“三步一體”模式在工科教學與實踐中的延伸應用

蘇巖　燕玉鐸

【摘要】內燃機構造是工科能源動力類本科生的一門重要專業課程，在近幾年通過對教學方法改革與探索，延伸構建了“三步一體”教學模式，豐富了教學內容，收到事半功倍的效果。“三步一體”教學模式首先通過網絡課程的引導更好的激發了學生的學習興趣，指明了學習的方向，提高了教學的起點；其次通過解惑的方式強化了學生對基礎理論知識的理解，提高了學生分析問題與解決問題的能力；最后通過實踐分析過程強化了學生的動手能力，促進了學生綜合素質的培養。

【關鍵詞】三步一體 引導 解惑 實踐

【基金項目】2014年度吉林省高等教育教學改革立項課題，吉林大學2013年度本科教學改革研究立項項目：“三步一體”教學模式在《內燃機構造》課程中的應用（項目編號：2013133）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0230-02

對工科學生的專業課教學來說，理論聯系實際顯得尤為重要。如何讓學生更加有效地掌握專業知識并能學以致用，專業課教師的講授往往與實踐密不可分，這也是高等教育中教師一直比較關注的課題。

課前預習、課上聽講、課后復習這三個環節一直被從小學到高中很多教師所推崇的，三個環節其實都很重要，密不可分。教學中主體與客體的互動中學生作為客體也趨于弱勢，教學中作為主體的教師在課堂上的責任被無限的放大。教師也本能地想著如何更好地備課、如何更好地講授課程、如何提高課堂的講授效果作為自身最大的職責。“填鴨式”教學在一些大學課堂上被隱形地強化，連課后復習的環節也被弱化。尤其是在面對近百人的課堂之時，教師一般都成為表演的中心，把如何更好的講授作為教學成功的目標，而教學環節中最為重要的學生則真正成為了講授的客體作為了一種陪襯。毋庸置疑，教師的精彩講授在傳授知識過程中起著至關重要的作用，但在學生進入大學，尤其是面對工科專業課學習時，如何發揮教學活動中客體的作用也是非常重要的。目前在教學實踐過程中，更為普遍的教學模式仍以教師的課堂講授為主，輔以實驗這種方式。如何更好的引導學生由教學中的傳授的客體變身為學習的主體，更好地發揮其主觀能動性一直是工科教學研究的關鍵。

內燃機構造課程是汽車發動機專業本科生主干課程之一，是本專業學生學習內燃機原理和內燃機設計的基礎，該課程與實踐結合十分緊密。近幾年立足于對內燃機構造教學方式的探索與創新，本著繼承傳統優勢、突破傳統的實踐模式、構建“以學生為主體”的“引導自學、教師解惑、實踐分析”的“三步一體”教學模式，將“自學、理論、實踐”相結合，在教學實踐中真正的實現了以學生為教學的中心，最大限度地調動了學生的積極性，取得了較好的教學效果。本文將結合內燃機構造課程闡述如何將“三步一體”教學模式應用到工科專業課程的教學與實踐。

一、引導自學

自學本不是什么新鮮的事物，大學里也更加注重學生自學能力的培養。但如果把自學延伸引入大學的教學環節中，應該賦予它更多的內涵。內燃機構造課程在“引導自學”環節中充分利用網絡資源，讓學生通過“內燃機構造”網絡自學平臺主動的在網上進行了解。網絡自學平臺以設問、講解等形象生動的近似科普性質的內容對內燃機構造課程中將要學習的內容進行初步的介紹。

（1）主動的引導學生自學

在學生自學過程中教師要有目的的通過自學設定的內容進行導向。在自學過程中有意設置疑惑。讓學生思考并心存某種疑惑、激發深入學習的興趣，為后面的課堂教學打基礎，同時也為后續課堂教學中的討論提供話題。比如，在課堂教學講授內燃機燃燒過程之前，在自學內容中提出如“汽車能夠燃燒什么燃料來為車輪提供動力？”的問題，然后在網絡自學平臺重點以故事的形式講述內燃機中汽油機、柴油機的發展歷史，體現燃料燃燒的特點。而到了課堂上，可以先討論為什么柴油、汽油能作為汽車的燃料，然后學生自由討論什么能作為汽車的燃料，最后再拓展到生物柴油等新興的燃料技術。

（2）給學生隱形的壓力進行自學

有人說哈佛大學圖書館的燈徹夜不熄，里面有很多學生在學習，這說明了什么問題？應該說那個時間并不是教師在講授課程，而是一種隱形的壓力迫使學生進行自學。由于“內燃機構造”自學網絡已經實現設立很多問題，學生為了更好的解決問題，那么就需要在課下進行更多的查閱文獻資料。這不是以某種強硬的方式布置任務，更多的是體現在讓學生按照比較有趣的問題方向去涉獵更為廣泛的專業知識。在課堂上，學生為了表現自己已經獲得的知識，必然會踴躍成為課堂上的主體。教師也能夠通過這種反饋獲悉學生對專業知識的了解程度、感興趣程度及課下是否進行了學習等多方面的信息，能夠在一定程度上解決目前大學里有些學生不學習或盲目學習的問題。

（3）通過歷史故事激發學生興趣

汽車作為一種行走機械以內燃機為主要動力，而內燃機這種機械已經沉淀了上百年的歷史，很多精彩的歷史故事蘊含其中，而在其中機械技術的發展進步作為一條主線卻是不變的主題。工科專業課也正是體現在機械技術的更新上。在自學過程中讓學生輕松地閱讀類似一些簡單機構的誕生故事這方面資料，很生動有趣，避免了機械設備在結構給人的枯燥感。由于在課下的自學過程中學生已經進行了解，那么在課堂上就可以把故事中的技術問題直接在課上進行討論，不必重復陳述，提高了課堂上交流的信息量。通過技術變遷的歷史，也能夠帶動學生對工科技術魅力產生興趣，在對不同時代相同技術的了解過程中學會分析對比。例如在“起動機誕生”的故事中就隱含了起動機最早的機構雛形，以及它在技術上解決了什么問題。通過學生閱讀故事，潛移默化地理解了該機構的作用。

（4）提高教學的起點

現代科技的發展一方面給人們生活水平帶來極大的改善，代表先進科學技術的設備也隨處可見，如汽車也在逐漸成為一種日用品。另一方面，現代科技的發展也使大學生獲取知識的途徑也更加廣泛，對科技的認知水平提高。“內燃機構造”在教學過程中為適應這種發展趨勢，提高了教學起點。在引導學生網絡自學中已將一些很簡單的機械原理已經展示給學生，同時學生在課下也閱讀了相關的技術資料，那么在課堂教學過程中就可以提高教學內容的起點，重點解決一些難解的問題。

二、教師解惑

教師解惑環節是在課堂上一部分時間對教學的重點內容進行透徹的講解。剩余時間則結合自學過程中的問題與學生進行互動討論。課堂教學的教授過程中更注重強調對概念的陳述、解釋，對理論的強化，對問題進行深入的剖析，使學生不僅“知其然”，還理解“其所以然”，凸顯技術在發展過程中的嚴謹性，讓學生對技術的認識上升到理論的高度。而在討論互動過程中則會體現技術的多樣性、靈活性與創新性，將理論應用于技術的分析與詮釋。

內燃機構造教學在“教師解惑”這個環節中充分利用多媒體教學手段，采用動畫等生動的課件，結合學生在預習中的疑難問題進行重點講述。比如在燃料這個問題上要講述燃料不同指標的定義，如“汽油標號”、“柴油凝點”等，對比分析不同燃料的這些物理化學特性指標，再輔以動畫的形式展示汽油機與柴油機的燃燒工作過程，在此基礎上討論如何讓汽車燃燒“地溝油”這類有趣的話題。

這種教師解惑的教學方式不同于普通的講授，其基于引導自學的基礎之上，讓教授的客體有了共同的一個自學基礎，具備了一些科普性的專業常識，存在了一些要解決、了解的問題，對課堂上將要講述的內容有了更充分的準備。至此課堂教學則可以在有限的黃金時間內重點闡述某種理論、某些難點，規范學生的理性思維，更大的激發學生挑戰的興趣。這樣不僅提高了教學的起點，同時也激發了學生學習該課程的興奮點。

三、實踐分析

實踐分析中以學生為中心、教師引導的方式，針對課堂上的內容進行實踐活動與分析。實踐的過程是將課堂上的理性認識轉變為一種感性認識。

內燃機構造課程基于理論與實踐教學的特殊性，在課堂教學后要安排專業認識實習。早期時是到校外的一些汽車維修廠進行實踐。這幾年根據企業的實際情況將專業認識實習轉移至校內，自己建立了實踐基地。將實踐場地、試驗設備分區建設，包括概念展示區、發動機工作原理與典型結構展示區、發動機電控系統實踐區、汽油機供給系實踐區、柴油機供給系實踐區及發動機整機構造實踐區六個區域。讓學生親自動手，分區實踐，對汽車發動機進行拆裝，結合實物充分了解發動機結構的特點、工作原理、技術進步的變遷。在組織實踐活動中重點強調以下幾個方面：

（1）細化分組

以3-4名同學為一組對發動機進行拆裝，真正的實現小組式教學，讓每個同學都有動手的機會。

（2）分類對比

拆裝的教具選取典型的設備，在拆裝過程中進行橫向與縱向不同方式的進行對比。學生進行橫向對比時，可選取美系、日系、德系、國產的發動機進行拆裝，之后對比不同的零件結構，利用課堂上講授的內容進行分析對比，哪種結構更好；學生還可按照點火系統的技術發展變遷為主線，通過展示與拆裝不同年代時的結構進行縱向對比分析，讓學生分析每次技術變遷要解決的問題、采用的技術。

通過學生親身體驗、親眼所見、親手拆裝感受，再加以教師的引導分析，讓學生將所學理論升華至實踐分析。

四、結束語

如何將以學生為主體的“三步一體”式教學中的各個環節緊密聯系并予以延伸是教學的關鍵。經過近幾年的教學改革與嘗試，將這種教學模式在“內燃機構造”這門工科專業課程中予以實踐獲得了較好的教學效果。學生對內燃機的基本結構、工作原理、技術發展有了更清楚的認識，強化了學生的動手能力，促進了學生綜合素質的培養。在教學實踐中摸索出的“三步一體”式教學方法尤其是對工科專業課程的教學具有一定的借鑒作用。