工程教育下液壓與氣壓傳動教學改革

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【摘要】《液壓與氣壓傳動》課程是機械工程學科中一門主干課程。本文分析了目前該課程在整個教學環(huán)節(jié)中存在的一些問題。為了適用工程教育，需從理論教學方法、手段，以及實踐教學內(nèi)容等各個方面進行教學改革。理論教學方面：使用雨課堂軟件輔助教學，可增加學生的學習主動性和課堂的師生互動性。課堂上，老師不僅要有好的提問而且在課尾可增設(shè)“學生提問”環(huán)節(jié)。以上方法和手段都可實時了解學生對本課所學知識的掌握程度。課堂中提出一些工程實際問題，需學生采用分組討論方式解決問題，這種方式可培養(yǎng)學生的工程團隊協(xié)作意識和工程問題分析能力。實驗教學方面：將演示性實驗改為綜合性設(shè)計實驗，以便提升學生的創(chuàng)新能力和工程問題分析能力。

【關(guān)鍵字】液壓與氣壓傳動；工程教育認證；教學改革；實踐能力

0引言

工程教育專業(yè)認證后，專業(yè)需要加強工程教育改革，培養(yǎng)的機械類專業(yè)畢業(yè)生應該具備提出問題并能解決復雜工程問題的綜合能力。落實到《液壓與氣壓傳動》課程，需培養(yǎng)學生從事機械工程工作所需的分析、設(shè)計、制造和控制等專業(yè)能力。《液壓與氣壓傳動》是機械工程學科的一門主干課程，具有系統(tǒng)性，實踐性等課程特點。由于該課程知識點多，內(nèi)容抽象、學時又少，課程講授過程有一定難度。

1課程教學中存在的問題

大學課堂教學一般以教師講授為主，學生的學習動力不足，甚至一些學生癡迷于手機，聊天玩游戲，學生整體的上課效果不佳。因缺少監(jiān)控機制，課后作業(yè)抄襲現(xiàn)象嚴重。這樣作業(yè)不僅沒有起到鞏固所學知識的作用，而且教師無法根據(jù)學生的實際情況調(diào)整進度和教學方法。課后作業(yè)和課外答疑反饋都存在失真問題，導致教師的教案無法及時、準確地調(diào)整，以適應學生的學習狀態(tài)。實踐教學中，學生首先要按照實驗指導書，書寫預習報告。實驗教學過程，學生在老師的指導下，按部就班的重復實驗操作過程，主要是演示性或驗證性地進行實驗。類似這樣的實驗無法培養(yǎng)學生獨立思考認知能力、動手能力和創(chuàng)新能力。以上這些教學內(nèi)容和方式，都不利于中國工程技術(shù)人才培養(yǎng)。為了提高教學質(zhì)量，提高學生的學習效果，現(xiàn)對《液壓與氣壓傳動》課程課堂教學和實驗環(huán)節(jié)提出改革方案，以便工程認證下教育的持續(xù)改進。

2培養(yǎng)學生獨立自主學習的意識

第一堂課教師首先讓學生明確課程目標，以及課程主干內(nèi)容。采用視頻講解方式引導學生認識液壓與氣壓傳動的廣闊應用領(lǐng)域，以提高學生對該課程重要性的認知。同時，介紹我國液壓與氣壓傳動的發(fā)展狀況，從愛國主義情感上，激發(fā)學生的民族自信心和自豪感，客觀的分析國內(nèi)外存在差距的原因，激勵學生刻苦學習的精神。根據(jù)教學過程，教師可將較為簡單的授課內(nèi)容布置為學生自學內(nèi)容。利用各類平臺，例如我校的Blackboard課程平臺或者雨課堂軟件，將課程ppt以及相關(guān)視頻學習資料上傳，并對自學內(nèi)容進行網(wǎng)上測試。

3改進教學方法和手段

工程教育認證強調(diào)以學生為中心，以學生的學習效果為導向[1]，為了提高教學質(zhì)量，采用多媒體課件和“雨課堂”網(wǎng)絡相結(jié)合的混合式教學模式[2]。課堂教學中教師采用通俗易懂的語言講解基礎(chǔ)知識，在講解過程中，注意觀察學生的課堂表現(xiàn)，靈活調(diào)整教學節(jié)奏。對于重點問題，教師要由淺入深，循序漸進，通過實例講解，使學生從根本上掌握知識點。朱熹曾說:“讀書無疑者須有疑，有疑者卻要無疑，到這里方是長進”。課堂上，為了啟迪學生思維，老師不僅要有好的提問而且在課尾可增設(shè)“學生提問”環(huán)節(jié)，這樣可實時了解學生對本課所學知識的掌握程度，對授課內(nèi)容的不足及時補充。同樣，在課堂中，利用“雨課堂”為學生實時推送習題，每位學生參與實時答題。這樣不僅使每位學生了解本課的要點，也使教師了解到哪些方面學生已經(jīng)理解，哪些方面存在困難，教師通過查看答題情況并且做出反饋。理論和實踐證明團隊學習能使學習效果達到50%以上。因此課堂中除了提高學生的學生積極性以外，需要加強團隊協(xié)作意識。在課堂教學過程中，加入工程實際項目問題作為討論問題，采用分組形式，每組三人，作業(yè)由小組成員共同完成。對于簡單問題，課堂討論完畢后，小組將答案總結(jié)概括，由小組發(fā)言人陳述回答；對于復雜的工程問題，采用課下討論方式，學生在指定的時間內(nèi)提交問題解決的書面報告。為了激勵學生認真完成此項任務，將每次討論結(jié)果列入平時成績。

4培養(yǎng)學生實踐能力

以學生接受教育后所取得的學習成果為導向[1-3]，需要改革實驗內(nèi)容和教學過程，以便提升學生的創(chuàng)新能力和工程問題分析能力。將原有的演示性實驗改為綜合性設(shè)計實驗。我院新購進5臺多種回路控制實驗臺，利用它們可以搭建多種回路實驗。操作者首先根據(jù)設(shè)備對系統(tǒng)需求在控制面板上，設(shè)計系統(tǒng)工作原理圖，然后選擇相應的實體元器件連接管路。工作任務相對比較繁重，需要學生團隊協(xié)作完成任務。實驗開始，教師選擇較為簡單的“單向調(diào)速回路”作示范，演示整個操作過程。學生在一旁觀察，并作記錄。然后學生團隊分工協(xié)作，動手完成整個實驗的搭建。選取較為復雜的“雙向調(diào)速回路”和“雙缸順序動作回路”作為第二個和第三個實驗內(nèi)容，這次教師不再示范，整個操作過程，由學生獨立完成。學生首先討論，列出方案，設(shè)計系統(tǒng)工作原理圖，教師在一旁監(jiān)控，對于有問題的組，教師給與指導。設(shè)計的液壓（氣壓）工作原理圖正確后，學生方可進入選擇元件搭建實驗環(huán)節(jié)，并完成最終測試。此外，利用虛擬實驗平臺開發(fā)課外實驗，增加實踐教學課時。因元器件老化，學生拆卸過程不順，將“元器件現(xiàn)場拆裝實驗”刪除，將該部分內(nèi)容改為虛擬實驗。利用虛擬實驗平臺建立了各類液壓與氣壓元器件產(chǎn)品庫，每個元器件的結(jié)構(gòu)分別采用二維結(jié)構(gòu)圖以及三維實體爆炸圖形式展示。該網(wǎng)頁內(nèi)設(shè)有交互式操作，學生可以利用鼠標從產(chǎn)品庫中調(diào)取相應零件完成產(chǎn)品的裝配過程。這樣學生利用課下，掌握各類重要元件的結(jié)構(gòu)和功用。另外，又開發(fā)了油路設(shè)計虛擬實驗平臺，學生可以根據(jù)實際工程設(shè)備要求，通過調(diào)取系統(tǒng)零件圖標，構(gòu)建系統(tǒng)原理圖。這樣，可以培養(yǎng)學生對復雜工程液壓問題的認識、分析和解決的能力。

5結(jié)論

本文根據(jù)我國高等工程教育認證標準和教學實際情況，針對液壓與氣壓傳動課程課堂和實驗教學，提出了改革方案。其目的提高工程教育質(zhì)量的持續(xù)改進。通過該方案的實施，激發(fā)了學生的上課積極性和自主學習意識；通過工程實際項目融入課堂，使學生介入專業(yè)工程師角色的學習，培養(yǎng)了他們工程實踐能力。

【參考文獻】

［1］中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會.工程教育認證一點通[M].北京：教育科學出版社，2015.

［2］曾曉晶,樊斌“.雨課堂”在《C語言程序設(shè)計》課程中的應用研究[J].現(xiàn)代計算機(專業(yè)版),2017.3:14-17.

作者：楊曉清 龍向前 單位：桂林電子科技大學