內(nèi)燃機原理課程教學(xué)改革研究

時間:2022-05-13 10:39:57

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內(nèi)燃機原理課程教學(xué)改革研究

摘要:內(nèi)燃機原理課程主要講授內(nèi)燃機的基本工作循環(huán)和性能、換氣過程與增壓技術(shù)、混合氣形成和燃燒以及性能評價等知識,是車輛工程和能源與動力工程專業(yè)的核心課程。該課程的學(xué)習(xí)對于提高學(xué)生的工程實踐能力和專業(yè)素養(yǎng)十分重要。在課程教學(xué)過程中,可以通過查看學(xué)生線上學(xué)習(xí)時長、隨堂測試結(jié)果、課堂討論以及專題報告完成情況了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)能力,并有針對性的開展教學(xué)活動,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞:形成性評價;內(nèi)燃機原理;混合式教學(xué);學(xué)習(xí)效果

內(nèi)燃機原理課程主要講授內(nèi)燃機的基本工作循環(huán)和性能、換氣過程與增壓技術(shù)、混合氣形成和燃燒以及性能評價等知識,是車輛工程和能源與動力工程專業(yè)的核心課程[1]。目前,許多高校內(nèi)燃機原理課程仍在沿用以教師為中心、以課堂講授為主的教學(xué)模式[2]。隨著工程教育認(rèn)證工作的普遍開展,以學(xué)生為中心的教育教學(xué)理念越來越得到高等教育領(lǐng)域的重視[3-4]。以教師為中心的教學(xué)模式中,任課教師更加關(guān)心課程的知識體系是否完整,課堂內(nèi)容講授是否清晰、正確;而在教學(xué)評價中,也更加重視老師講了什么內(nèi)容,講的好不好;課程的評價也是以終結(jié)性評價為主,主要的評價方式是期末考試,教學(xué)效果的好壞更加依賴于學(xué)生的自覺性。這樣的教學(xué)和評價模式已經(jīng)無法適應(yīng)目前工程教育認(rèn)證中“以學(xué)生為中心”的要求?!耙詫W(xué)生為中心”的課程教學(xué)模式中,人們更加關(guān)心學(xué)生學(xué)到了什么,而不是老師講授了什么。教師的任務(wù)不僅僅是把知識講清楚,還需要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并根據(jù)學(xué)生的學(xué)生情況采取針對性的措施,幫助學(xué)生更好的掌握課程內(nèi)容,達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。在“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念推動下,以“形成性評價”為核心課教學(xué)改革越來越受到人們的重視。形成性評價是指在教學(xué)進程中,教師采用各種評價方式,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),并針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)個體差異采取針對性的措施,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。課堂的組織形式要圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)效果開展,可以采用靈活多樣的教學(xué)方式和評價手段,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生能夠在課下投入更多的時間開展學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)效果。本文以河北科技大學(xué)能源與動力工程專業(yè)“內(nèi)燃機原理”課程為例,闡述以形成性評價為核心的課程教學(xué)模式改革措施,對于提高課程教學(xué)效果、推動“以學(xué)生為中心”教學(xué)理念的普及具有明顯的意義。

1內(nèi)燃機原理課程的教學(xué)目標(biāo)及主要教學(xué)內(nèi)容

1.1課程的課程目標(biāo)

本專業(yè)內(nèi)燃機原理的課程目標(biāo)主要有兩個:①通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握內(nèi)燃機性能提高和合理使用的基本原理,獲得一般的試驗方法及操作技能,以便正確合理的選擇、運用內(nèi)燃機,同時為本專業(yè)學(xué)生日后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。②使學(xué)生對內(nèi)燃機的換氣過程、燃燒過程有較深入了解,并基本掌握內(nèi)燃機的性能,內(nèi)燃機特性實驗的基本計算、分析。了解內(nèi)燃機的進氣增壓、排氣污染與控制等。該課程的理論性強、內(nèi)容抽象,應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生如何用抽象的理論去分析實際工程問題的能力。根據(jù)“以學(xué)生為中心”教學(xué)模式要求,課程的教學(xué)工作主要圍繞這兩個目標(biāo)開展。

1.2課程的主要教學(xué)內(nèi)容

課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括以下7個方面:①內(nèi)燃機工作循環(huán)與性能指標(biāo)。主要講授內(nèi)燃機理論循環(huán),內(nèi)燃機的實際循環(huán),指示指標(biāo)、有效指標(biāo)及其它性能指標(biāo);機械損失及其測定,內(nèi)燃機的環(huán)境指標(biāo),熱平衡等方面的知識。②內(nèi)燃機換氣過程與增壓技術(shù)。主要講授四行程內(nèi)燃機換氣過程,四行程內(nèi)燃機的充氣效率,減少進氣系統(tǒng)阻力,合理選擇配氣定時,增壓技術(shù)等方面的知識。③內(nèi)燃機燃料與燃燒。主要講授內(nèi)燃機的燃料,燃料的使用特性,燃燒熱化學(xué)等知識。④汽油機的燃燒過程及排放控制。主要講授汽油機燃燒過程、影響燃燒過程的因素,汽油機混合氣的形成,燃燒室等方面的知識。⑤柴油機混合氣形成與燃燒。主要講授柴油機的燃燒過程,燃油的噴射與霧化,混合氣的形成和燃燒室,燃燒過程的影響因素等方面的知識。⑥柴油機燃料噴射與霧化。主要講授燃料噴射系統(tǒng)簡介、傳統(tǒng)機械式泵-管-嘴系統(tǒng)的燃料噴射及電控系統(tǒng)等方面的知識。⑦內(nèi)燃機特性與匹配。主要講授內(nèi)燃機工況;內(nèi)燃機臺架試驗;內(nèi)燃機的負(fù)荷特性;內(nèi)燃機的速度特性;內(nèi)燃機的調(diào)整特性,萬有特性等方面的知識。

2課程教學(xué)中主要的形成性評價手段

在課程進程中,任課教師采取各種手段,了解學(xué)生個體的學(xué)習(xí)狀態(tài)的差異,以便有針對性的采取措施,提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果,主要采取的形成性評價措施包括以下方面:①采用線上線下混合教學(xué)方式了解學(xué)生課下的學(xué)習(xí)時間投入。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸普及,線上學(xué)習(xí)已經(jīng)成為了一種重要的教學(xué)手段。線上學(xué)習(xí)是指任課教師將課程的電子課件、教學(xué)視頻、練習(xí)題等學(xué)習(xí)資料上傳到網(wǎng)上,建立在線課程;學(xué)生在課下可以通過學(xué)習(xí)在線課程來加深對課程知識的理解,通過完成練習(xí)題來測試自己的學(xué)習(xí)效果。指導(dǎo)教師可以根據(jù)學(xué)生的在線學(xué)習(xí)時長、練習(xí)題的完成質(zhì)量了解學(xué)生在課下學(xué)習(xí)的時間投入和學(xué)習(xí)效果。②采用隨堂測驗了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,隨堂測驗的實施難度較大。主要的問題存在于隨堂測驗過程中,老師需要發(fā)卷、收卷、閱卷,占用了太多的課堂時間;另一方面,由于隨堂測試后,教師不能第一時間了解測驗的結(jié)果,以便開展針對性的教學(xué)活動,隨堂測驗對教學(xué)活動的作用也存在一定的滯后性?,F(xiàn)在,由于手機和網(wǎng)絡(luò)的普及,隨堂測驗可以由老師事先預(yù)設(shè)題目,學(xué)生通過手機答題,完成測驗后立刻可以了解測驗成績以及主要的知識缺陷所在。任課教師可以立刻開展有針對性的教學(xué)和專題輔導(dǎo)活動。一方面,隨堂測驗可以督促學(xué)生在課下增加學(xué)習(xí)投入,另一方面也可以讓任課教師第一時間了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),以便開展有針對性的課堂教學(xué)活動。③采用課堂討論引導(dǎo)學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)與資料查閱。通過實現(xiàn)預(yù)設(shè)特定的題目,在課前或者通過在線課程向?qū)W生公布課堂討論題目,引導(dǎo)學(xué)生在課下對課程內(nèi)容的進行預(yù)習(xí),并通過各種渠道查閱資料,獲得有效結(jié)論。在課堂上,通過分組討論、專題匯報的方式,檢驗學(xué)生的預(yù)習(xí)和資料查閱與分析的效果。指導(dǎo)教師可以在課堂討論的過程中,根據(jù)學(xué)生討論中發(fā)言的積極性和觀點的正確性了解學(xué)生課下的準(zhǔn)備情況,以便有針對性的采取措施,督促學(xué)生增加精力投入,提高學(xué)習(xí)效果。④設(shè)置專題實踐報告培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。由于大學(xué)課程的知識量大,授課時長有限,因此課下自學(xué)時間和精力的投入決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此,學(xué)生自學(xué)能力和意識對于學(xué)生能否掌握課程內(nèi)容,達(dá)成課程目標(biāo)至關(guān)重要。另一方面,工程教育中,更加注重學(xué)生運用所學(xué)知識解決工程實踐問題能力的培養(yǎng)。專題實踐報告是指針對某一階段學(xué)習(xí)的知識,設(shè)計特定的工程實踐問題,要求學(xué)生對問題進行分析、判斷,運用所學(xué)專業(yè)知識制定解決方案,并撰寫報告。通過開展專題實踐報告的訓(xùn)練,能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生在知識學(xué)習(xí)中的盲點,訓(xùn)練學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決工程實踐問題的能力。

3形成性評價中發(fā)現(xiàn)問題的應(yīng)對措施

在形成性評價過程中,內(nèi)燃機原理課程發(fā)現(xiàn)的問題及應(yīng)對措施主要包括以下方面:①學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正,學(xué)習(xí)時間投入不足。通過檢測在線學(xué)習(xí)時長和練習(xí)題完成情況可以發(fā)現(xiàn),部分學(xué)生幾乎很少參與在線學(xué)習(xí),預(yù)設(shè)的練習(xí)題也完成的很少,從而造成隨堂測試成績不夠理想,表明學(xué)生存在線下學(xué)習(xí)時間和精力投入不足的問題。針對此類情況,指導(dǎo)教師可以與學(xué)生進行個別交流,闡明課下自學(xué)的重要性,引導(dǎo)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度,增加時間投入。②基礎(chǔ)知識薄弱、學(xué)習(xí)方法不夠科學(xué)的問題。形成性評價過程中,部分學(xué)生雖然時間投入較多、課堂討論上表現(xiàn)也比較積極,但隨堂測試的結(jié)果仍然不夠理想,其主要原因一般源于基礎(chǔ)知識薄弱和學(xué)習(xí)方法不夠科學(xué)兩個方面。針對此類情況,任課教師可以通過個別交流,了解基礎(chǔ)知識和學(xué)習(xí)方法中存在的不足,有針對性的開展個別輔導(dǎo)。③綜合運用所學(xué)知識解決工程實踐問題能力不足。通過查閱學(xué)生的工程實踐報告發(fā)現(xiàn),部分學(xué)生存在工程實踐能力不足的問題。針對這一問題,可以強化案例分析教學(xué),多在課堂上分析一些工程實踐的案例,增加學(xué)生工程實踐經(jīng)驗,提高工程實踐能力。

4總結(jié)

采用線上線下相結(jié)合的方法,基于形成性評價開展內(nèi)燃機原理課程的教學(xué)模式改革,教學(xué)通過監(jiān)測學(xué)生線上學(xué)習(xí)時長、隨堂測試結(jié)果、課堂討論情況以及專題報告完成情況,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果,并有針對不同學(xué)生個體采取措施,督促學(xué)生增加課程學(xué)習(xí)時間投入,提高學(xué)習(xí)效果,對于貫徹“以學(xué)生為中心”的工程教育理念,提高人才培養(yǎng)效果具有明顯的意義。

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作者:劉慶剛 單位:河北科技大學(xué)機械工程學(xué)院