OBE教學(xué)理念在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程改革中的應(yīng)用研究

顧國(guó)榮　馬國(guó)清　李東青　許艷梅

摘 要：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋到機(jī)械工程、工程熱力學(xué)、高等物理、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，內(nèi)容抽象、邏輯性和理論性強(qiáng)，上課與學(xué)生互動(dòng)少等問(wèn)題導(dǎo)致教學(xué)效果不盡如人意。通過(guò)將OBE教學(xué)理念引入汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程教學(xué)改革中，優(yōu)化課程內(nèi)容，創(chuàng)新多樣教學(xué)模式和教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，有效提升課堂質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)原理 OBE教學(xué)理念 課程改革

Research on the Application of OBE Teaching Concept in the Course Reform of Automobile Engine Principle

Gu Guorong Ma Guoqing Li Dongqing Xu Yanmei

Abstract：The course content of automobile engine principle involves multi-disciplinary knowledge such as machinery， thermodynamics， physics and chemistry. By introducing the OBE teaching concept into the course reform of automobile engine principle， we can optimize the course content， innovate various teaching modes and means， stimulate students' enthusiasm for learning， increase students' opportunities for hands-on practice， and effectively improve the classroom quality.

Key words：Principles of Automotive Engine; OBE Teaching Concept; Course Reform

我國(guó)于2016年正式加入華盛頓協(xié)議后，工程教育專業(yè)認(rèn)證工作由教育部在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。工程專業(yè)認(rèn)證充分體現(xiàn)和應(yīng)用了國(guó)際上先進(jìn)的教育理論“OBE原理”，它主張“以學(xué)生為中心”，以“學(xué)生能力培養(yǎng)”為導(dǎo)向，以“高標(biāo)準(zhǔn)畢業(yè)要求達(dá)成度”為評(píng)價(jià)手段，以“持續(xù)改進(jìn)”各個(gè)教育教學(xué)環(huán)節(jié)為目標(biāo)的人才培養(yǎng)方向[1-9]。高等院校在培養(yǎng)工程教育人才過(guò)程中，主要以專業(yè)課程學(xué)習(xí)作為培養(yǎng)學(xué)生能力的載體，只有通過(guò)相關(guān)課程教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、工程能力以及其他素質(zhì)才能得到有效的培養(yǎng)和提升。因此，面向工程教育專業(yè)認(rèn)證人才培養(yǎng)的最終落腳點(diǎn)是該專業(yè)人才培養(yǎng)方案中所確定的相關(guān)課程，只有課程所承擔(dān)的能力和培養(yǎng)素質(zhì)能夠達(dá)到所規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)及效果，學(xué)生才能最終達(dá)到畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。在此背景下，在車輛工程專業(yè)領(lǐng)域，《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》作為核心課程，越來(lái)越受到汽車相關(guān)專業(yè)的重視。然而，現(xiàn)行培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱所指導(dǎo)的教學(xué)模式與教學(xué)內(nèi)容過(guò)于理論化，缺少實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，而且實(shí)訓(xùn)所用設(shè)備有限等原因都需要我們探索新的教學(xué)方法。

1 OBE教學(xué)理念概述

OBE教育理念，又稱為成果導(dǎo)向教育、能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育。它是一種以成果為目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為本，采用逆向思維的方式進(jìn)行的課程體系的建設(shè)理念。與傳統(tǒng)教育方式不同，成果導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)核心是反向設(shè)計(jì)，以最終目標(biāo)為起點(diǎn)，反向進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，開(kāi)展課堂教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)不是教師想要教什么，而是要達(dá)成最終成果需要什么。教學(xué)設(shè)計(jì)（學(xué)什么）、教學(xué)過(guò)程（怎么學(xué)）、教學(xué)評(píng)價(jià)（學(xué)得如何）要以學(xué)生為中心進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)改革，教學(xué)內(nèi)容根據(jù)對(duì)學(xué)生的期望而設(shè)計(jì)，評(píng)價(jià)的焦點(diǎn)是學(xué)生學(xué)習(xí)效果與表現(xiàn)。

從OBE教育理念的內(nèi)涵來(lái)看，以成果為導(dǎo)向的OBE教育理念要求成果導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)要求教學(xué)大綱的編寫(xiě)，必須首先明確本門課程對(duì)達(dá)到畢業(yè)要求的哪幾條有貢獻(xiàn)，然后對(duì)這幾條畢業(yè)要求逐條確定與之相對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，再后確定完成這些教學(xué)內(nèi)容所需的教學(xué)時(shí)數(shù)。同時(shí)，在課堂教學(xué)實(shí)施上，要求從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂轉(zhuǎn)變、從封閉課堂向開(kāi)放課堂轉(zhuǎn)變、從知識(shí)課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變、從重教輕學(xué)向教主于學(xué)轉(zhuǎn)變[10-15]。

2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程概況與現(xiàn)狀

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程教學(xué)內(nèi)容主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作循環(huán)和性能、換氣過(guò)程、混合氣的形成與燃燒、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)排放與噪聲控制等章節(jié)，課程的主要任務(wù)和目的是使學(xué)生掌握熱功轉(zhuǎn)換、燃料與燃燒化學(xué)的基本知識(shí)及排放和噪聲的形成與控制，能夠從各部件應(yīng)滿足的要求出發(fā)，選擇、評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)方案，能夠指出提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能并能滿足環(huán)境以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展使用要求的基本途徑，并能夠評(píng)價(jià)各個(gè)參數(shù)對(duì)環(huán)境與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。課程內(nèi)容涉及到機(jī)械、熱力學(xué)、物理、化學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，教學(xué)內(nèi)容較為抽象、理論性和邏輯性較強(qiáng)、上課過(guò)程中表現(xiàn)出與學(xué)生互動(dòng)交流少等問(wèn)題，導(dǎo)致教學(xué)效果與教學(xué)大綱中的教學(xué)目標(biāo)有所差距。課程教學(xué)主要存在以下幾方面問(wèn)題：

（1）工程教育實(shí)踐教學(xué)缺位。在課程設(shè)置方面理論課程比重過(guò)高，學(xué)生缺乏實(shí)際動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，大部分學(xué)生存在“眼高手低”的問(wèn)題。

（2）教學(xué)模式比較單一，理論化知識(shí)較多，比較抽象?！栋l(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程理論性強(qiáng)，知識(shí)面寬，與車輛實(shí)際運(yùn)行聯(lián)系緊密，是一門較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的課程。但在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，由于主觀及客觀多方面的因素限制，致使教師教學(xué)手段與方法無(wú)法充分施展，學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)行，產(chǎn)生厭學(xué)心理，并且惡性循環(huán)影響到后續(xù)課程甚至畢業(yè)。

（3）考核模式不完善。以傳統(tǒng)的期末考試成績(jī)作為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)與分?jǐn)?shù)的考核方式依然是目前國(guó)內(nèi)高校對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果考察的主要手段，評(píng)價(jià)方式單一且考察范圍不全面，使大部分學(xué)生以“臨時(shí)抱佛腳”的態(tài)度應(yīng)對(duì)考試。

（4）忽略了專業(yè)課程群之間的聯(lián)系與互通。目前普遍的現(xiàn)象是專業(yè)課之間教師閉門授課，缺少重要知識(shí)點(diǎn)的連接交流，致使學(xué)生只是為了學(xué)而學(xué)，并不理解專業(yè)本身的特點(diǎn)與應(yīng)用方向。許多專業(yè)課缺乏專業(yè)英語(yǔ)授課，國(guó)際通用和適應(yīng)性較差，工科類學(xué)生普遍英語(yǔ)較差的現(xiàn)象值得引起重視。

針對(duì)該課程教學(xué)過(guò)程中存在的以上問(wèn)題，在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)際教育“OBE理念”，通過(guò)分析國(guó)內(nèi)高等工程教育實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合我系車輛工程專業(yè)教學(xué)實(shí)際情況，以《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程為教學(xué)改革樣例，課程組提出了以學(xué)生為中心、學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，構(gòu)建一套符合不同學(xué)生群體特質(zhì)（充分考慮夏考、春考、專升本學(xué)生的不同學(xué)習(xí)特點(diǎn)）的“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程O(píng)BE教學(xué)模式”。在教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程中始終貫徹“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教育理念，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與思考，明確培養(yǎng)計(jì)劃，以達(dá)到“畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”為目標(biāo)，更有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)改革設(shè)計(jì)。

3 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程O(píng)BE教學(xué)理念實(shí)施思路

根據(jù)前期教學(xué)過(guò)程總結(jié)的問(wèn)題，結(jié)合《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程特點(diǎn)，核心內(nèi)容主要圍繞柴油機(jī)和汽油機(jī)兩大主線進(jìn)行對(duì)比分析，以學(xué)生的實(shí)際接受能力為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，整合、設(shè)計(jì)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)模式，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，課程進(jìn)行到不同階段讓學(xué)生分組討論對(duì)比柴油機(jī)和汽油機(jī)工作方式的不同，結(jié)合當(dāng)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的最新成果，使學(xué)生重點(diǎn)掌握不同發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程特點(diǎn)和控制措施以及性能分析的方法，在與《汽車構(gòu)造》教學(xué)相輔相成的同時(shí)，為后續(xù)的《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計(jì)》、《汽車電器與電子技術(shù)》等專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，形成一套課程體系。最后在考核環(huán)節(jié)中加大作業(yè)和學(xué)生課堂表現(xiàn)與實(shí)際操作效果表現(xiàn)的比重，形成一套以“畢業(yè)要求—課程教學(xué)—考核評(píng)價(jià)—持續(xù)改進(jìn)”為鏈條的循環(huán)圈，達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求。

課程最終目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)和能力，而學(xué)生如何才能學(xué)好課程內(nèi)容，掌握相關(guān)知識(shí)，并且能力素質(zhì)得到提升則主要在于教師的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法。根據(jù)學(xué)生畢業(yè)要求所需的素質(zhì)能力，發(fā)動(dòng)機(jī)原理OBE教學(xué)模式改革可將整個(gè)授課過(guò)程分為課前準(zhǔn)備、課程教學(xué)以及教學(xué)評(píng)價(jià)三個(gè)階段進(jìn)行，如圖1所示。

（1）課前準(zhǔn)備

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程在課前準(zhǔn)備階段采用發(fā)布任務(wù)和整理問(wèn)題相結(jié)合的預(yù)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)。通過(guò)雨課堂等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，發(fā)布與下次課堂講授內(nèi)容相關(guān)的預(yù)習(xí)任務(wù)，如收集不同車型發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)，并進(jìn)行比較，說(shuō)明其優(yōu)劣，在這個(gè)過(guò)程中，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，整理任務(wù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并及時(shí)做好記錄。課上則有側(cè)重的回答學(xué)生產(chǎn)生的疑問(wèn)，讓學(xué)生真正感受到自己的問(wèn)題引起老師的關(guān)注。

（2）課程教學(xué)階段

課程教學(xué)階段是課程教學(xué)的重點(diǎn)，也是教學(xué)實(shí)施的主要環(huán)節(jié)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程改革后，摒棄傳統(tǒng)的按部就班式的講解教學(xué)模式， 而是以問(wèn)題引入本堂課的教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生明白本堂課的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)重點(diǎn)。通過(guò)虛擬仿真平臺(tái)等教學(xué)工具，構(gòu)建仿真模型，依照模型，對(duì)標(biāo)教學(xué)目標(biāo)，對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解。對(duì)于低階性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，則往往通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂、對(duì)分課堂、或分組討論的方式，讓學(xué)生充分參與到課堂教學(xué)中。最后，由教師對(duì)本堂課進(jìn)行知識(shí)總結(jié)和能力提升。

（3）教學(xué)評(píng)價(jià)階段

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程傳統(tǒng)上采用閉卷考試形式考察學(xué)生對(duì)課本理論知識(shí)的掌握情況，給學(xué)生進(jìn)行成績(jī)的評(píng)定。這種成績(jī)的考核方式考核的結(jié)果過(guò)于片面，不能夠全面的評(píng)價(jià)學(xué)生。基于OBE教育理念，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程的考核方式從小組表現(xiàn)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成和期末考試四個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況進(jìn)行綜合考核，小組表現(xiàn)主要考察學(xué)生對(duì)某一章內(nèi)容的綜合理解能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，課堂表現(xiàn)考察學(xué)生對(duì)當(dāng)堂知識(shí)的理解能力，作業(yè)完成情況考察學(xué)生知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，而期末考試這是對(duì)本門課程的綜合考察，這四個(gè)環(huán)節(jié)相互補(bǔ)充，構(gòu)成一體化評(píng)價(jià)方式，改變了傳統(tǒng)閉卷考試過(guò)程中，學(xué)生靠短暫突擊就通過(guò)考核的弊端。

4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理課程改革具體實(shí)施

根據(jù)工程專業(yè)認(rèn)證背景下培養(yǎng)方案修訂中所涉及的本課程指標(biāo)點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)方案，通過(guò)分析《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理》往年教學(xué)情況，課程組就教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式在以下幾方面嘗試進(jìn)行有益的探索：

（1）教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。一方面，教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減，以汽油機(jī)和柴油機(jī)的對(duì)比分析為課程主線貫穿始終，刪掉陳舊性與理論性過(guò)強(qiáng)的內(nèi)容，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)順序，將有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容進(jìn)行合并整理。另一方面，通過(guò)在兄弟院校同類專業(yè)和課程中調(diào)研，分析比較不同章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)，選取適合本科階段使用的Ansys數(shù)值分析型軟件與Catia三維建模軟件輔助教學(xué)。

（2）多種教學(xué)手段并用，促進(jìn)學(xué)生“有效學(xué)習(xí)”。在合理運(yùn)用多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合板書(shū)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的梳理總結(jié)；合理運(yùn)用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，引入“中國(guó)大學(xué)MOOC”及“云班課”等網(wǎng)絡(luò)工具豐富教學(xué)內(nèi)容；學(xué)習(xí)運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)手段和教學(xué)模式，嘗試采用翻轉(zhuǎn)課堂、對(duì)分課堂等教學(xué)方法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性；課后作業(yè)布置以提高能力為目的，注重平時(shí)成績(jī)考核，優(yōu)化終結(jié)性考核評(píng)價(jià)體系，鞏固學(xué)習(xí)成果。

（3）相關(guān)專業(yè)課程互通，打造實(shí)用性更強(qiáng)的車輛專業(yè)教學(xué)體系。將車輛工程專業(yè)核心課程如《汽車構(gòu)造》和《汽車?yán)碚摗贰ⅰ镀囋O(shè)計(jì)》等聯(lián)系到一起，以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為紐帶，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高團(tuán)隊(duì)整體教學(xué)效率和教學(xué)水平。

（4）師生合作模式，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。特別是有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生積極參加全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新杯競(jìng)賽等競(jìng)技活動(dòng)，在指導(dǎo)比賽的同時(shí)，培養(yǎng)教師的工程技術(shù)能力，真正做到教學(xué)相長(zhǎng)。

利用“OBE教學(xué)理念”指導(dǎo)本課程教學(xué)改革，達(dá)到了以下幾個(gè)目的：基本解決了傳統(tǒng)教學(xué)手段單一的問(wèn)題，并且遵循“以學(xué)生為中心”的宗旨和“能力培養(yǎng)”的導(dǎo)向作用，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性；以“課程”為依據(jù)的原則，調(diào)整授課內(nèi)容與授課順序，解決傳統(tǒng)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中課程與培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱脫節(jié)問(wèn)題。根據(jù)“工程專業(yè)認(rèn)證”所要求的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)“畢業(yè)要求”的貢獻(xiàn)原則，利用反向設(shè)計(jì)思維增加“畢業(yè)要求”與教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性；選擇科學(xué)與合理的課程考核、標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)措施，以解決傳統(tǒng)教學(xué)中評(píng)價(jià)依據(jù)單一、不具代表性的問(wèn)題，進(jìn)而保證工程教育認(rèn)證對(duì)教學(xué)“持續(xù)改進(jìn)”的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程中存在的問(wèn)題，引入OBE教學(xué)理念，利用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法進(jìn)行理論課堂教學(xué)改革的研究和探索，對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了有益嘗試：通過(guò)制定課程教學(xué)的能力培養(yǎng)目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行指標(biāo)點(diǎn)的分解；針對(duì)本課程的性質(zhì)和教學(xué)目標(biāo)，選用促進(jìn)理解模式作為教學(xué)設(shè)計(jì)的模式，并以及該模式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方案的設(shè)計(jì)，最后制定考核與評(píng)價(jià)方式。

實(shí)踐表明，以上措施可有效增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于課程專業(yè)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高學(xué)生積極參與和實(shí)際動(dòng)手的機(jī)會(huì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)他們的創(chuàng)造意識(shí)，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、有效學(xué)習(xí)。在學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的同時(shí)，可以同步提升教師的教學(xué)和工程能力，構(gòu)建一只教學(xué)與技術(shù)能力并存的“雙師型”專業(yè)課教師團(tuán)隊(duì)，為從事車輛及其相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)工作與科研奠定了堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)根基。

基金項(xiàng)目：煙臺(tái)理工學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（編號(hào)：2020JYB06）。

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[7]呂俊燕，楊瑞青，陳福德.基于OBE理念的機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程教學(xué)改革[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2022，47（13）：138-141.

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