面向现代工程人才培养的《发动机构造》课程开放式教学模式构建与实践

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现代工程人才的培养应从教学、实训和实习等各个环节强化学生工程能力的培养，以适应国家和社会对各类工程师的要求。针对《发动机构造》的教学与教育现状，适应新技术发展趋势，构建了开放式的教学体系，科学优化课程教学内容设置与课程培养体系，充实丰富教学手段和资源，创新课程教学模式，突破教学课堂的限制，实现教学环境的开放。改革实习实训的过程，将认知实验和拆装实习等环节与理论学习同时进行，重点搭建了校企合作，平台互补，高水平生产实习基地，加强了面向现代工程人才的培养，取得了良好的教学和实践效果。

现代工程人才 发动机构造 开放式教学模式 构建与实践

高等工程教育的明确目标就是培养国家和社会需要的各类工程师，高等工科院校承担着培养工程师的重要责任，是未来工程师的摇篮。高等工科院校培养目标的定位应该更加趋向于工程能力教育的培养模式，应该尽可能为学生工程能力训练和培养创造条件，应该使学生尽早实现从科学意识向工程意识的转变，为我国发展新型工业化、建设创新型国家提供强大的智力支撑和现代工程人才资源。在这种情况下如何发挥自身特色和优势，培养出独具特色、有竞争力的和卓越的各类工程师是当前我国高等工科院校人才培养面临的一个非常重要的问题。

现代工程人才的培养要面向新世纪、面向市场，要适应信息时代知识经济发展的要求，在人才培养环节一定是开放式的，理论密切联系实际的知识、能力、创新等综合素质的培养。本文在拓宽专业方向，适应新技术发展要求，调整课程设置和教学内容，结合《发动机构造》课程和实践环节的教学，改革僵化和封闭的传统教育模式，提出开放式教学新模式，对教学内容优化设置与培养体系、教学手段和资源以及教学方式等方面创新。同时为了培养符合现代工程人才要求的高素质、具有良好工程意识和背景的现代工程师，针对课程中的相关实习实训环节进改革，在理论学习的同时进行认知实验和拆装实习，建立产学研联合培养体系，积极引导企业参与高等工程人才的培养，为人才培养提供先进的工程实践条件。

一、课程背景

《发动机构造》是工科以及职业类本科动力机械专业（内燃机）、车辆工程以及载运工具工程等专业的一门重要的必修专业基础课，同时也是专业的入门课，它既为后续的专业课程《内燃机学》、《内燃机设计》、《内燃机电子控制技术》等提供专业基础知识，也为学生毕业后从事内燃机的研发、使用、维修、管理等工作提供必要的知识储备。从全国范围内来看，开设本课程的学校很多，本科类院校是以培养未来发动机与汽车行业工程师和设计师为目标，《发动机构造》课程主要要求掌握基本知识，重视实践能力，让学生了解基本构造、原理和维修技能，培养学生的创新能力。

目前，国内院校对于《发动机构造》课程教学改革的重点，主要集中在多媒体课件的开发与实践器材的更新与完善上，但对于理论与实践的有机结合还是远远不够。传统的教学方式分为理论知识授课、认识实验、拆装实习等环节，三个教学环节在时间与空间安排上是分散的，学生进行理论学习时没有实物演示，上理论课往往是在教室里，用板书讲解，或者更好一点则使用比板书生动一点的多媒体课件，学生理解起来完全要借助抽象思维。实践课的课堂大部分是在实验室中进行，实验室的布置也很简单，大部分是通过零件挂图，或几个拆开来的发动机零件，而且理论课和实践课也存在着课时搭配不合理的现象。譬如，在理论课上完某一章节的内容之后，实践课往往不能及时跟上，会推迟一周几周才能去上。这就造成了学生学习了理论知识之后不能及时的与实物相结合，等到了上实践课的时候，往往理论知识只有一个模糊的概念了，实践课的教师还得重头再讲一遍。这种状况之下无形中造成了人力、物力上的重复、浪费。学生也因此产生上课嫌枯燥，实习走马观花，实验时看热闹等现象，显然这种教学模式已经不能满足对学生知识与能力全面培养的要求。

同时，我们发现有些学生毕业后进入工作单位，依然不能完整认识发动机构造及其内部零件，进行拆装维修时也无法达到要求，更无法独立进行设计开发。这说明我们的课程模式过于单一，仍然强调课堂灌输，理论与实际相脱离，学生缺乏工程实践训练，实践能力、动手能力较差，学生参加实际的发动机产品设计开发过程等第一线的实践活动非常少，并且造成学生知识面过窄过专，不能适应现代工程实践学科交叉、互相渗透和高度综合的发展趋势对复合型人才的需求，适应环境的能力较弱。导致毕业后，学生不仅基础知识掌握的不扎实，学完就忘，在工程应用和设计方面的能力也普遍较低，解决实际工程问题的能力差，有时面对较大的一些工程项目就不知所措，书本理论知识与实际工程应用相脱离。

二、开放式教学模式构建

1.优化教学内容与培养体系

开放式教学是相对于以往封闭的教学而言，其主要宗旨是在教学中建立开放的教学模式。进行课程教学内容和课程培养体系优化的目的就是为了实现教学内容的开放性。由于环境污染的影响，对尾气排放的要求也越来越高，发动机技术淘汰和升级越来越快，各种类型和型号的发动机层出不穷。本科类院校《发动机构造》课程的相关专业主要是以培养未来发动机与汽车行业工程师和设计师为目标。课程主要让学生掌握热力发动机的基本知识，了解基本构造、原理和维修技能，重视实践动手能力，此外更要培养学生的设计能力和创新能力。我校《发动机构造》课程则偏重于中小功率内燃机（尤其是车用发动机），学生毕业去向也是以从事中小功率发动机的研发工作为主，所以对于本课程内容设置，教材建设等方面，应该有自己的特点。同时，发动机技术的迅速发展，在教学内容方面必须做到不断吐故纳新，与时俱进，紧跟专业培养目标、新技术应用和行业发展需求。

我们要紧跟产业发展的现状及趋势，与时俱进，强化了实践环节，制定实验与实训大纲、指导书，并将学生实践环节纳入考核机制，制定“理论与实践并重”培养体系与考核机制，很好的体现了发动机技术的先进性和前沿性。

2.充实丰富教学手段和资源

充实丰富教学手段和资源的目的就是实现教学组织形式的开放性。我们对《发动机构造》的教学改革及精品课程建设比较重视，开展了一些有益的尝试，在学校多媒体课件立项资助下，顺利完成了《内燃机构造多媒体教学课件》的制作，并获得校多媒体竞赛二等奖。

由于《发动机构造》的基础性与实践性并重的特点，当前面向中小功率发动机构造的相关教学资源远远不能适应目前行业的技术进步。我们在多媒体教学课件的基础上，开发出内容丰富的《发动机构造》教学资源网站，补充新技术的相关内容，将能够体现与《发动机电控技术》和《测试技术》等课程的交叉融合。重点建设打造了课程学习与教学等网站栏目，主要由课程简介、教学资源、学习教程（教学内容）、实验实践、交流讨论区、课后练习、复习指南及模拟考试和操作说明等八个功能模块组成。围绕网站建设任务，整理和制作了相关的Flas、图形图像以及媒体素材。通过相关栏目的建设，打造了一个师生互动的平台，突破地域和时空的限制，使学生在有限的课堂学习时间之外，发挥开放式教育的优点，发挥网络信息量大、资源共享的优势，接受到更多、更新的信息和相关知识。并在中文网站的基础上，进一步构建双语版多媒体学习网站，克服双语教学时学生英语水平参差不齐，专业术语和词汇欠缺，学生对于知识点的理解和掌握比较困难的问题。

内容丰富的教学资源，开放式的教学手段，提高了学生的学习兴趣，突破学习时空的限制，拓宽知识面；通过双语版网络资源，方便了专业外语的学习，有利于课程双语教学的开展，为全面提升学生的综合能力，提供有力的支持与帮助。

3.创新课程教学模式

我们突破性地把课堂搬到实地，与拆装室和零件库为邻，实现教学环境的开放，我们为学生专门开辟了接近400平米的零件室和拆装实验室，并把教室与之合为一体，达到理论课、认知课、拆装课在一个空间内的目的。在教学现场布置了发动机典型的零部件实物、发动机整机和局部解剖模型，以及有关发动机构造的挂图，营造了更为优良的课程学习环境。上理论课时，不仅仅有传统的板书与多媒体等教学手段，还有实物可以加以利用讲解。当讲到某一零件，可以立即用实物加以讲解。例如,内燃机上的活塞多种多样，小到小型割草机上的活塞，大到载重大卡所用活塞，虽然多媒体可以播放生动的图片，但是仍然难以解决图片与实物在感官上的差异。为了解决这一问题，我们把各种型号的活塞找出来，依次摆开，让同学们自己去测量、查找资料以确定每个活塞的型号和其所匹配的机型。这样一来，同学们不仅学习到了活塞方面的知识，还可以联系以其他方面的知识，达到学一知三的教学效果。

我们还重新安排实践课的课表，将实践课和理论课紧密的安排在一起，杜绝理论课和实践课课程分离的现象。

三、面向现代工程人才培养的课程改革实践

在大学期间创造条件尽早使学生实现从科学意识向工程意识的转变，在实习实训中应尽可能多地设置工程能力训练的环节，而强化学生工程能力的培养，主要体现在相关的实践性教学环节中。《发动机构造》课程虽然教学计划中明确设置了认识实验、拆装实习等环节，但我们认为，这只是将原依附于理论课的实验独立出来形成单独的实践环节，在课程后进行专门的实践性教学，这些实践性教学环节对学生工程能力的培养具有一定的作用，但是还需要进一步改革创新，才能真正实现工程能力培养的目标，为此我们针对实践环节进行了改革和创新。

1.面向现代工程人才培养的实习实训环节改革

实习实训的过程是对课堂理论知识消化理解的重要步骤，也是培养学生现代工程意识的重要环节，我们将《发动机构造》授课地点改在实验室现场，实现集中系统化学习，同时将“多媒体教学”、“实验室现场教学”、“认知实验”以及“拆装实习”环节有机组合，在理论学习的同时进行认知实验和拆装实习，实现理论学习与实际技能培养的紧密联合。在实验室原有条件的基础上和相关企业帮助下，收集大量的教学相关资料、图片和挂图，制作与完整了多媒体教学的课件，收集和整理了一系列发动机典型结构零部件用于教室陈列。对照发动机整机以及零部件现场教学，在教学现场布置了发动机典型的零部件实物、发动机整机和局部解剖模型，并在教室里布置有关发动机构造的挂图，营造良好的专业学习氛围。在教室里解剖并陈列了别克君威3.0L排量的V6汽油发动机和单缸柴油机各一台，用于现场教学中，让学生可以直观而方便地了解发动机各部分的构造和联接关系，进一步提高学生的学习兴趣，提高学习效果。在课堂上，现场结合发动机实物进行讲解，而对发动机较烦杂的构造和工作原理，再配合多媒体教学的方法进行展示和演示，这样既直观又形象，一目了然，增加了学生的学习的兴趣。针对试验室原有的拆装用发动机，有的已经高度损坏，有的机型太过陈旧，在市场上已经淘汰的现状，我们与企业联系，企业向学校捐赠解剖全新的发动机用于实习。在学生进行发动机拆装实习过程中，重点培养学生的动手能力，注重锻炼学生的拆装与调整发动机参数调整的基本技能和动手能力，让大家真刀实枪地进行操作。做到“拆装工序清晰，拆卸彻底，装配完整，发动机调整到位”，发动机在装配与调整结束后，要能恢复原始状态，性能如初，并以此作为考核目标。让学生养成良好的工程习惯，锻炼学生实践操作能力，增强学生工程意识。

2.校企合作，平台互补的课程改革

以往本课程工厂参观实习往往都是走马观花式的敷衍了事，学生看热闹的居多，真正参与融入到现代化企业实习实践中的很少，游览参观回来以后，对学生毫无益处。为了改变这种状况，我们首先十分重视生产实习基地的选择，主要以国家大型企业为主，以便为学生提供广阔的社会背景和工程背景，如锡柴、常柴、无锡油泵所、南汽、扬柴等知名企业都是我们的实习基地，让学生感受大型企业的优良环境和企业文化。我们主动邀请企业全程参与，充分利用企业的教育资源如经费、实习场所、实习设备、新技术信息、兼职教师等优秀资源，在此基础上，依据实纲和实践教学内容的要求，逐一考核每一个实习单位，和它们建立起良好的合作关系，以确保实习任务的圆满完成。这些企业中本身就有很多我们往届的毕业生，让他们带领学生实习参观，让学生比较容易获得认同感和参与感。在整个实习中有意突出专业特点、强化行业概念和工程观念，但又打破专业界限，使学生在进一步理解应用所学的知识、学习新知识和技能的同时，获得对现代生产方式及生产过程的基本认识，受到生产技术及组织管理能力的基本训练。

通过校企合作，平台互补，我们针对《发动机构造》课程要求和实践环节所要达到的目的，在企业中建立一个比现实工程实践更好的实验室，既能有效地解决实验室建设所需要的经费和场地问题，又能及时地更新和完善《发动机构造》课堂教学内容，改革更新工程人才培养模式，使之更符合人才市场的需求。通过校企合作，平台互补方式是培养学生实践创新能力最有效的途径，也是培养学生现代工程意识，实现现代工程人才培养的重要模式。

四、结语

针对《发动机构造》的教学与教育现状，适应新技术发展趋势，努力构建了开放式的教学体系，科学优化课程教学内容设置与课程培养体系，与时俱进，紧跟专业培养目标、新技术应用和行业发展需求。充实丰富教学手段和资源，突破学习时空的限制，提高了学生的学习兴趣。创新课程教学模式，大力运用现代教育技术，突破教学课堂的限制，实现教学环境的开放，将理论知识教学与实践教学的良好结合。为了培养学生现代工程意识，对实习实训的过程进行了大量改革，在理论学习的同时进行认知实验和拆装实习，同时与众多国内外知名企业建立了高水平的生产实习基地，真正让学生参与融入到现代化企业实习实践中，实现了校企合作，平台互补的互利双赢。加强面向现代工程人才的培养，构建《发动机构造》课程开放式教学模式，以培养与增强工科专业学生基本工程素养为基本宗旨，提高学生能力和创新意识为重点。经过几个学期的教学实践总结来看，学生的学习氛围特别浓厚，每次上课和实习均特别兴奋，下课后和参观实习后都久久不肯离开，继续探讨相关知识，学生对《发动机构造》课程开放式教学模式充分肯定，认为是他们求学过程中难得的经历，认为这样的教学模式对提高学生实践能力和培养工程意识和能力是非常有效的。

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基金项目：江苏大学教学改革与研究项目，项目编号：JGY2007051。