《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程的教學(xué)改革與探索

石秀勇　倪計(jì)民　鄧俊

摘要：結(jié)合作者擔(dān)任車輛工程（汽車）專業(yè)本科課程《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》教學(xué)工作的多年體會(huì)，本文探討了在“卓越工程師”培養(yǎng)理念下如何改善教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的方法和途徑。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)原理，教學(xué)質(zhì)量，互動(dòng)性，綜合評(píng)價(jià)，企業(yè)旁聽(tīng)

中圖分類號(hào)：TK401-4

對(duì)于研究型大學(xué)人才培養(yǎng)而言，“實(shí)施精英教育、培養(yǎng)精英人才”是時(shí)代發(fā)展提出的新要求[1]。溫家寶總理曾在政府工作報(bào)告中指出，強(qiáng)國(guó)必先強(qiáng)教，只有一流教育，才能培養(yǎng)一流人才，建設(shè)一流國(guó)家；要解放思想，大膽突破，勇于創(chuàng)新，鼓勵(lì)試驗(yàn)，對(duì)辦學(xué)體制、教學(xué)內(nèi)容、教育方法、評(píng)價(jià)制度等進(jìn)行系統(tǒng)改革[2]。在同濟(jì)大學(xué)“卓越人才”的培養(yǎng)理念下，汽車學(xué)院本著培養(yǎng)“卓越汽車工程師”的前提，開(kāi)展了一系列“卓越課程”的教學(xué)改革工作。《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》是車輛工程（汽車）專業(yè)非車用動(dòng)力方向的專業(yè)限選課。本文結(jié)合近年來(lái)作者圍繞本科生專業(yè)課所進(jìn)行的教學(xué)改革，對(duì)《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革進(jìn)行了初步探索和實(shí)踐。

1.課程特點(diǎn)與挑戰(zhàn)

1.1課程特點(diǎn)

作為汽車學(xué)院車輛工程（汽車）專業(yè)的核心專業(yè)課之一，《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》主要講述車用內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)、性能指標(biāo)，以及車用內(nèi)燃機(jī)（包括點(diǎn)燃式汽油機(jī)和壓燃式柴油機(jī)等）的混合氣形成及燃燒、有害物排放控制和性能優(yōu)化等基本理論和工程技術(shù)。其理論性較強(qiáng)，且需要聽(tīng)課對(duì)象應(yīng)修過(guò)《發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造》和《工程熱力學(xué)》等前期課程。

1.2課程遇到挑戰(zhàn)

在多年的課程教學(xué)中，作者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)也逐漸遇到一些問(wèn)題和困惑，主要體現(xiàn)在：

（1）課時(shí)逐漸減少。在上世紀(jì)90年代，許多高校的“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”課程（或“汽車內(nèi)燃機(jī)原理”課程）的學(xué)時(shí)數(shù)都在80學(xué)時(shí)（含實(shí)驗(yàn)）左右；后來(lái)由于逐漸采用通識(shí)教育模式，專業(yè)課的課時(shí)不斷減少，我校目前已減至34學(xué)時(shí)。

（2）課時(shí)減少但內(nèi)容增加。主要因?yàn)榻?jīng)典的基本理論要延續(xù)，且必須夯實(shí)；但實(shí)際工程中的科技進(jìn)步日新月異，我國(guó)汽車技術(shù)水平在近十年內(nèi)跨越了國(guó)外二十年的歷程，在課程中如不及時(shí)反映也會(huì)脫離實(shí)際[3]。同時(shí)，學(xué)生對(duì)新事物和新技術(shù)的求知欲望很高，如果僅限于講授基本理論，他們的聽(tīng)課和學(xué)習(xí)興趣不高。

（3）目前國(guó)內(nèi)外教科書(shū)都不同程度地存在內(nèi)容偏舊、更新速度慢等問(wèn)題[4]，僅靠參考其他教材（包括國(guó)外最新教材）來(lái)更新我們的教學(xué)內(nèi)容，已無(wú)法滿足實(shí)際教學(xué)要求，必須進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和方法的改革與探索。

2.課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

2.1授課內(nèi)容的精簡(jiǎn)與更新

2.1.1教學(xué)內(nèi)容的合理安排

針對(duì)課時(shí)減少而內(nèi)容不減反增的情況，合理精簡(jiǎn)教材內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際發(fā)展補(bǔ)充相關(guān)新內(nèi)容是十分必要的。例如，汽油機(jī)的混合氣形成方式是《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課的重要內(nèi)容，它對(duì)汽油機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和污染物排放等性能有重要影響。車用汽油機(jī)自產(chǎn)業(yè)化以來(lái)，一直沿用文丘利管原理的化油器作為燃料霧化手段；20世紀(jì)80 年代末開(kāi)始，由于電子控制技術(shù)的應(yīng)用和降低排氣污染的社會(huì)需求，國(guó)外開(kāi)始采用進(jìn)氣道燃油噴射（PFI）技術(shù)，并停止了化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)；20世紀(jì)90年代中后期，國(guó)外為提高汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性而開(kāi)始采用缸內(nèi)直噴（GDI）技術(shù)，但直到目前為止大部分生產(chǎn)和使用中的車用汽油機(jī)仍以采用PFI方式為主[3]。針對(duì)這種狀況，作者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)在近幾年的講課內(nèi)容中，大大壓縮了化油器的內(nèi)容，轉(zhuǎn)而以PFI技術(shù)為主，并提高GDI內(nèi)容的比例，受到學(xué)生的歡迎。

2.1.2教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)

近年來(lái)，隨著社會(huì)對(duì)節(jié)約能源、減少排放等要求的日益提高，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。現(xiàn)有的教材在內(nèi)容上與這些新技術(shù)還有一定的滯后，因此，在本課程的教學(xué)內(nèi)容上及時(shí)補(bǔ)充一些發(fā)動(dòng)機(jī)的最新技術(shù)進(jìn)行講解，體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。例如，增加了現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的一些最新燃燒技術(shù)（如分層稀薄燃燒、均質(zhì)壓燃HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)）、可變進(jìn)氣技術(shù)（可變進(jìn)氣管、VVT/VVL）等進(jìn)行講解。

2.2教學(xué)方法與手段的豐富[5]

2.2.1教學(xué)方法上推行研究型教學(xué)模式

為了增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，采取了靈活多變的教學(xué)方法，如分組討論、問(wèn)題引導(dǎo)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等方式。例如針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的一些新結(jié)構(gòu)或者新技術(shù)展開(kāi)討論與交流，有興趣的同學(xué)也可以自己動(dòng)手設(shè)計(jì)或者改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)某些部位或機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。已有多名學(xué)生因此受益，而申請(qǐng)到上海市或國(guó)家的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目。

2.2.2教學(xué)手段上多種方式相結(jié)合

在課程教學(xué)手段上，采用了多媒體教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)相結(jié)合的方式，使課堂與現(xiàn)場(chǎng)、課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐有機(jī)融合，提高教學(xué)效果。如燃料燃燒的過(guò)程、渦輪增壓機(jī)的工作過(guò)程等，可以采用多媒體動(dòng)畫(huà)演示，以其鮮明的畫(huà)面、逼真的色彩以及生動(dòng)形象的動(dòng)畫(huà)或影像再現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的視、聽(tīng)等感官，使學(xué)生可以更直觀地理解和掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)理論知識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.3 考核方式體現(xiàn)對(duì)學(xué)生的綜合能力評(píng)價(jià)

為了鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)、實(shí)踐與創(chuàng)新和參與教學(xué)的主動(dòng)性，本課程在考核方式主要體現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合能力的評(píng)價(jià)，采取注重平時(shí)的多種考試考查相結(jié)合的方法。考核的成績(jī)分布大致為：平時(shí)成績(jī)占10%，課后實(shí)踐作業(yè)成績(jī)占30%，期末筆試成績(jī)占60%。平時(shí)成績(jī)主要是考察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和平時(shí)表現(xiàn)。課后實(shí)踐作業(yè)成績(jī)主要是考核學(xué)生的實(shí)踐能力，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程的相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)，將全班同學(xué)分成不同的小組，根據(jù)興趣自由組合共同完成一個(gè)主題。期末考試主要還是閉卷考核學(xué)生通過(guò)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)，對(duì)課程教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握情況以及綜合分析問(wèn)題的能力。

結(jié)語(yǔ)

《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》是一門(mén)原理性課程，其理論性較強(qiáng)。在當(dāng)前“卓越課程體系”建設(shè)、面向工程教育認(rèn)證的大環(huán)境下，合理精選課程內(nèi)容、豐富教學(xué)方法和手段、綜合考評(píng)學(xué)生能力等教學(xué)改革措施的實(shí)踐，可以逐步改善教學(xué)效果提升教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，為了克服僅僅是“紙上談兵”，內(nèi)容理解不夠深刻，在我院與上海大眾聯(lián)合培養(yǎng)卓越工程師的背景下，引入企業(yè)技術(shù)人員到課堂旁聽(tīng)，不但能夠提升企業(yè)人員的理論水平，同時(shí)還可以結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)給學(xué)校的學(xué)生帶來(lái)實(shí)際的技術(shù)場(chǎng)景。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建華.關(guān)于教學(xué)研究型大學(xué)精英人才培養(yǎng)的思考[J].教育探索，2008，（7）：23-24.

[2]田清雅.打造一流教育建設(shè)一流國(guó)家——解讀溫家寶總理的教育情結(jié)[J].學(xué)周刊A版，2010，（9）： 198-199.

[3]王建昕，帥石金，王 志.大學(xué)通識(shí)教育模式下本科生專業(yè)課教學(xué)方法的探討[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)， 2010 （4）： 55-57.

作者簡(jiǎn)介：石秀勇，男，1979.03，山東，研究生，同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院，研究方向：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排科研及教學(xué)