《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造》線上線下混合教學(xué)建設(shè)

孫悅超　黃明鑫　李曼

摘 要：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造是汽車類專業(yè)的核心課之一，對本課程的掌握程度將直接影響學(xué)生后續(xù)其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，對人才培養(yǎng)質(zhì)量起重要作用。為提高教學(xué)質(zhì)量，通過在線課程建設(shè)、MR全息教學(xué)應(yīng)用、理實(shí)同步教學(xué)等手段實(shí)現(xiàn)線上線下混合教學(xué)新模式，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果、保障人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混合教學(xué);課程改革;汽車發(fā)動(dòng)機(jī);在線課程

《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造》是《汽車構(gòu)造》課程的重要組成部分，是車輛工程、汽車服務(wù)工程等本科專業(yè)的核心課程之一，也是學(xué)生接觸的第一門與汽車緊密相關(guān)的課程，學(xué)好本課程可為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在課程建設(shè)和教學(xué)過程中，我們重視工程教育的育人理念，堅(jiān)持 “理論聯(lián)系實(shí)際、啟發(fā)式講解”的現(xiàn)代應(yīng)用型本科教育思想，逐步形成了集“線上自主學(xué)習(xí)、線下MR全息教學(xué)、理實(shí)同步教學(xué)”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)課程教學(xué)新模式。

1 課程建設(shè)理念

1.1 激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考

針對課程內(nèi)容抽象的特點(diǎn)，更多地采用啟發(fā)式教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下積極思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。例如：線上自主學(xué)習(xí)增加了討論環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考解決問題的能力;在講解四沖程汽油機(jī)工作原理時(shí)，結(jié)合三維結(jié)構(gòu)或者動(dòng)畫展示活塞的上下止點(diǎn)位置，啟發(fā)學(xué)生思考活塞位置對發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的思考、理解。

1.2 注重學(xué)生能力培養(yǎng)

《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造》作為汽車專業(yè)的入門課、核心課，通過本門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生逐步由動(dòng)腦思考過渡到動(dòng)手實(shí)踐，通過線上理論和線下實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。我們通過建立“專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)—課程理論教學(xué)—零件拆裝實(shí)踐”的工學(xué)結(jié)合方式，培養(yǎng)學(xué)生獲得汽車結(jié)構(gòu)原理知識(shí)和汽車新技術(shù)學(xué)習(xí)的方法和能力，并鍛煉學(xué)生拆裝汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)踐應(yīng)用能力。

1.3 提升學(xué)生發(fā)展能力

通過全面開放實(shí)驗(yàn)室，引導(dǎo)學(xué)生在空余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生的自我發(fā)展能力和綜合素質(zhì)。我校汽車構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室已全面實(shí)行開放式教學(xué)，在設(shè)備培訓(xùn)、指導(dǎo)學(xué)生參與自制設(shè)備、指導(dǎo)學(xué)生課外科技制作、學(xué)生考取職業(yè)技能資格證書等方面條件非常便利。幾年來，有數(shù)百名學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)室的培訓(xùn)和自主學(xué)習(xí)，考取了汽車維修高級工等職業(yè)技能資格證書，考證通過率達(dá)99.5%。

1.4 線上線下混合教學(xué)

《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造》課程上線后，對汽車服務(wù)工程專業(yè)學(xué)生實(shí)行線上線下混合教學(xué)，非專業(yè)學(xué)生則只進(jìn)行線上自主學(xué)習(xí)。線上學(xué)習(xí)除了要求學(xué)生學(xué)習(xí)課程內(nèi)容外，還設(shè)有輔導(dǎo)答疑、章節(jié)練習(xí)、考試測驗(yàn)等環(huán)節(jié)，線下還設(shè)有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)室自主學(xué)習(xí)等環(huán)節(jié)，使學(xué)生真正學(xué)懂弄通汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并具備分析不同汽車零部件結(jié)構(gòu)、工作原理方面的能力，養(yǎng)成善于分析問題和探究汽車零部件結(jié)構(gòu)奧秘的習(xí)慣，領(lǐng)悟汽車及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力和工程意識(shí)，具備理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用能力緊密結(jié)合、分析與解決問題的能力和較強(qiáng)的思維創(chuàng)新意識(shí)。

2 課程建設(shè)措施

2.1 線上建設(shè)平臺(tái)

課程采用線上與線下相結(jié)合的建設(shè)原則，線上建設(shè)平臺(tái)為清華大學(xué)發(fā)起的基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型學(xué)習(xí)平臺(tái)——學(xué)堂在線，《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造》課程學(xué)習(xí)網(wǎng)址為https：//next.xuetangx.com/course/lingnan08081002104/1353949。線上以信息技術(shù)手段為載體，向參訓(xùn)學(xué)習(xí)的教師或?qū)W生傳授“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與工作原理”，提高學(xué)習(xí)者對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的理解認(rèn)識(shí)，提升學(xué)習(xí)者專業(yè)基本知識(shí)和實(shí)際運(yùn)用能力。由課程平臺(tái)負(fù)責(zé)線上的技術(shù)支持與維護(hù)，并配以課程輔導(dǎo)教師進(jìn)行答疑、學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)等常規(guī)工作。

課程線下建設(shè)結(jié)合教育部科技發(fā)展創(chuàng)新中心“北創(chuàng)助教”資助項(xiàng)目——基于MR（混合現(xiàn)實(shí)）技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修全息教學(xué)應(yīng)用，進(jìn)行基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)（MR）的課程教學(xué)設(shè)計(jì)、構(gòu)建、教學(xué)實(shí)施與評價(jià)、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)制定、教學(xué)手段和教學(xué)方法推廣等。目的是通過更直觀、便捷的方法讓學(xué)生沉浸于課程學(xué)習(xí)，更有效地掌握課程內(nèi)容。

2.2 線下MR全息教學(xué)

通過MR技術(shù)建立汽車發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)平臺(tái)和資源庫，使發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件結(jié)構(gòu)和工作原理通過三維實(shí)體或仿真形式呈現(xiàn)。學(xué)生通過操作鼠標(biāo)、鍵盤、MR眼鏡等即可360度無死角的觀察發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)外部零部件的詳細(xì)構(gòu)造、工作情況，跟實(shí)際拆解發(fā)動(dòng)機(jī)零部件所觀察的內(nèi)部結(jié)構(gòu)效果一致。

通過MR教學(xué)可使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)或者發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過程中從多個(gè)角度觀察發(fā)動(dòng)機(jī)整體及其所有零部件結(jié)構(gòu)，對這些零部件可隨時(shí)進(jìn)行虛擬拆裝，并能全程對拆卸和裝配過程及裝配結(jié)果通過計(jì)算機(jī)指導(dǎo)、分析、評價(jià)。因此學(xué)生可以通過MR反復(fù)訓(xùn)練來熟悉汽車零部件結(jié)構(gòu)以及它們的工作過程，這樣反復(fù)實(shí)踐、分析和比較各零部件之間的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的積極性，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

2.3 理實(shí)同步教學(xué)

理實(shí)同步是整合理論課在教室、實(shí)驗(yàn)課在實(shí)驗(yàn)室分別進(jìn)行的傳統(tǒng)方式，把理論部分也安排到實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)部分同步進(jìn)行，教師將理論和實(shí)踐完全融合在一起，進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué)。這樣學(xué)生除了線上自主學(xué)習(xí)理論之外，教師通過輔助多媒體、三維軟件等講解理論后，立刻對照實(shí)物、實(shí)際結(jié)構(gòu)現(xiàn)場講解，加深了學(xué)生對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造的理解和認(rèn)識(shí)，學(xué)生還可以現(xiàn)場實(shí)際操作加深對理論的理解，使理論和實(shí)踐可相互促進(jìn)。例如：教師在講解發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄活塞連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，可在實(shí)驗(yàn)室利用整車解剖模型、活塞等實(shí)際零件現(xiàn)場教學(xué)，學(xué)生直接面對實(shí)物，邊聽邊看也可以動(dòng)手操作，使學(xué)生對汽車復(fù)雜抽象的零件結(jié)構(gòu)理解的會(huì)更深。

在發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)踐中，如果讓學(xué)生首先結(jié)合MR全息教學(xué)軟件進(jìn)行多次發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝仿真操作、反復(fù)練習(xí)，遇到工具使用不當(dāng)或者操作不規(guī)范的情況就不能進(jìn)行到下一步。這樣規(guī)范了操作和拆裝流程，在實(shí)際進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝時(shí)就不會(huì)或者很少出現(xiàn)上述情況。理實(shí)同步教學(xué)除了提高教學(xué)質(zhì)量外，還有助于實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)管理，真正做到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為本科教學(xué)服務(wù)。

3 結(jié)束語

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造是汽車類專業(yè)的核心課之一，對本課程的掌握程度將直接影響學(xué)生后續(xù)其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，對人才培養(yǎng)質(zhì)量起重要作用。為提高教學(xué)質(zhì)量，我們建設(shè)“線上自主學(xué)習(xí)、線下MR全息教學(xué)、理實(shí)同步教學(xué)”的《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造》線上線下混合教學(xué)新模式，以期在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力、提升學(xué)生專業(yè)后續(xù)發(fā)展能力等方面都有效果，從而保障應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

基金項(xiàng)目：廣東高校創(chuàng)新強(qiáng)校工程（教育科研類）項(xiàng)目“汽車服務(wù)工程應(yīng)用型本科人才校企協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制研究”（2016GXJK100）;2017廣東省本科高校教學(xué)改革項(xiàng)目“汽車服務(wù)工程應(yīng)用型本科人才校企協(xié)同育人機(jī)制研究和改革實(shí)踐”;2018年嶺南師范學(xué)院教育教學(xué)研究和改革項(xiàng)目“基于工程教育認(rèn)證的工科專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐改革研究”。

教育部科技發(fā)展中心產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2018C01041）“基于MR（混合現(xiàn)實(shí)）技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修全息教學(xué)應(yīng)用”。

參考文獻(xiàn)：

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