試析非機械專業“內燃機”課程改革探索

發布者：上海茂育：發布時間：2014-02-29
摘要：內燃機是工程機械的最主要動力源，是裝備的心臟。針對各學院非機械裝備專業學員開設“內燃機”課程是必要的。為了提高教學質量，激發學習興趣，克服課時少、內容多的問題，在教學內容、教學策略、教學方式上均進行了有針對性的探索。 
　隨著國防工業的發展，我國的軍事現代化程度越來越高，高新技術在軍事領域廣泛應用，大批先進武器裝備部隊，這給裝備的使用、保障提出了更高的要求。內燃機是工程機械的最主要動力源，是裝備的心臟。無論是地爆專業的布雷掃雷車還是道橋專業的伴隨橋都使用到內燃機，所以對既是戰斗兵種又是保障兵種的工程學員開設內燃機課是十分有用且必要的。給所有學員均開設“內燃機”課程。課程均由機械裝備系教員承擔，學時為30個理論學時。內燃機是集機、電、熱于一體的精密熱能動力機械，是一個復雜系統，如何在有限的教學時間里有效地講授大量的信息，這需要在教學內容的確定、教學策略、教學方式的實施等方面進行精心的設計，我們在長期的教學過程中也積累、總結了一些經驗。 
一、融生活實踐于教學活動，激發學習興趣 
　　對地爆、道橋、渡河專業的學員來說，“內燃機”屬于專業基礎相關課程，僅僅以第一任職需要來激勵學員的學習熱情是不夠的，往往學習動力不足，課程效果不好。而現今汽車不斷進入家庭，內燃機知識在生活中的應用愈來愈廣泛，合理使用和維護內燃機已經成為刻不容緩的問題。據維修資料報道，內燃機60%的損壞是由于不合理使用而造成的。掌握內燃機的結構原理對合理地選擇、使用和保養汽車必不可少。所以將生活實踐融于教學過程，利用鮮活的例子激發學習興趣，并引導學員主動思考，再進一步講解原理，總結理論依據，得出正確的結論。比如在第一節課緒論當中，并不是嚴格按照教材生硬地講解內燃機的發展史、發展趨勢、命名方法等，而是先介紹配備典型內燃機的車型，用一張張豐富多彩的圖片引領學員了解內燃機的發展歷史、發展趨勢以及前沿狀況，使學員感受到內燃機的魅力；在后續課程中恰當地講解不同原因導致的內燃機損壞詳例、適時地介紹車輛保養方法及維護技巧，并穿插前沿知識，使學員感受到“內燃機”課程的實用性和重要性。通過認真科學的課程設計不僅使教學內容貼近生活，易于接受，增強了學生的實踐能力，而且使教員和學員的關系更融洽，改變了以往教員滿堂灌理論、學員好比聽天書的狀況，師生互動良好，課堂氣氛活躍。 
二、緊扣教學目標，提煉規律性問題 
　　制訂合理的教學方案必須首先明確教學目標，一切教學活動都圍繞這個目標展開。要把握準非機械專業學員最需要掌握的是哪些問題，集中精力，抓主要矛盾。針對外專業學員開設內燃機課的目的不是培養內燃機設計人才，而是增進學員對裝備的認識，從而更好地使用裝備。所以在教學中，教學重點放在內燃機使用及維護方法、簡單故障判斷和維修技能等方面，突出課程的實用性。純理論的推導少講或不講，對必須掌握的理論內容深入淺出地講。比如在講汽油機混合氣形成與燃燒時，以前有學員反映：不就是燃燒嗎？講那么多有什么用？導致的結果是聽課情況差，學員打瞌睡。針對這一點，我們做了改進，將用車習慣與這部分內容緊密結合，采用問題驅動式教學，先向學員提問題，比如：為什么車輛標注的百公里油耗總是比實際油耗低？為什么新車在市區開一段時間要到高速路上去“拉車”？學員充分討論之后再由教員進行理論講解，學員帶著問題聽課，并想要驗證自己的觀點是否正確，授課效果得到了提高。
同時，針對不得不講的內容將其歸納為幾大類問題：零件構造問題、配合間隙問題、檢查和調整問題等。并總結出每一類問題的規律性范式。零件構造問題的規律性范式為：零件名稱、形狀、材料、運動方式、工作條件、磨損部位、拆裝方法和使用注意事項等；配合間隙問題的規律性范式為：間隙名稱、概念、間隙的位置、間隙的許用范圍、變化機理、間隙過大或過小的后果、測量工具及調整方法等；檢查和調整問題的規律性范式是：檢查或調整的位置、檢查周期、所用工具、檢查或調整的步驟和方法。每一類問題都按范式引導學生學習，刪除了理論教學中不必要的純理論推導內容，適當降低了理論深度，強化了實踐應用。
三、注重整體認識，培養空間構型能力 
　　“內燃機”課程的教學內容包含了大量的內燃機零件和部件，非機械專業學員機械基礎較弱，很多學生沒有見過內燃機，大部分學生缺乏物體構型和空間想象力，難以將教材中的圖形轉換成物體的空間結構，裝配關系更是弄不清楚，學習起來困難重重。而課程的學時限制又不能夠讓學員動手拆裝內燃機。針對這些問題，將典型內燃機機型各零部件用三維繪圖工具繪制成圖，向學生展現內燃機構件的立體造型，并配合動畫，利用多媒體課件形象生動地教學。在教學中還有不少學員反映，單個零部件工作原理明白了，局部機構的工作過程也理解了，但整體認識缺乏，尤其是故障判斷與排除，根本搞不清楚與此相關的問題可能有哪些。為此，我們采取從整體到局部再到整體的教學順序，每講一個機構前都先把它放在整個內燃機里介紹功用和要求，之后再分別講解各主要零部件，最后再次將該機構放回整機，由學員自己思考它與其他機構的裝配關系、驅動關系等，教員再總結講評。另外，我們還開發了模擬拆裝系統，讓學員在計算機上模擬拆裝，不但培養了學員對內燃機中復雜零件的空間構型能力，而且掌握了零件與零件之間的連接關系以及內燃機內部機構的運動機理，深刻理解了內燃機的工作過程。 
四、教員的熱情、可信任感及廣闊的知識面 
　　機械專業的內燃機課程學時多、要求高，對一些原理性的內容講解也較透徹，而非機械專業的內燃機課程學時少、要求也較低，但這并不意味著對教員要求低，相反對教員提出了更高的要求。首先，教員要有廣闊的知識面。教員不但要對自己的專業精通，還要對授課對象專業的裝備有一定的了解，才能使授課內容更貼近學員的任職需要。其次，教員要不僅僅只懂內燃機，還要熟悉底盤，要懂車。在教學過程中發現，隨著汽車工業的快速發展，汽車越來越普及，很大一部分學員因為喜歡車而對內燃機課感興趣。教員合理引導，對教學也十分有利。比如在講汽油機燃料系這一部分時，補充講解現在熱門的比亞迪TID動力總成，裝配比亞迪G6車型。這里T是指渦輪增壓，I是指缸內直噴分層燃燒，D是指雙離合變速器，并聯系大眾的TSI+DSG技術，增加信息量。這些都要求教員對新車型、汽車發動機新技術了如指掌，學員發現教員也愛車、懂車，并對專業精益求精，授課富有激情，學員便很容易跟隨教員，學習熱情更高，效果更好。 
　　另外，教員必須統領全局，準確把握時機，找準深度。在系統講解理論知識后，要以該知識點作為支撐，恰到好處地補充實踐技巧，以增強理解，加深印象。教員還要有豐富的實踐經驗。對外專業開設內燃機課的目的是為了讓學員更好地使用和保養裝備，教員只有對各種常犯錯誤操作、常見故障了如指掌才能游刃有余，在授課中及時提醒、指導學員。