“三步一体”模式在工科教学与实践中的延伸应用

【摘要】内燃机构造是工科能源动力类本科生的一门重要专业课程，在近几年通过对教学方法改革与探索，延伸构建了“三步一体”教学模式，丰富了教学内容，收到事半功倍的效果。“三步一体”教学模式首先通过网络课程的引导更好的激发了学生的学习兴趣，指明了学习的方向，提高了教学的起点；其次通过解惑的方式强化了学生对基础理论知识的理解，提高了学生分析问题与解决问题的能力；最后通过实践分析过程强化了学生的动手能力，促进了学生综合素质的培养。

【关键词】三步一体 引导 解惑 实践

【基金项目】2014年度吉林省高等教育教学改革立项课题，吉林大学2013年度本科教学改革研究立项项目：“三步一体”教学模式在《内燃机构造》课程中的应用（项目编号：2013133）。

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0230-02

对工科学生的专业课教学来说，理论联系实际显得尤为重要。如何让学生更加有效地掌握专业知识并能学以致用，专业课教师的讲授往往与实践密不可分，这也是高等教育中教师一直比较关注的课题。

课前预习、课上听讲、课后复习这三个环节一直被从小学到高中很多教师所推崇的，三个环节其实都很重要，密不可分。教学中主体与客体的互动中学生作为客体也趋于弱势，教学中作为主体的教师在课堂上的责任被无限的放大。教师也本能地想着如何更好地备课、如何更好地讲授课程、如何提高课堂的讲授效果作为自身最大的职责。“填鸭式”教学在一些大学课堂上被隐形地强化，连课后复习的环节也被弱化。尤其是在面对近百人的课堂之时，教师一般都成为表演的中心，把如何更好的讲授作为教学成功的目标，而教学环节中最为重要的学生则真正成为了讲授的客体作为了一种陪衬。毋庸置疑，教师的精彩讲授在传授知识过程中起着至关重要的作用，但在学生进入大学，尤其是面对工科专业课学习时，如何发挥教学活动中客体的作用也是非常重要的。目前在教学实践过程中，更为普遍的教学模式仍以教师的课堂讲授为主，辅以实验这种方式。如何更好的引导学生由教学中的传授的客体变身为学习的主体，更好地发挥其主观能动性一直是工科教学研究的关键。

内燃机构造课程是汽车发动机专业本科生主干课程之一，是本专业学生学习内燃机原理和内燃机设计的基础，该课程与实践结合十分紧密。近几年立足于对内燃机构造教学方式的探索与创新，本着继承传统优势、突破传统的实践模式、构建“以学生为主体”的“引导自学、教师解惑、实践分析”的“三步一体”教学模式，将“自学、理论、实践”相结合，在教学实践中真正的实现了以学生为教学的中心，最大限度地调动了学生的积极性，取得了较好的教学效果。本文将结合内燃机构造课程阐述如何将“三步一体”教学模式应用到工科专业课程的教学与实践。

一、引导自学

自学本不是什么新鲜的事物，大学里也更加注重学生自学能力的培养。但如果把自学延伸引入大学的教学环节中，应该赋予它更多的内涵。内燃机构造课程在“引导自学”环节中充分利用网络资源，让学生通过“内燃机构造”网络自学平台主动的在网上进行了解。网络自学平台以设问、讲解等形象生动的近似科普性质的内容对内燃机构造课程中将要学习的内容进行初步的介绍。

（1）主动的引导学生自学

在学生自学过程中教师要有目的的通过自学设定的内容进行导向。在自学过程中有意设置疑惑。让学生思考并心存某种疑惑、激发深入学习的兴趣，为后面的课堂教学打基础，同时也为后续课堂教学中的讨论提供话题。比如，在课堂教学讲授内燃机燃烧过程之前，在自学内容中提出如“汽车能够燃烧什么燃料来为车轮提供动力？”的问题，然后在网络自学平台重点以故事的形式讲述内燃机中汽油机、柴油机的发展历史，体现燃料燃烧的特点。而到了课堂上，可以先讨论为什么柴油、汽油能作为汽车的燃料，然后学生自由讨论什么能作为汽车的燃料，最后再拓展到生物柴油等新兴的燃料技术。

（2）给学生隐形的压力进行自学

有人说哈佛大学图书馆的灯彻夜不熄，里面有很多学生在学习，这说明了什么问题？应该说那个时间并不是教师在讲授课程，而是一种隐形的压力迫使学生进行自学。由于“内燃机构造”自学网络已经实现设立很多问题，学生为了更好的解决问题，那么就需要在课下进行更多的查阅文献资料。这不是以某种强硬的方式布置任务，更多的是体现在让学生按照比较有趣的问题方向去涉猎更为广泛的专业知识。在课堂上，学生为了表现自己已经获得的知识，必然会踊跃成为课堂上的主体。教师也能够通过这种反馈获悉学生对专业知识的了解程度、感兴趣程度及课下是否进行了学习等多方面的信息，能够在一定程度上解决目前大学里有些学生不学习或盲目学习的问题。

（3）通过历史故事激发学生兴趣

汽车作为一种行走机械以内燃机为主要动力，而内燃机这种机械已经沉淀了上百年的历史，很多精彩的历史故事蕴含其中，而在其中机械技术的发展进步作为一条主线却是不变的主题。工科专业课也正是体现在机械技术的更新上。在自学过程中让学生轻松地阅读类似一些简单机构的诞生故事这方面资料，很生动有趣，避免了机械设备在结构给人的枯燥感。由于在课下的自学过程中学生已经进行了解，那么在课堂上就可以把故事中的技术问题直接在课上进行讨论，不必重复陈述，提高了课堂上交流的信息量。通过技术变迁的历史，也能够带动学生对工科技术魅力产生兴趣，在对不同时代相同技术的了解过程中学会分析对比。例如在“起动机诞生”的故事中就隐含了起动机最早的机构雏形，以及它在技术上解决了什么问题。通过学生阅读故事，潜移默化地理解了该机构的作用。

（4）提高教学的起点

现代科技的发展一方面给人们生活水平带来极大的改善，代表先进科学技术的设备也随处可见，如汽车也在逐渐成为一种日用品。另一方面，现代科技的发展也使大学生获取知识的途径也更加广泛，对科技的认知水平提高。“内燃机构造”在教学过程中为适应这种发展趋势，提高了教学起点。在引导学生网络自学中已将一些很简单的机械原理已经展示给学生，同时学生在课下也阅读了相关的技术资料，那么在课堂教学过程中就可以提高教学内容的起点，重点解决一些难解的问题。

二、教师解惑

教师解惑环节是在课堂上一部分时间对教学的重点内容进行透彻的讲解。剩余时间则结合自学过程中的问题与学生进行互动讨论。课堂教学的教授过程中更注重强调对概念的陈述、解释，对理论的强化，对问题进行深入的剖析，使学生不仅“知其然”，还理解“其所以然”，凸显技术在发展过程中的严谨性，让学生对技术的认识上升到理论的高度。而在讨论互动过程中则会体现技术的多样性、灵活性与创新性，将理论应用于技术的分析与诠释。

内燃机构造教学在“教师解惑”这个环节中充分利用多媒体教学手段，采用动画等生动的课件，结合学生在预习中的疑难问题进行重点讲述。比如在燃料这个问题上要讲述燃料不同指标的定义，如“汽油标号”、“柴油凝点”等，对比分析不同燃料的这些物理化学特性指标，再辅以动画的形式展示汽油机与柴油机的燃烧工作过程，在此基础上讨论如何让汽车燃烧“地沟油”这类有趣的话题。

这种教师解惑的教学方式不同于普通的讲授，其基于引导自学的基础之上，让教授的客体有了共同的一个自学基础，具备了一些科普性的专业常识，存在了一些要解决、了解的问题，对课堂上将要讲述的内容有了更充分的准备。至此课堂教学则可以在有限的黄金时间内重点阐述某种理论、某些难点，规范学生的理性思维，更大的激发学生挑战的兴趣。这样不仅提高了教学的起点，同时也激发了学生学习该课程的兴奋点。

三、实践分析

实践分析中以学生为中心、教师引导的方式，针对课堂上的内容进行实践活动与分析。实践的过程是将课堂上的理性认识转变为一种感性认识。

内燃机构造课程基于理论与实践教学的特殊性，在课堂教学后要安排专业认识实习。早期时是到校外的一些汽车维修厂进行实践。这几年根据企业的实际情况将专业认识实习转移至校内，自己建立了实践基地。将实践场地、试验设备分区建设，包括概念展示区、发动机工作原理与典型结构展示区、发动机电控系统实践区、汽油机供给系实践区、柴油机供给系实践区及发动机整机构造实践区六个区域。让学生亲自动手，分区实践，对汽车发动机进行拆装，结合实物充分了解发动机结构的特点、工作原理、技术进步的变迁。在组织实践活动中重点强调以下几个方面：

（1）细化分组

以3-4名同学为一组对发动机进行拆装，真正的实现小组式教学，让每个同学都有动手的机会。

（2）分类对比

拆装的教具选取典型的设备，在拆装过程中进行横向与纵向不同方式的进行对比。学生进行横向对比时，可选取美系、日系、德系、国产的发动机进行拆装，之后对比不同的零件结构，利用课堂上讲授的内容进行分析对比，哪种结构更好；学生还可按照点火系统的技术发展变迁为主线，通过展示与拆装不同年代时的结构进行纵向对比分析，让学生分析每次技术变迁要解决的问题、采用的技术。

通过学生亲身体验、亲眼所见、亲手拆装感受，再加以教师的引导分析，让学生将所学理论升华至实践分析。

四、结束语

如何将以学生为主体的“三步一体”式教学中的各个环节紧密联系并予以延伸是教学的关键。经过近几年的教学改革与尝试，将这种教学模式在“内燃机构造”这门工科专业课程中予以实践获得了较好的教学效果。学生对内燃机的基本结构、工作原理、技术发展有了更清楚的认识，强化了学生的动手能力，促进了学生综合素质的培养。在教学实践中摸索出的“三步一体”式教学方法尤其是对工科专业课程的教学具有一定的借鉴作用。

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