《內(nèi)燃機(jī)原理》課程教學(xué)的改革與優(yōu)化

任成龍　王儉樸

摘要：《內(nèi)燃機(jī)原理》是車輛工程、汽車服務(wù)工程等專業(yè)的主干課程之一，如何在教學(xué)過程中避免同質(zhì)化現(xiàn)象，體現(xiàn)本校相關(guān)專業(yè)的定位及特色，是該課程教學(xué)要注意的重點(diǎn)內(nèi)容。本文從教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)手段的應(yīng)用以及實(shí)踐環(huán)節(jié)的建設(shè)三方面提出了改革的思路和方法，以提高《內(nèi)燃機(jī)原理》課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣及增強(qiáng)學(xué)生的解決實(shí)踐問題的能力。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)原理；教學(xué)改革；優(yōu)化方案

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）21-0077-02

“培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)主義建設(shè)需要、全面發(fā)展，并能獲得工程師的基本訓(xùn)練的專業(yè)人才”是工科高等教育的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，南京工程學(xué)院則是以培養(yǎng)“學(xué)以致用”的技術(shù)人才為目標(biāo)，要求學(xué)生不僅要有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力，還應(yīng)具備吃苦耐勞的敬業(yè)精神。

我院的《內(nèi)燃機(jī)原理》課程以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，通過分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的各個(gè)階段中影響經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放品質(zhì)等性能的各種因素，從中找出提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能一般規(guī)律的一門車輛工程和汽車服務(wù)工程專業(yè)重要的專業(yè)課程。但目前《內(nèi)燃機(jī)原理》課程教學(xué)同質(zhì)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上均沒有體現(xiàn)出不同學(xué)校或?qū)I(yè)的特色及差異。因此，為適應(yīng)目標(biāo)人才培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量，作為主干課程之一，《內(nèi)燃機(jī)原理》課程教學(xué)有必要進(jìn)行系統(tǒng)的改革與優(yōu)化。

一、科學(xué)組織教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

近年來，隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展以及節(jié)能環(huán)保問題的日益突出，使得節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展日新月異。而汽車的節(jié)能環(huán)保，與內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性密切相關(guān)。對(duì)于我院的車輛工程專業(yè)，其定位于節(jié)能與新能源汽車方向，因此，在《內(nèi)燃機(jī)原理》課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及教學(xué)過程中，除講授傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)知識(shí)外，如何體現(xiàn)節(jié)能與新能源汽車方向的特點(diǎn)和地位，是需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容之一，這樣，才能使學(xué)生既能充分認(rèn)識(shí)了解傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的重要性，又能有效結(jié)合自身專業(yè)特色，了解現(xiàn)階段的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和社會(huì)研究熱點(diǎn)，以促進(jìn)節(jié)能與新能源汽車的研究與發(fā)展。

同時(shí)，由于新的教育理念、辦學(xué)思想、教育手段的引入，專業(yè)課學(xué)時(shí)被大大削減，因此，有必要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合。課程內(nèi)容整合的基本精神是“打破課程間的壁壘，注意知識(shí)的相互滲透和融合，減少重復(fù)，以有限的課程覆蓋培養(yǎng)目標(biāo)所要求的知識(shí)面”。我院的“內(nèi)燃機(jī)原理”課程為32學(xué)時(shí)，課時(shí)相對(duì)較少，故將“工程熱力學(xué)”相關(guān)部分內(nèi)容整合到《內(nèi)燃機(jī)原理》課程中，不做單獨(dú)講解；有關(guān)內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造（即汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造）的基本知識(shí)，因相關(guān)內(nèi)容在汽車構(gòu)造課上已經(jīng)進(jìn)行了講解，故在《內(nèi)燃機(jī)原理》課上也不再詳細(xì)介紹。在本科《內(nèi)燃機(jī)原理》課程中，應(yīng)把內(nèi)燃機(jī)性能作為一條主線貫穿于教學(xué)的全過程，而全部課程內(nèi)容以圍繞主線的三條支線：性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)、性能的影響因素及提高措施和如何測(cè)量性能指標(biāo)展開。

另外，專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課教材的內(nèi)容大多落后于本專業(yè)技術(shù)發(fā)展步伐，尤其是汽車領(lǐng)域，其各項(xiàng)技術(shù)的更新、改進(jìn)速度非?？?，教材的相關(guān)內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于技術(shù)的更新。因此，在本課程優(yōu)化設(shè)計(jì)中，既要以教材內(nèi)容的主線為綱，又要跳出教材內(nèi)容的局限，實(shí)時(shí)補(bǔ)充新內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)。作為主講教師，必須要站在學(xué)科的前沿方向，通過聯(lián)系實(shí)際，將最新的理論講解給學(xué)生，讓他們能夠更加深入地了解內(nèi)燃機(jī)的性能及該領(lǐng)域的最新研究成果，大大激發(fā)學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。

二、應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)手段，提高課程教學(xué)效果

僅科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還必須把相關(guān)知識(shí)有效地傳授給學(xué)生。而傳統(tǒng)的教學(xué)手段是粉筆板書，這種教學(xué)手段雖有它存在的合理性，但因?qū)I(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課涉及到許多圖表，用板書表達(dá)，一是困難，二是速度慢。因此，單純靠粉筆板書的教學(xué)手段已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的專業(yè)課教學(xué)。

采用多媒體教學(xué)，既彌補(bǔ)了板書教學(xué)存在的不足，又可以把不同型號(hào)、不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)立體造型展現(xiàn)給學(xué)生，從而增強(qiáng)學(xué)生的空間構(gòu)型能力，解決了因空間想象能力差導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容難以掌握的問題；同時(shí)伴有動(dòng)畫或視頻演示，更有利于學(xué)生掌握不同零件間的連接關(guān)系以及內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)理，使之更深刻地理解內(nèi)燃機(jī)的工作過程和原理；另外，多媒體課件的整體感官效果能增強(qiáng)課程教學(xué)的趣味性，非常適合專業(yè)課學(xué)時(shí)被壓縮的這一現(xiàn)狀?？纱蟠筇岣哒n堂的教學(xué)效果。在教學(xué)過程中，還可以充分結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真軟件分析或建立仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

另外，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)原理這樣理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程，應(yīng)改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式，而更多地采用“引導(dǎo)式”、“探究式”教學(xué)，教師用一定時(shí)間在課堂上進(jìn)行師生之間的互動(dòng)，以提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，故在教案設(shè)計(jì)上增加一些互動(dòng)內(nèi)容，或增加實(shí)物和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，這也是需要考慮的。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

《內(nèi)燃機(jī)原理》是一門理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性都非常強(qiáng)的專業(yè)課，所以，在對(duì)內(nèi)燃機(jī)理論教學(xué)加強(qiáng)的同時(shí)，必須使實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)加大重視。

（一）建設(shè)專業(yè)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)室

要想使實(shí)踐教學(xué)達(dá)到較好的效果，首先要有配套的專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和合適的實(shí)驗(yàn)室。我院重點(diǎn)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)。要做發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)室是其基礎(chǔ)條件。而建設(shè)實(shí)驗(yàn)室則需要以下要求：保證安裝在試驗(yàn)臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)可以模擬實(shí)際情況；為檢查、檢測(cè)、調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)提供方便；擴(kuò)寬其適用范圍，從而完成對(duì)各種機(jī)型的實(shí)驗(yàn)；當(dāng)然還要有良好的消音、消煙設(shè)施，也要有良好的通風(fēng)條件和隔振能力，更好地完善實(shí)驗(yàn)人員的工作條件。

在滿足上述要求的基礎(chǔ)上，我院還引進(jìn)了定制的柴油機(jī)—汽油機(jī)組合性能試驗(yàn)臺(tái)裝置以完成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能的試驗(yàn)，該裝置需要用柴油機(jī)或者汽油機(jī)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)具體測(cè)試。該試驗(yàn)臺(tái)也可通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)與參數(shù)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更好地了解內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo)的測(cè)試和調(diào)整方法，并具有初步分析內(nèi)燃機(jī)性能影響因素的能力，也能夠?qū)Σ蛔愕牡胤教岢龇椒ê痛胧?/p>

（二）改進(jìn)《內(nèi)燃機(jī)原理》的課程實(shí)驗(yàn)

《內(nèi)燃機(jī)原理》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)要想充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的最佳性能，就要對(duì)原有的課程內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，主要包括以下兩個(gè)方面：

一方面要注重改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)的目的不僅僅是讓學(xué)生進(jìn)一步驗(yàn)證所學(xué)知識(shí)并加以鞏固，還應(yīng)該讓他們通過實(shí)驗(yàn)掌握正確的方法和操作技能，達(dá)到真正提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ哪康摹Ｒ郧埃瑢?shí)驗(yàn)設(shè)備的不夠完善導(dǎo)致教學(xué)過程中只能安排少量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)所學(xué)知識(shí)的驗(yàn)證與鞏固無疑是有好處的，但是單純地靠已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能激發(fā)學(xué)生思維的創(chuàng)作性，也不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，難以發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)作性。因此，要想提高該課程的教學(xué)效果，就必須轉(zhuǎn)變當(dāng)前的思想觀念，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐漸變革成綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手，親自通過實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程現(xiàn)象的深入了解，尋求最合理的解決方法和途徑。如發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，先讓學(xué)生仔細(xì)閱讀相關(guān)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用說明，然后結(jié)合課上講解的相關(guān)理論知識(shí)，通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)最終實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，真正地掌握發(fā)動(dòng)機(jī)功率實(shí)驗(yàn)常用的儀器設(shè)備的選擇、操作、使用方法以及發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速和有效油耗率的測(cè)量方法；學(xué)習(xí)繪制、分析發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性曲線，并通過分析運(yùn)行特性曲線評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)等性能，為合理選用發(fā)動(dòng)機(jī)提供依據(jù)。這樣，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的觀察、記錄、計(jì)算、分析，不僅開拓了學(xué)生的思路，提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣，還培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，使學(xué)生的素質(zhì)得到全面又系統(tǒng)的培養(yǎng)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核方面，第一，應(yīng)增加實(shí)際操作能力的占分比例；第二，為避免實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲或雷同現(xiàn)象，可針對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行集體匯報(bào)、答辯、總結(jié)與講評(píng)。

另一方面是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的加強(qiáng)。除了對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改進(jìn)外，還應(yīng)該把內(nèi)燃機(jī)原理課程的實(shí)踐教學(xué)與其他課程，尤其是汽車構(gòu)造的實(shí)驗(yàn)課程和汽車的拆裝練習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)緊密的結(jié)合起來。通過讓學(xué)生拆裝不同類型、各種型號(hào)的內(nèi)燃機(jī)，使學(xué)生更為直觀地了解內(nèi)燃機(jī)的具體構(gòu)造，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。

同時(shí)，理論課程的教學(xué)不應(yīng)局限于教室，還應(yīng)該注重學(xué)生拓寬思路的引導(dǎo)，日常生活學(xué)習(xí)中注意觀察，通過平時(shí)的實(shí)際觀察與所學(xué)理論知識(shí)相聯(lián)系，讓學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)得到有效增強(qiáng)，從而提高課堂的教學(xué)效果。此外，還可以與畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)熱力過程數(shù)值仿真和燃燒放熱率仿真等上機(jī)實(shí)踐，深化對(duì)理論的認(rèn)識(shí)。

總之，在內(nèi)燃機(jī)原理課程教學(xué)過程中，要充分利用“無形”的現(xiàn)代教學(xué)手段，有效結(jié)合“有形”的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論與實(shí)際相聯(lián)系，讓學(xué)生的知識(shí)面得到擴(kuò)大，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

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