汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)課程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究*

辛江慧 張雨 鄒政耀

南京工程學(xué)院 南京 211167

作者：辛江慧，博士，講師，主要從事車(chē)輛智能監(jiān)測(cè)與控制。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)知識(shí)與能力、理論與實(shí)踐相結(jié)合的關(guān)鍵，是學(xué)生掌握知識(shí)、技能的一個(gè)途徑。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是獲得新知識(shí)的源泉。本文針對(duì)汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，如何依托課程實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力是研究的重點(diǎn)。

1 汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)課程驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性、探究性實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化

創(chuàng)新教育需要?jiǎng)?chuàng)造性的教與學(xué)，教師創(chuàng)新驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，不但能使學(xué)生掌握有關(guān)的知識(shí)，還能起到言傳身教和潛移默化的作用，培養(yǎng)他們不迷信課本，激發(fā)求知欲和好奇心、敢于創(chuàng)新的精神，引發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力之目的[1]。

汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)課程是車(chē)輛工程學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課程之一，因此，加強(qiáng)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生該課程的實(shí)踐與創(chuàng)新能力是該課程的重要環(huán)節(jié)。而該課程實(shí)驗(yàn)的綜合性、設(shè)計(jì)性、探究性克服了傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的弊端，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、探究能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的形成具有舉足輕重的作用。因此，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐漸向綜合性、設(shè)計(jì)性、探究性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化具有非常重要的意義[2]。教師的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和教學(xué)方法的不同與學(xué)生實(shí)驗(yàn)條件的不同等因素的存在，使課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間必然存在一定距離，教與學(xué)之間不能形成目標(biāo)的共鳴效應(yīng)，這種差距被稱(chēng)為教與學(xué)的“目標(biāo)鴻溝”，如圖1所示。為了縮短目標(biāo)鴻溝，從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化。

圖1 教與學(xué)的目標(biāo)鴻溝

1)汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)從驗(yàn)證性向探究創(chuàng)新轉(zhuǎn)化。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)是讓學(xué)生驗(yàn)證已有知識(shí)的正確性和科學(xué)性，僅此而已，這種被動(dòng)的方式不利于他們創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。這種機(jī)械地獲取知識(shí)和能力的方式不利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力以及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。在教學(xué)方法設(shè)計(jì)方面，該課程驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)采用的是傳統(tǒng)的教學(xué)方法，常常是教師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容、步驟，甚至將結(jié)論也預(yù)先告訴學(xué)生，學(xué)生只需照貓畫(huà)虎進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可。這種教學(xué)方法盡管培養(yǎng)了學(xué)生一定的觀察能力，能夠提高學(xué)生操作的熟練程度，但是學(xué)生基本上處于被動(dòng)接受狀態(tài)，卻不利于思維能力訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該從“培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力”向“知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三維目標(biāo)轉(zhuǎn)化，不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)生知識(shí)的獲得，而且注重學(xué)生能力以及情感態(tài)度與價(jià)值觀的形成[3]。為了改變這種情況，教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該建立正確的教材觀，創(chuàng)造性地選擇和應(yīng)用教材的內(nèi)容，應(yīng)該按照車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系的要求建設(shè)一批設(shè)計(jì)性和研究性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，指引學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出猜想，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證猜想。系里應(yīng)該開(kāi)出多門(mén)課程的開(kāi)放性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)去獲取實(shí)驗(yàn)成果。另外，還應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中去。學(xué)生做創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)存在一定的困難和問(wèn)題，這就迫使學(xué)生主動(dòng)去思考、去查資料，對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛力大有益處。

2)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施應(yīng)從“講授式”向“探究式”轉(zhuǎn)化。著名化學(xué)家戴安邦教授對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)做了精辟論述：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施創(chuàng)新教育的有效形式，起著課堂理論講授不能替代的特殊作用。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中，常使用講授式的課堂組織形式，教師一邊講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，一邊向?qū)W生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)示范，使學(xué)生獲得對(duì)實(shí)驗(yàn)的形象性認(rèn)識(shí)[4]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果不是靠教師講出來(lái)的，而是靠學(xué)生做出來(lái)的。立足于讓實(shí)驗(yàn)本身說(shuō)話的原則，強(qiáng)化目的，講清要求，明確目標(biāo)和任務(wù)。只提示需要注意的地方，不再詳細(xì)講解具體步驟，更不給最后答案或結(jié)論。有時(shí)可設(shè)多種疑問(wèn)，甚至顛倒順序和步驟，為學(xué)生提供機(jī)會(huì)，以求在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，澄清事實(shí)。

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)人的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教育，是通過(guò)對(duì)學(xué)生施以系統(tǒng)教育，在傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力的同時(shí)，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，為將來(lái)成為創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。為此，在汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)教學(xué)中，應(yīng)通過(guò)多種途徑，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。正確把握學(xué)生的好奇心、感動(dòng)心和自律心[5]，使它們?nèi)趨R貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)之中，結(jié)合課程的基本目標(biāo)，循序漸進(jìn)地加強(qiáng)指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)踐的積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)其個(gè)性的發(fā)展。

2 改革實(shí)驗(yàn)室模式，有條件地向?qū)W生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)課是嚴(yán)格按照課程表安排進(jìn)行的，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)課時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其余時(shí)間很難進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。即使是實(shí)驗(yàn)課期間，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室也是教師把實(shí)驗(yàn)儀器等都準(zhǔn)備好，學(xué)生只按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟被動(dòng)地做一些驗(yàn)證，很難發(fā)揮他們的自主創(chuàng)新能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[6]，實(shí)驗(yàn)室模式需要改革，在課余時(shí)間實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生有條件開(kāi)放，鼓勵(lì)學(xué)有余力、有創(chuàng)造激情的學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。他們可以自帶實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以參與教師的課題，列出實(shí)驗(yàn)方案并寫(xiě)申請(qǐng)報(bào)告，如果實(shí)驗(yàn)方案有意義而且可行，就可以在課余時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣可以激發(fā)與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，并為他們提供一個(gè)獨(dú)立探索、自主研究的良好氛圍和空間。

另外，可以增加開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生接到題目后，在教師的指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn)，選擇合適的實(shí)驗(yàn)方法，寫(xiě)出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，經(jīng)教師審閱批準(zhǔn)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生在這種體系中，可以完美地發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，帶著問(wèn)題去做實(shí)驗(yàn)，去探討實(shí)驗(yàn)中的各種現(xiàn)象和結(jié)果，具有事半功倍的效果。學(xué)生可以自由支配實(shí)驗(yàn)時(shí)間，選擇實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，并可以全身心地投入到實(shí)驗(yàn)中去，不但可以促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，而且可以大大培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，進(jìn)而聯(lián)系自己學(xué)習(xí)的實(shí)際，促進(jìn)理論課程學(xué)習(xí)的效果。

3 汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)應(yīng)有針對(duì)性、前沿性

由于實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教育模式過(guò)分強(qiáng)調(diào)本科生教材和教學(xué)內(nèi)容的完整性和正確性，對(duì)于存在爭(zhēng)議、理論體系尚不十分完整、邏輯體系和處理問(wèn)題的方法還不是十分成熟的知識(shí)，在教科書(shū)中很少見(jiàn)到，有的甚至是絲毫沒(méi)有涉及。然而學(xué)科前沿問(wèn)題，大部分都是直接來(lái)自于自然、社會(huì)和人們的實(shí)際生活，是研究者對(duì)傳統(tǒng)的觀念、思想和理論的揚(yáng)棄，是突破和發(fā)展，其理論不可能馬上成熟起來(lái)；從不成熟到成熟往往是很長(zhǎng)的歷史過(guò)程，甚至需要幾代人、十幾代人的努力。這樣在一定程度上，傳統(tǒng)的教育模式必然會(huì)造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿的脫節(jié)(鴻溝)，形成學(xué)生知識(shí)發(fā)展的斷層，如圖2所示。目前開(kāi)設(shè)的汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)中，只是有關(guān)液壓與氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，而針對(duì)汽車(chē)方面的還沒(méi)涉及，這是亟待解決的問(wèn)題。

圖2 學(xué)生的知識(shí)發(fā)展的斷層

4 通過(guò)液壓與氣壓傳動(dòng)課程綜合性、設(shè)計(jì)性、有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力實(shí)例

綜合性、設(shè)計(jì)性、有針對(duì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施的基本步驟：選題、文獻(xiàn)資料查詢(xún)、設(shè)計(jì)確定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)操作、處理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的主體是學(xué)生，教師的任務(wù)是給予學(xué)生必要的指導(dǎo)和解答學(xué)生的問(wèn)題。

如一組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題目是“汽車(chē)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”，通過(guò)汽車(chē)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)液壓與氣壓傳動(dòng)的工作原理在實(shí)際中的應(yīng)用。由于該題目與車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)息息相關(guān)，實(shí)驗(yàn)題目貼近工作實(shí)際，實(shí)用價(jià)值大，因此可以調(diào)動(dòng)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)他們解決問(wèn)題的欲望。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，教師可以先播放有關(guān)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的視頻，并向?qū)W生提供部分參考文獻(xiàn)資料并講解其查閱方法，然后學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生可根據(jù)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，分為方向盤(pán)不動(dòng)、方向盤(pán)左轉(zhuǎn)、方向盤(pán)右轉(zhuǎn)三種情況，根據(jù)不同情況下各個(gè)泵和閥的工作狀態(tài)確定的油路的通斷狀態(tài)，確定油液壓力的作用方向。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師可提出讓大家思考的問(wèn)題，以及在該應(yīng)用中應(yīng)該改進(jìn)的方面，讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既應(yīng)用了液壓與氣壓傳動(dòng)課程所包含的理論知識(shí)，又涉及車(chē)輛的有關(guān)知識(shí)，能夠使學(xué)生在鞏固理論知識(shí)的同時(shí)了解到在汽車(chē)方面應(yīng)用的特點(diǎn)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)際工作能力的提高奠定良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，如何消除目標(biāo)鴻溝，形成目標(biāo)共鳴效應(yīng)，縮短知識(shí)與學(xué)科前沿、實(shí)際應(yīng)用的距離，為學(xué)生知識(shí)的發(fā)展和應(yīng)用鋪平道路，實(shí)現(xiàn)液壓與氣壓傳動(dòng)課程綜合性、設(shè)計(jì)性、有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)，這是擺在所有實(shí)驗(yàn)教師面前的一個(gè)極富挑戰(zhàn)性的課題。筆者結(jié)合車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，針對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題與大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)之間的關(guān)系，認(rèn)為大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃應(yīng)該分步走：首先讓學(xué)生接受系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)，在獲得一定理論知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的積累后，進(jìn)行全開(kāi)放的自主實(shí)驗(yàn)，完成從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的提高。

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