《汽車發動機構造》線上線下混合教學建設

孫悅超　黃明鑫　李曼

摘 要：汽車發動機構造是汽車類專業的核心課之一，對本課程的掌握程度將直接影響學生后續其它專業課程的學習，對人才培養質量起重要作用。為提高教學質量，通過在線課程建設、MR全息教學應用、理實同步教學等手段實現線上線下混合教學新模式，從而達到預期的教學效果、保障人才培養質量。

關鍵詞：混合教學;課程改革;汽車發動機;在線課程

《汽車發動機構造》是《汽車構造》課程的重要組成部分，是車輛工程、汽車服務工程等本科專業的核心課程之一，也是學生接觸的第一門與汽車緊密相關的課程，學好本課程可為后續專業課程的學習奠定基礎。在課程建設和教學過程中，我們重視工程教育的育人理念，堅持 “理論聯系實際、啟發式講解”的現代應用型本科教育思想，逐步形成了集“線上自主學習、線下MR全息教學、理實同步教學”的應用型人才培養課程教學新模式。

1 課程建設理念

1.1 激發學生主動思考

針對課程內容抽象的特點，更多地采用啟發式教學方法，鼓勵學生在教師的引導下積極思考，激發學生學習的主動性和創造性，充分發揮學生學習的主觀能動性。例如：線上自主學習增加了討論環節，促進學生獨立思考解決問題的能力;在講解四沖程汽油機工作原理時，結合三維結構或者動畫展示活塞的上下止點位置，啟發學生思考活塞位置對發動機工作過程的思考、理解。

1.2 注重學生能力培養

《汽車發動機構造》作為汽車專業的入門課、核心課，通過本門課程的學習使學生逐步由動腦思考過渡到動手實踐，通過線上理論和線下實踐的有機結合培養學生的應用能力。我們通過建立“專業認識實習—課程理論教學—零件拆裝實踐”的工學結合方式，培養學生獲得汽車結構原理知識和汽車新技術學習的方法和能力，并鍛煉學生拆裝汽車發動機的實踐應用能力。

1.3 提升學生發展能力

通過全面開放實驗室，引導學生在空余時間到實驗室學習，以提高學生的自我發展能力和綜合素質。我校汽車構造實驗室已全面實行開放式教學，在設備培訓、指導學生參與自制設備、指導學生課外科技制作、學生考取職業技能資格證書等方面條件非常便利。幾年來，有數百名學生通過實驗室的培訓和自主學習，考取了汽車維修高級工等職業技能資格證書，考證通過率達99.5%。

1.4 線上線下混合教學

《汽車發動機構造》課程上線后，對汽車服務工程專業學生實行線上線下混合教學，非專業學生則只進行線上自主學習。線上學習除了要求學生學習課程內容外，還設有輔導答疑、章節練習、考試測驗等環節，線下還設有實驗實訓、實驗室自主學習等環節，使學生真正學懂弄通汽車發動機的基本結構和工作原理，并具備分析不同汽車零部件結構、工作原理方面的能力，養成善于分析問題和探究汽車零部件結構奧秘的習慣，領悟汽車及其結構的設計思想，強化實踐動手能力和工程意識，具備理論知識與實際應用能力緊密結合、分析與解決問題的能力和較強的思維創新意識。

2 課程建設措施

2.1 線上建設平臺

課程采用線上與線下相結合的建設原則，線上建設平臺為清華大學發起的基于互聯網技術的新型學習平臺——學堂在線，《汽車發動機構造》課程學習網址為https：//next.xuetangx.com/course/lingnan08081002104/1353949。線上以信息技術手段為載體，向參訓學習的教師或學生傳授“汽車發動機構造與工作原理”，提高學習者對汽車發動機結構的理解認識，提升學習者專業基本知識和實際運用能力。由課程平臺負責線上的技術支持與維護，并配以課程輔導教師進行答疑、學習情況統計等常規工作。

課程線下建設結合教育部科技發展創新中心“北創助教”資助項目——基于MR（混合現實）技術的發動機構造與維修全息教學應用，進行基于混合現實技術（MR）的課程教學設計、構建、教學實施與評價、教學標準制定、教學手段和教學方法推廣等。目的是通過更直觀、便捷的方法讓學生沉浸于課程學習，更有效地掌握課程內容。

2.2 線下MR全息教學

通過MR技術建立汽車發動機教學平臺和資源庫，使發動機的零部件結構和工作原理通過三維實體或仿真形式呈現。學生通過操作鼠標、鍵盤、MR眼鏡等即可360度無死角的觀察發動機的內外部零部件的詳細構造、工作情況，跟實際拆解發動機零部件所觀察的內部結構效果一致。

通過MR教學可使學生在實驗或者發動機拆裝過程中從多個角度觀察發動機整體及其所有零部件結構，對這些零部件可隨時進行虛擬拆裝，并能全程對拆卸和裝配過程及裝配結果通過計算機指導、分析、評價。因此學生可以通過MR反復訓練來熟悉汽車零部件結構以及它們的工作過程，這樣反復實踐、分析和比較各零部件之間的結構及裝配關系，可激發學生學習和探索創新的積極性，提高發現問題和解決問題的創新應用能力。

2.3 理實同步教學

理實同步是整合理論課在教室、實驗課在實驗室分別進行的傳統方式，把理論部分也安排到實驗室與實驗部分同步進行，教師將理論和實踐完全融合在一起，進行理實一體化教學。這樣學生除了線上自主學習理論之外，教師通過輔助多媒體、三維軟件等講解理論后，立刻對照實物、實際結構現場講解，加深了學生對汽車發動機構造的理解和認識，學生還可以現場實際操作加深對理論的理解，使理論和實踐可相互促進。例如：教師在講解發動機曲柄活塞連桿機構時，可在實驗室利用整車解剖模型、活塞等實際零件現場教學，學生直接面對實物，邊聽邊看也可以動手操作，使學生對汽車復雜抽象的零件結構理解的會更深。

在發動機拆裝實踐中，如果讓學生首先結合MR全息教學軟件進行多次發動機拆裝仿真操作、反復練習，遇到工具使用不當或者操作不規范的情況就不能進行到下一步。這樣規范了操作和拆裝流程，在實際進行發動機拆裝時就不會或者很少出現上述情況。理實同步教學除了提高教學質量外，還有助于實驗室的建設管理，真正做到實驗室建設為本科教學服務。

3 結束語

汽車發動機構造是汽車類專業的核心課之一，對本課程的掌握程度將直接影響學生后續其它專業課程的學習，對人才培養質量起重要作用。為提高教學質量，我們建設“線上自主學習、線下MR全息教學、理實同步教學”的《汽車發動機構造》線上線下混合教學新模式，以期在激發學生的學習興趣和自主學習能力、培養學生的實際應用能力、提升學生專業后續發展能力等方面都有效果，從而保障應用型人才培養質量。

基金項目：廣東高校創新強校工程（教育科研類）項目“汽車服務工程應用型本科人才校企協同培養機制研究”（2016GXJK100）;2017廣東省本科高校教學改革項目“汽車服務工程應用型本科人才校企協同育人機制研究和改革實踐”;2018年嶺南師范學院教育教學研究和改革項目“基于工程教育認證的工科專業實習實踐改革研究”。

教育部科技發展中心產學研創新基金項目（2018C01041）“基于MR（混合現實）技術的發動機構造與維修全息教學應用”。

參考文獻：

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