基于任职和实践背景下内燃机职业教育的教学探索与改革

摘要：基于任职与实践条件大背景，为优化内燃机课程职业教育的教学效果，结合教学改革与实践，从教学内容、教学技能以及教学过程的组织等方面提出若干改革的思路和方法，对教学内容与方法手段进行改革创新，改变传统“填鸭式”教学模式，充分调动学生的学习热情，提高学生学习的主观能动性，开发学生的创造性思维，使学生更好地掌握和理解内燃机的相关知识，对提高学生的工程素质和实践能力的新教学模式进行探索与实践。

关键词：内燃机；教学内容；教学方法和手段；实践教学

内燃机课程是高等职业教育层次的核心专业基础课，该课程对于学生掌握本专业及相关专业的专业知识，提高专业素养起着至关重要的作用。长期以来，随着科技的高速发展以及排放法规与节能要求的日益提高，内燃机的结构发生很大变化，新技术层出不穷，现在的内燃机已经成为高度机电一体化的产品。为适应经济社会发展和内燃机技术进步的要求，那么相应的内燃机课程的传统教学思路和设计应该及时做出调整和修改，本文针对现阶段内燃机教学中存在一些问题结合自身教学实际，基于任职和实践背景，从职业技术教育方向提出一些教学探索和实践方面的思考，主要涉及教学内容和教学方法手段两个方面，重点是教学方法的革新，着力对学生工程素质和创新能力的培养，对学生的岗位任职和实践提供坚实基础。

1教学内容的调整与改革

1.1内燃机原理知识要与构造模块融合教学

现有内燃机课程的授课模式基本是先学习内燃机构造，再学习内燃机原理的模式，这种教学模式往往会造成讲解构造和原理时教学内容的重复，比如在讲气门传动机构的构造和原理时都需要重复讲述其工作过程和工作机理，反而会给学生造成一种混沌状态和厌学情绪；在讲解活塞结构特点时，一定要结合它在内燃机中的工作状态和特点来讲，让学生迅速理解结构设计的原因从而掌握其知识点。再者先构造后原理的教学模式也会给初学者带来疑惑，学生不理解构造与原理的关联，不知道学习原理的用处，比如在讲解各机构、系统的各组成零部件时同时讲解它们各自的结构外形、组成、功用、工作过程、工作原理等，那么学生对整套机构或系统会有个比较清晰的认识，便于学生对知识点的掌握。

将内燃机构造和原理进行有机融合教学，其教学效果明显，体现在讲解两大机构和五（四）大系统时，它们都是有许多重要的零部件组成的复杂机构和系统，结合发动机拆装和运行台架，在构造中讲原理或者在原理中讲构造，让学生直观感受和理解各机构和各系统的工作过程、各部分在其中的作用、各部分之间的关联乃至个零部件的设计依据等等知识点。比如在学习气门式配气机构时，从正时齿轮以何种传动方式动力输出到凸轮轴、挺柱、导管、推杆、摇臂及气门组这一传动路线，直至完成气门的开闭，在讲解整个机构构造时融合齿轮传动、带传动等机械基础知识和各零件结构外形、功用、原理以及材料等知识点，学生自然就能掌握整套机构的工作原理、各零部件的运动情况及传动路线等知识，而且印象深刻；这样学生就能将内燃机构造与原理的知识结合起来，充分理解内燃机的结构特点更有助于学生掌握原理方面的知识。

1.2教学内容要删减和调整，重点体现使用和维修

由于教学学时有限，知识点的讲授不可能面面俱到，教学内容要与时俱进，结合当前内燃机发展现状和趋势作出删减和调整：比如化油器式汽油机早已淘汰，所以相关的化油器式汽油机燃料供给系统只需简单讲解其原理和作用即可，重点讲授电控汽油喷射系统；汽油机点火系统中应粗浅讲授传统蓄电池点火系统之原理（落后技术），重点讲授微机控制点火系统的工作原理及重要零部件；起动系统中，直流电动机部分属物理学之电学知识以及冷却系中水泵和风扇的结构知识均可略讲或不予讲授，仅仅通过实物展示即可，学生利用前期所学知识完全可以通过自学来掌握理解；在讲解配气机构与气门间隙内容时可以将汽油机燃料供给系中进、排气系统知识点提前先行讲授，更助于学生理解气门间隙如何影响发动机工况的问题；讲解曲柄连杆机构时可以融合机械基础课程中曲柄连杆机构知识点讲授。

在职业技术教育的大背景下，整个授课内容向实践环节聚焦，所以有些知识点需要更多倾斜和关注：内燃机总体构造讲授时重点关注拆装步骤和注意事项、配气机构中详细讲解可变气门正时机构和柴油机气门间隙的“两次调整法”、精讲目前广泛应用的高压柴油机共轨系统的组成原理及简单故障诊断、重点关注润滑系统的油路检修策略、汽油机点火系统故障、冷却系统和起动系统常见故障诊断等；着重向内燃机正确使用、保养和维修倾斜。讲解内容的同时，老师应该更多地结合内燃机在现实使用过程中容易出现的异常工况、结合目前内燃机的最新发展方向等来拓宽学生的知识面，激发学生的学习热情。

2教学方法的革新

内燃机课程需讲解的内容既包含大量各机构和系统的零部件，又包含其工作原理、特点和过程。需讲解的知识量大，知识体系中内容几乎都有关联和交叉；加之学生普遍对内燃机具体结构缺乏感性认识，学习起来不好理解、难度大，导致对知识掌握不扎实，学生逐步失去学习动力和热情。为打破以往这种一本教材、一本教案、一堂课的“填鸭式”教学模式，变学生被动学习为主动学习，提高学生浓厚的学习兴趣，结合自身教学经验，对内燃机的课程教学提出以下三点浅显的改革建议（详见如下框图）。

1）理论教学课堂教学方式采用互动式和讨论式教学为主。在课堂教学讲解必要知识点后，老师就重点内容在师生之间、学生之间展开互动和讨论；这样才能帮助学生养成独立思维能力，利用所学知识结合内燃机各种工作现象进行分析和判断，从而解决实际问题。

比如，在学习汽油机燃料供给系统知识后，教师提出经典问题“发动机积碳是如何形成的？如何减少积碳的生成？”这就引导学生从汽油燃烧过程和汽油机工况方面入手分析和讨论，在课堂上组织互动大讨论和大辩论，把课堂交给学生这，通过这类教学方法手段循序渐进地引导学生将包含汽油性能、可燃混合气浓度、燃烧过程及特点、燃烧是否正常、浓度和工况的关系等知识点进行消化吸收。又比如“柴油发动机在工作过程中气门出现异响是怎么回事？”，这个问题必然会让学生去思考配气机构中气门间隙过大和过小的问题，从而通过“沉浸式”实践教学引导学生如何调整柴油机气门间隙，直至学生掌握这项技能；“还有些发动机在工作中突然动力下降的问题？”等。这些问题既能提高学生的学习兴趣，又促使他们去思考和讨论，提供了学生的思维创新能力，在互动和讨论中，利用课堂把问题解决掉；学生既掌握了系统化的理论知识又具备了一些解决实际问题和故障的能力。

2）理论教学课堂教学手段采用多媒体和虚拟技术教学为重。大量多媒体和虚拟技术的应用是现代教育不可或缺的教学手段，既丰富和形象了所授知识内容，又大大提高了学生的学习兴趣，课堂教学效果就得到了本质上的提升。而这些功能通过教师口述讲解则无法实现。

比如讲解四冲程内燃机工作过程时，利用多媒体动画全程演示气缸、活塞、气门和燃油喷射等，其强烈的动画视觉效果对学生感官进行刺激，激发学生的求知欲，是学生掌握理论知识的催化剂和动力推进器。在讲解发动机润滑系统时，润滑油路的动画演示过程则让学生全面理解润滑系统的工作原理。在讲解汽油机电喷系统时，丰富的图片和动画演示让学生区别缸内和缸外两种喷射方式以及理解缸外喷射的单点电喷和多点电喷方式。又比如，在3D虚拟现实环境下，建立仿真柴油机高压共轨柴油机模型和大众TSI汽油直喷发动机模型完成发动机的总体构造和原理教学；可以对模型或发动机零部件进行任意放大、缩小和360度旋转，能够对发动机进行透视，观察运行过程、学习各个机构的工作原理和功能，运行速度还可以调节；通过对各机构和系统中重要零部件模型的运动显示让学生理解各组成零部件的工作原理、内部结构以及相互关系；另外还可以配备发动机拆装视频和配置发动机的教学与虚拟拆装软件指导学生进行发动机三维拆装实训，夯实对发动机总体构造的认识。

总之，多媒体和虚拟技术教学的感官效果极大地调动了学生学习的积极性，增强了课程的趣味性，提高了学生学习的主观能动性和独立思考能力，开拓学生的创新思维能力。

3）整个教学过程始终贯穿实践教学为主体、学生为中心的原则，基于任职与实践背景下打造高水平高素质职业教育要求，教学主要依托发动机解剖运行台架、发动机翻转拆装台架和发动机一体化实训台等实验室条件，重点突出使用、保养和维修等技能素养。

内燃机是一门实践性很强的课程，所有教学手段和方法都必须围绕实践教学展开，通过实践教学巩固所学理论知识，提高学生应用知识的能力，掌握正确使用方法和一定的操作技能；以下的课程教学实施过程中对学生的问卷调查统计图表也印证了这点。

首先，理论教学往往需要借助内燃机实训台和专修室进行示范教学来完成，比如在讲解柴油机柱塞式喷油泵工作原理和构造理论知识点的同时结合柱塞泵的教学模型进行分步运动显示，帮助学生更好掌握和理解柱塞泵的工作原理和构造；并依据3D虚拟操作软件操作规程，教师指导学生进行“沉浸式”系列实践操作；结合理论学，在实践中学，掌握内燃机课程知识点和操作使用技能。其次，增加实践环节教学学时，在实践教学环节中依托安装的教学虚拟拆装软件操作结合所建的发动机台架实验室进行实操实装实训，比如展开发动机拆装、气门间隙调整、清除积碳、清洗油路、更换机油和机滤、起动系统故障检测、点火系统火花塞电极间隙测定、冷却系统水温过高故障诊断步骤、废气涡轮增压系统认知等实验。通过实践实操结合理论精讲的教学方法，可以强化对知识的理解，提高学生对内燃机课程强烈的学习兴趣和学习积极性。

3结束语

通过教学内容调整和教学方法革新、教学手段的创新，特别是实践教学贯穿主线，目的就是打破传统“填鸭式”教学模式，大大改善课堂教学效果，激发学生对内燃机课程浓厚的学习兴趣，充分调动学生学习的主动性和积极性，从而更好地掌握和理解内燃机的相关知识，使得内燃机这门课程真正成为高职层次学生就业的一项必杀技。

参考文献

[1]黄豪中，莫春兰．“内燃机学”课程教学改革初探[J]．中国电力教育，2010（4）：113-114

[2]叶晓明，黄荣华，成晓北，等．启发式教学在内燃机原理课程教学中的应用[J]．科教文汇，2012（13）

作者信息：

第一作者：杨益其（1972年-），男，硕士。

通讯作者：何东海（1984年-），男，硕士。