動畫的分場景1“四沖程柴油機關(guān)鍵部件”展示，總舞臺中安排有一個“解剖的四沖程柴油機內(nèi)部動畫”片段。這樣有利于學生初次感覺，比較直觀了解柴油機內(nèi)部情況，吸引學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。四沖程柴油機關(guān)鍵部件都顯示于同一張圖片中，兩旁標注各個部件的名稱。這樣有利于學生利用印象記憶法，熟記四沖程柴油機關(guān)鍵部件，便于后續(xù)內(nèi)容“四沖程柴油機運動傳遞路線”的開展。每個零部件的名稱處都存放鏈接，點擊后，能跳出顯示相應的零部件的真實圖片，這樣有利于學生聯(lián)系實物與圖形的關(guān)系，零部件的真實圖片旁還注解其零部件的功能作用或組成等重要信息，以便于學生理解和記憶零部件。

在環(huán)節(jié)6開展“零部件在我心中”PK賽時，利用零件實物或動畫進行提問，進行搶答PK。這樣有利于學生鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

在重點環(huán)節(jié)7講解“四沖程柴油運動傳遞路線”，重點分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動時，利用動畫展示分場景2“四沖程柴油機運動傳遞路線”，詳細展示活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油機的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動。

在重點環(huán)節(jié)8講解“四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成”，重點分析四個沖程的工作原理時，利用動畫展示分場景3“柴油機四個沖程工作分析”，詳細展示四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成。左圖表示結(jié)構(gòu)和運動變化，是感性直觀認識；右圖是理性的總結(jié)，與后續(xù)內(nèi)容“配氣相位”相呼應，有利于學生理解后續(xù)內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程等四個沖程的工作原理。

在重點環(huán)節(jié)9講解“四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關(guān)系”，重點分析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)時，利用動畫展示分場景4“柴油機四個沖程工況分析”，詳細展示四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關(guān)系。右圖與后續(xù)內(nèi)容“配氣相位”有聯(lián)系。配氣相位是發(fā)動機的重要參數(shù)，其裝配和調(diào)整是后續(xù)的重點教學內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)。

在練習環(huán)節(jié)10時，利用工作頁讓學生鞏固四沖程柴油機工作原理的所有知識點。

圖1 教學過程流程圖

在小結(jié)環(huán)節(jié)時，利用動畫展示分場景5“小結(jié)：能量轉(zhuǎn)化”。分場景5中安排有汽車的模型、“四沖程柴油機工作循環(huán)動畫”，這樣有利于學生生動形象地理解發(fā)動機就是一個能量轉(zhuǎn)化機器，有利于充分理解：車輛（柴油機）是燃燒了新鮮空氣和柴油變成廢氣，柴油的化學能轉(zhuǎn)化成曲軸轉(zhuǎn)動的機械動能，最終驅(qū)動車輪，使車輛往前行駛。

在本節(jié)內(nèi)容結(jié)束時，利用PPT展示思考題，以此預習下次課內(nèi)容。

六、信息化技術(shù)在“四沖程柴油機工作原理”教學中應用的特色與亮點

利用教學動畫的優(yōu)勢展示四沖程柴油的運動部件的聯(lián)動、移動、配合運動過程，避免了靜態(tài)的畫面的簡單解釋，這樣有利于學生更加直觀理解活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動等細節(jié)。

利用教學動畫的優(yōu)勢展現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。

在一些動畫頁面上采用左、右圖（或者左中右圖）的設(shè)計，左圖為感性認識；右圖是對左圖進行理論化表述。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。

內(nèi)容的形式是采用行動導向模式，是以四沖程柴油機“關(guān)鍵部件介紹→運動傳遞路→四沖程的工作、工況分析→總結(jié)”為教師講授主線，以展開“零部件在我心中”PK賽、工作頁、思考題三項評價性測評活動為學生學習的主線，最終使學生熟悉掌握柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理，養(yǎng)成團隊合作精神，形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

總之，四沖程柴油機工作原理教學單元的設(shè)計采用圖片、PPT、視頻、教學動畫進行輔助教學，特別是將教學動畫“四沖程柴油機工作原理”應用于教學中，教學效果的提高應該很明顯，學生的學習興趣也應該得到提高，同時也會提高教學效果和效率。

【參考文獻】

[1]楊定國.柴油機拆裝多媒體CAI課件設(shè)計與開發(fā)[D].大連：大連理工大學，2005

[2]俞文苗.柴油機拆裝仿真系統(tǒng)[D].武漢：華中科技大學，2007

【作者簡介】馮春林，柳州職業(yè)技術(shù)學院汽車工程系講師。endprint

在展現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程時，采用教學動畫進行教學。教學動畫可以模擬仿真重現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程，可以模擬仿真重現(xiàn)由純空氣演變成混合氣的過程、可以模擬仿真重現(xiàn)由混合氣演變成廢氣的過程。這樣有利于學生理解和記憶此項內(nèi)容。

五、信息化技術(shù)手段在“四沖程柴油機工作原理”教學中的具體應用

在環(huán)節(jié)1“復習上節(jié)內(nèi)容并引出本節(jié)內(nèi)容”時，采用PPT輔助形式。上節(jié)內(nèi)容講解了工程機械發(fā)動機的類型，這些類型包括二沖程柴油機、四沖程汽油機、四沖程柴油機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機等。本節(jié)內(nèi)容就是講解其中在工程機械中應該最廣泛的類型——四沖程柴油機，介紹其關(guān)鍵零部件和工作原理。

在環(huán)節(jié)2“介紹在現(xiàn)場設(shè)備（實物）中屬于四沖程柴油機的類型柴油機實物”時，讓學生分組觀察柴油機實物，這樣有利于學生直觀感覺柴油機實物，了解柴油機外形。

在環(huán)節(jié)3利用懸置問題：“四沖程柴油機”的內(nèi)部零件有哪些，如何工作的？引導學生觀察四沖程柴油機實物，思考問題，分小組討論，由組長利用手工繪圖配合解說，回答問題。并播放三維動畫“四沖程柴油機模型（船用）1”和“四沖程柴油機模型（車用）2”，其透視功能可以顯示內(nèi)部的四沖程柴油機結(jié)構(gòu)和運動，可以給予學生一定的提示。

在環(huán)節(jié)4總結(jié)、解答“四沖程柴油機如何工作”，引出四沖程柴油機工作原理時，播放視頻“四沖程柴油機工作原理”展示內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)和運動。這樣有利于學生聽課、思考，作筆記。

在重點環(huán)節(jié)5介紹四沖程柴油機的關(guān)鍵組成部件時，利用零件實物展示和教學動畫的“總舞臺”和教學動畫的分場景1“四沖程柴油機關(guān)鍵部件”展示，總舞臺中安排有一個“解剖的四沖程柴油機內(nèi)部動畫”片段。這樣有利于學生初次感覺，比較直觀了解柴油機內(nèi)部情況，吸引學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。四沖程柴油機關(guān)鍵部件都顯示于同一張圖片中，兩旁標注各個部件的名稱。這樣有利于學生利用印象記憶法，熟記四沖程柴油機關(guān)鍵部件，便于后續(xù)內(nèi)容“四沖程柴油機運動傳遞路線”的開展。每個零部件的名稱處都存放鏈接，點擊后，能跳出顯示相應的零部件的真實圖片，這樣有利于學生聯(lián)系實物與圖形的關(guān)系，零部件的真實圖片旁還注解其零部件的功能作用或組成等重要信息，以便于學生理解和記憶零部件。

在環(huán)節(jié)6開展“零部件在我心中”PK賽時，利用零件實物或動畫進行提問，進行搶答PK。這樣有利于學生鞏固對每個零件的位置、外形、功能作用、組成等重要信息的認識。

在重點環(huán)節(jié)7講解“四沖程柴油運動傳遞路線”，重點分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動時，利用動畫展示分場景2“四沖程柴油機運動傳遞路線”，詳細展示活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油機的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析分析活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動。

在重點環(huán)節(jié)8講解“四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成”，重點分析四個沖程的工作原理時，利用動畫展示分場景3“柴油機四個沖程工作分析”，詳細展示四沖程柴油機單個工作循環(huán)由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成。左圖表示結(jié)構(gòu)和運動變化，是感性直觀認識；右圖是理性的總結(jié)，與后續(xù)內(nèi)容“配氣相位”相呼應，有利于學生理解后續(xù)內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程等四個沖程的工作原理。

在重點環(huán)節(jié)9講解“四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關(guān)系”，重點分析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)時，利用動畫展示分場景4“柴油機四個沖程工況分析”，詳細展示四沖程柴油機工作循環(huán)與溫度、壓力、配氣相位的關(guān)系。右圖與后續(xù)內(nèi)容“配氣相位”有聯(lián)系。配氣相位是發(fā)動機的重要參數(shù)，其裝配和調(diào)整是后續(xù)的重點教學內(nèi)容。分場景中安排有按鈕“暫停”“播放”，在動畫運動的任意時刻都可以通過其實現(xiàn)暫停和播放功能。這樣有利于教師對某一運動時刻進行詳細講解，解析各個工況下溫度、壓力、配氣相位瞬時狀態(tài)。

在練習環(huán)節(jié)10時，利用工作頁讓學生鞏固四沖程柴油機工作原理的所有知識點。

圖1 教學過程流程圖

在小結(jié)環(huán)節(jié)時，利用動畫展示分場景5“小結(jié)：能量轉(zhuǎn)化”。分場景5中安排有汽車的模型、“四沖程柴油機工作循環(huán)動畫”，這樣有利于學生生動形象地理解發(fā)動機就是一個能量轉(zhuǎn)化機器，有利于充分理解：車輛（柴油機）是燃燒了新鮮空氣和柴油變成廢氣，柴油的化學能轉(zhuǎn)化成曲軸轉(zhuǎn)動的機械動能，最終驅(qū)動車輪，使車輛往前行駛。

在本節(jié)內(nèi)容結(jié)束時，利用PPT展示思考題，以此預習下次課內(nèi)容。

六、信息化技術(shù)在“四沖程柴油機工作原理”教學中應用的特色與亮點

利用教學動畫的優(yōu)勢展示四沖程柴油的運動部件的聯(lián)動、移動、配合運動過程，避免了靜態(tài)的畫面的簡單解釋，這樣有利于學生更加直觀理解活塞的移動、運動部件（活塞、連桿、曲軸、正時齒輪、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門等）的聯(lián)動、活塞與氣門的配合運動等細節(jié)。

利用教學動畫的優(yōu)勢展現(xiàn)純空氣與霧化柴油的混合過程、由純空氣演變成混合氣的過程、由混合氣演變成廢氣的過程。

在一些動畫頁面上采用左、右圖（或者左中右圖）的設(shè)計，左圖為感性認識；右圖是對左圖進行理論化表述。這樣有利于學生從感性認識到理論認識，提升對四沖程柴油的各個運動部件的認識和理解，逐步引導學生深入探索后續(xù)教學內(nèi)容。

內(nèi)容的形式是采用行動導向模式，是以四沖程柴油機“關(guān)鍵部件介紹→運動傳遞路→四沖程的工作、工況分析→總結(jié)”為教師講授主線，以展開“零部件在我心中”PK賽、工作頁、思考題三項評價性測評活動為學生學習的主線，最終使學生熟悉掌握柴油機工作循環(huán)的四個沖程的工作原理，養(yǎng)成團隊合作精神，形成通過看PPT、圖片、視頻和教學動畫，能自行分析柴油機四個沖程的工作原理的能力。

總之，四沖程柴油機工作原理教學單元的設(shè)計采用圖片、PPT、視頻、教學動畫進行輔助教學，特別是將教學動畫“四沖程柴油機工作原理”應用于教學中，教學效果的提高應該很明顯，學生的學習興趣也應該得到提高，同時也會提高教學效果和效率。

【參考文獻】

[1]楊定國.柴油機拆裝多媒體CAI課件設(shè)計與開發(fā)[D].大連：大連理工大學，2005

[2]俞文苗.柴油機拆裝仿真系統(tǒng)[D].武漢：華中科技大學，2007

【作者簡介】馮春林，柳州職業(yè)技術(shù)學院汽車工程系講師。endprint