基于线上与线下融合模式的《发动机原理》 教学实践

杨洪刚

（上海电机学院机械学院，上海 201306）

前言

《发动机原理》是以发动机理想循环、实际循环、性能评价及发动机特性等为主要研究对象的一门理论性较强的专业基础课程。作为车辆工程、汽车服务工程和内燃机专业的核心课程，《发动机原理》已成为国内各大高校相关专业必开的基础课程。通过本门课程的学习，学生可掌握汽车发动机基本理论和工作过程，熟悉发动机换气与燃烧过程，以及污染物的生成与排放控制等方面的工作原理及影响因素，能够运用所学知识，分析提高发动机性能的技术措施和适用条件。对学生具备利用发动机基本原理解决实际问题的专业技术应用能力，成为熟知汽车发动机原理的高级技术型人才具有重要的理论基础和现实意义。

然而，《发动机原理》课程内容综合性较强、重点难点较多、知识范围较广。包含大量参数、指标、计算公式和曲线图，融合了工程热力学、高等数学与化学等多方面理论基础知识。与拥有大量直观图片和实物的《汽车构造》课程相比，具有计算量大、理论教学内容抽象、知识点难以理解等显著特点。而且，随着计算机控制技术和电子信息技术的高速发展与完善，汽车发动机新理论、新技术不断问世。可是现有教材对涌现的发动机新技术涉及内容较少，更新速度缓慢。学生自主学习的参考资料也相对较少，影响其对理论知识的深入理解与掌握。因此，对现有教学内容、方法与手段进行更新，构建并完善课程框架体系，充分利用线上与线下融合的教学模式，提升教学效果与专业人才培养质量，做到优势结合、与时俱进已变得十分迫切[1-2]。

1 线上与线下融合教学模式的意义

1.1 实现线上和线下教学的持续发展与良性循环

通过线上与线下教学模式的融合，可以充分发挥互联网优势，学生可以通过线上课程教学资源自主预习和学习，针对发动机原理的重点难点和新技术开展互动交流，在线下面授过程中可以更加有针对性地辅导和答疑。通过线上测试、问卷调研等，掌握学生动态，根据学生的反馈、问题搜集，可以持续改进和完善网络资源，实现可持续发展与良性循环，保障教学质量。

1.2 提高教学质量和人才培养质量

通过线上与线下混合教学模式的实践，客观全面的教学效果评价，可以充分调动学生的学习能动性，发挥学习的机动灵活性，激发学生的学习兴趣和潜能，结合网络资源和线下教学优势互补，巩固强化专业知识，提升课程教学质量和专业人才培养质量[3]。

1.3 促进课程体系的优化与完善

通过线上资源与线下教学的结合，可以有针对性地讲授重点和难点，聚焦学生兴趣点，开展多样化的教学内容、讲授方法、讨论形式和考核评价方法，调动学生的参与度，课程灵活性增强，从而优化与完善课程体系[4-5]。

2 线上与线下融合教学模式的实践

2.1 完善网络教学资源，保障线上教学质量

线上教学是整个教学的必备环节，其最终目的并不是简单使用在线平台和建设数字化教学资源，而是有效提升学生们的学习效率和深度。本课程选取超星网络教学平台，充分利用平台签到、通知、习题库、作业库、讨论区和数据统计等功能，丰富网络教学资源，学生可以通过课程学习网站阅读课程内容、查阅文献、观看视频讲解、参与讨论、自主学习和思考、记录重点难点，为线下教学学习做准备，从而保障教学质量。

为了保证教学内容的整体连贯性，结合本专业毕业要求和课程目标，对线上教学资源的建设和教学内容的安排进行模块化组织和结构化整合。整个课程的教学模块分为发动机理想循环与性能指标模块、发动机换气与燃烧过程模块、发动机特性模块。其中发动机理想循环与性能指标模块侧重于工程热力学基础知识、理想循环与实际循环对比分析，以及发动机实际工作过程的性能评价与提高措施。换气与燃烧过程模块注重发动机进气过程、排气过程和燃烧过程等各个冲程的过程评价与改善措施。发动机特性模块主要以发动机速度特性、负荷特性、万有特性和排放特性等发动机综合特性分析为主。各个模块按照知识点细分，细化教学内容，制作授课课件，录制教学视频，上传相关辅助学习资料，供学生学习使用。

在以上教学重点内容的基础上，充实发动机原理的应用和发动机新技术等方面资源，比如机械损失的评价与测定方法、改善发动机换气过程的可变配气正时VVT技术、废气涡轮增压技术、控制排放性能的废气再循环利用EGR技术、汽油机点火提前角调整特性和柴油机喷油提前角调整特性的分析与应用等，分析结构组成、工作原理及特性特点，结合拓展的课程资源，强化学生对理论知识的理解与应用，提高学生分析问题和解决问题的综合能力。

线上习题库的建设是课程作业和课堂测试的有效保障手段，也是检验学生掌握知识点情况的可靠途径。根据教学内容的三大课程模块，分别丰富完善相应的线上习题库，尤其是综合分析题，强化学生对原理知识的分析和应用。通过平台大数据统计功能，可以及时反馈学生的答题情况，掌握学生的共性问题，为完善线下教学的实施过程提供参考依据。进一步利用讨论区等平台功能，发布教学内容、发动机新技术、重点难点答疑等相关的讨论话题，活跃线上交流学习气氛，调动学生自主学习积极性，建立与学生沟通交流的通畅渠道。结合问卷调研，开展学生的兴趣点、知识难点等学态排摸，收集学生的反馈建议，为今后教学内容的更新与完善奠定基础。

2.2 融合线上教学，积极探索实践线下教学

教学授课计划是教学实施的过程依据与进度保障。根据毕业要求指标点确定教学大纲的课程目标，结合线上网络资源，合理制定安排授课计划，明确线上、线下的内容进度与任务要求，确定考核评价标准与方法，并上传至线上平台，以供学生查阅参考。

在线下教学实践过程中，对课程内容以“重过程、看因素、找措施”为主线，既在注重过程基本原理的基础上，分析该过程影响因素，探寻完善工作过程的技术措施与手段，穿插相关问题引导学生对基本原理的掌握，同时结合新技术的相关案例使学生掌握应用前景与趋势，注重学生的独立性、创造性和团队协作性，重点尝试教学讨论、知识点网络小测试及实时热点教学等，激发学生学习的积极性。同时，教学环节中强化学生在探究过程中熟悉技术措施、分析解决问题，鼓励制作PPT材料并在线上资源共享，构建知识体系的能力培养。

在线下教学过程中，要及时针对线上教学内容进行评价与反馈，掌握学生线上学习情况。利用线上资源和平台功能，课前可以进行预习，观看视频讲解和拓展资料，自主学习与思考。课中开展分组讨论、线上测试、案例分析、项目驱动等活动，强化对基础知识的掌握。课后布置学习任务和作业，加强对所学知识的巩固，并对学习效果进行总结分析。

实践教学内容是理论教学内容的有力支撑，通过课程实验的实际操作、记录实验数据、分析实验现象、处理实验结果，可加强学生对基础知识的理解与掌握。为了强化理论知识的理解，本课程提供了两大类实验：发动机特性实验和发动机排放性能实验。针对发动机速度特性、负荷特性、万有特性、排放特性和烟度特性等实验，学生可在实践过程中熟悉实验步骤，掌握仪器操作方法，完成发动机特性分析。同时，相关实验视频讲解、实验指导书和实验报告要求等资料同步到线上教学平台。

教学评价是针对教学活动和学习效果的综合评估，分析教学过程中出现的问题，加以持续改进完善。在线上与线下融合课程的评价方面，着重对教学资源、教学过程和教学效果三个方面进行。教学资源评价主要针对教学大纲、授课计划、教学视频、授课课件、学习资料、习题库等线上和线下资源的完备性、前沿性和开放性。教学过程评价结合学生评教、同行评教和督导评教开展，通过随堂听课、学生座谈等形式进行。教学效果评价应该综合考查学生在线上与线下互动学习的参与度，以及知识点的掌握度，实现更加全面的评价方法，注重过程考核。线上学习情况、答题成绩、案例分享等记录统计作为重要考核指标，实验数据的处理分析与实验报告撰写情况作为实践成绩依据，与线下考核成绩加以综合评定，客观评价学习效果。

2.3 教学效果分析反馈，完善更新线上与线下教学资源

由于线上和线下资源的互补与融合，教学过程中可以更深入，更有针对性。对于教学过程中出现或学生反馈的问题 及时分析，掌握学生学习动态，能够更加直接、更加有效地检测出学习过程中的不足并加以纠正。同时，也可以更加高效地收集信息反馈，并不断更新和完善教学资源，丰富教学内容，探索多种教学手段和教学方法的综合运用，逐步提升教学质量，实现持续改进。

3 结语

混合教学模式有利于实现课程框架体系的全面整合，将教学内容系统化、数字化、开放化，是新时代教学改革转型发展的新要求。为了顺应社会的发展与技术的不断进步，通过对《发动机原理》课程教学现状和问题的梳理与总结，结合线上与线下融合的教学模式，在教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了改革探索与完善。基于超星平台，丰富了线上教学课程资源，构建了互动交流平台，结合线下教学的实施过程，突出重点，查漏补缺，充分调动了学生学习的主观能动性，对发动机理论知识和最新技术原理的掌握得到巩固，尤其对新技术案例分析表现出较高的学习热情。在评价方法上，侧重学生运用能力和学习效果的过程考核。同时，教学内容与教学方法需持续更新与完善，不断充实课程体系。线上与线下融合的课程框架体系将为《发动机原理》课程教学效果的稳步提升和应用型人才的培养提供有力保障。