創新驅動發展背景下液壓傳動課程教改探討

尹凝霞 張世亮 李偉洪 梁景松

[摘 要]創新驅動發展戰略的提出和新技術新產品的出現，對傳統液壓傳動課程提出了更高要求，本文以培養學生創新能力為目標，分析了當前液壓傳動課程教學中存在的問題，通過優化課程體系，將工程思維融入課程教學，使課程教學與現代教學理念相吻合，教學中圍繞工程應用實踐，強化實踐環節，優化考核方法，培養學生的創新意識和創新能力。

[關鍵詞]創新驅動；液壓傳動；教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）08-0088-03

江澤民同志早在1995年全國科學技術大會上就指出：“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。”黨的十八大再次明確提出“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，須擺在國家發展全局的核心位置”。高校作為科技第一生產力與人才第一資源的匯聚地，需在創新驅動中起到引領作用[1]。實施創新驅動發展理念落實到高校中具體開設的課程，主要是指有效整合教學資源，合理梳理知識點并分配學時，突出實踐應用，改革教學方法及優化考核方法，使教學更有效。

對傳統課程進行教學改革是創新驅動發展背景下的必然趨勢。液壓傳動課程是機械制造類、機電類及電氣自動化等相關專業的一門重要主要專業基礎課，其教學目的是使學生掌握液壓傳動與控制技術的基礎知識，勝任一般液壓系統的分析及設計工作，為學習其他專業課程和從事機械設計制造、使用維修等方面工作打下基礎，因此液壓傳動是機械技術與電氣控制技術的橋梁，學好液壓傳動課程，對學生今后走向工作崗位，盡快適應工作不無裨益。在創新驅動背景下，液壓傳動課程的課程體系、授課方法及考核方法等都須進一步優化，亦即在創新驅動背景下，液壓傳動課程的一個重要任務是培養學生的創新能力，因此須以創新能力培養為主旨對現有教學內容、授課方法和課程考核進行改革，對已有的教學體制進行思考與創新。

一、液壓傳動課程改革的緊迫性

基礎教育是科教興國的奠基工程，基礎課程在基礎教育中處于核心地位，是教育理念和教學思想的集中體現，是落實培養目標的“施工藍圖”，同時它還是教學活動最主要的依據。液壓傳動課程是機械類專業的核心課程，屬于必修課，其主要特點是：（1）理論性強，液壓傳動是在流體力學知識和實驗結果基礎上推理建立起來的，液壓系統定律為理論基礎。（2）實踐性強，液壓傳動與我們的生活和工程實際緊密相連，如現代組合機床的制造與使用維護、工程機械的開發，無一離不開液壓傳動。（3）抽象性強，液體在縫隙中的流動、液壓沖擊與氣穴現象均難以用語言描述其狀態和原理[2]。

（一）學時少內容多

隨著社會化進程加快，科學門類增多，知識愈加豐富，像液壓傳動這樣的專業基礎課分擔的學時越來越少，但新技術新產品不斷涌現，學時少內容多的矛盾愈加突出，單純減少課程內容并不可取，同時也不利于學生以后發展。很多學校已經把液壓傳動課程設計砍掉，液壓傳動的課堂教學也一減再減，筆者所在的廣東海洋大學液壓傳動課時已減為48學時。

（二）班容量大，教學手段單一，離實用性較遠

小班制教學便于教和學溝通，便于因材施教，便于嘗試各種新式的教學方法，可充分調動雙方積極性，提高課堂效率[3]。而大學的連年擴招造成教學資源日漸短缺，因此現在很多課程都選擇的是大班制上課，一般專業課課容量也在70人左右，有的課程課容量更大，甚至達到140人或者更多，班容量的增大和學時的限制，使得目前的教學大都以教師的單向傳授知識為主，不是以“學生”為本，而是以“知識”為本，只是向學生灌輸知識，而未考慮到學生需求與接受程度。

教學模式上，采用統一的教學計劃、同一種教學模式、同一種教學進度，未能充分考慮到學生的差異性和個性特點。在當今高速發展的信息時代，獲取知識的途徑越來越多樣化，原有的知識載體和教學方法越來越不受歡迎，“重教輕學”是現在高校教學過程中普遍存在的問題，教學改革的關注點大都集中在教學方法改革上，而實用性需要學生的自主學習為基礎。

（三）考核評價方式單一

現有的考核方式主要是平時成績（20%～40%）+期末成績（80%～60%）的形式，其中平時成績主要包括對平時考勤、課堂表現、平時作業方面的考核；期末成績主要是依照教學大綱對本門課程進行涵蓋本門課全部內容的考核。這雖然不等同于“一卷定終身”，但仍存在如下弊端：平時考勤，由于現在上課的班容量非常大，不可能每堂課都記考勤、課堂表現，考核往往只能對少部分同學進行，覆蓋面不夠寬；平時作業，只能以學生交上來的作業結果作為參考，雖然教師可以花時間做到全批全改，但由于學生作業存在抄襲情況，有的時候一個班的同學交上來，只有兩三個版本，甚至有的同學不管什么題目，不管自己會不會，都一概去網上百度答案，直接對照著直接抄，如此做來，評價公正性欠缺，對大范圍的作業抄襲，很多時候任課老師也只能是不了了之；考試中以引導學生記憶為主，以分數定奪學生的學習效果，在一定程度上嚴重束縛了學生的創新能力培養。

二、液壓傳動教學改革措施

（一）建立突出實踐應用的液壓傳動課程教學體系

在知識高速發展、科技高度發達，知識以指數級增加的今天，不可能所有內容的學習都在課堂上進行。隨著教學學時的縮減，教學內容的選擇顯得尤為重要，這就要求任課教師認真編選并組織精要的內容集中教學，并以學生為主體進行教學。面對幾百頁的教材，只有48個有限學時，在第一次課堂上，教師可主動把教學大綱和教學計劃公布給學生，先告訴學生哪些知識點是重點要掌握的，哪些知識點一般掌握即可，哪些章節內容可以不講，這能消除學生畏難情緒，另外還要讓學生了解這門課的具體要求，考核方式與標準等。液壓傳動是一門很重要的專業基礎課，畢竟不是科普，因隨著學時少內容多矛盾的突顯，首要任務就是調整大綱，既要考慮到學生的基礎，又要幫助他們建立工程的概念，為以后的自主創新打基礎。在有限的學時內合理選擇課堂教學內容是關系到能否真正實現課程目標的關鍵一環。綜合各種情況，建立如圖1所示的液壓傳動課程體系。

在完善教學體系的同時，還要更新教學理念，改變以往傳統的、單一按章節知識點教授的教學方式，通過梳理知識點間的內在聯系，選取合適的工程實例貫穿于知識點的講授中，結合工程實例及生活中的工程現象對液壓的原理加以解釋分析。如三峽大壩為什么建得特別高？液壓設備為什么運動得特別慢？高層宿舍為什么經常停水？埋在地下的煤氣主管道為什么特別粗？可以把這些生活中和工程中的案例融入課堂的理論教學。

將工程思維融入課堂教學，將工程問題滲透于教學過程，理論教學中遵循由簡到繁、由淺入深、循序漸進的授課要求，從單純傳授知識到培養能力的層次提升，在課堂教學互動中融入工程思維問題的探討與分析，使學生在不知不覺中掌握液壓基本原理。同時，可通過對液壓傳動知識點進行系統分類，對各類知識點匹配選取合適的工程實例，以工程實例帶動理論，調動學生學習興趣。也可以通過工程案例教學法，將理論與實踐教學有機結合，使學生的動手能力、創新創業能力等得到全面提高。

對于部分大綱內的內容，上課沒時間講授，可留到課下讓學生自己學習，推薦學生翻看參考書，講明要求，并在適當時間進行考核，考核成績作為平時成績一部分。另外，隨著網絡和手機的普及，網絡幾乎成了大學生生活中不可缺少的部分，尤其是今天這些90后大學生，我們可以就此引導學生通過網絡進行學習。廣東海洋大學的液壓傳動課程已立項成為廣東省精品資源共享課程[4]，共享課程中還設有答疑模塊，可利用大學生比較熱衷的QQ群和微信群社交平臺進行即使答疑，使學生的學習更有效，還可以幫助老師及時掌握學生的學習情況，加強任課老師與學生之前的溝通交流，接地氣的教師更受學生歡迎。

（二）改革液壓傳動教學方法，強化學生實踐環節

1.要改變傳統的教學方法。雖然改變傳統的教學方法并非一朝一夕就能實現，受到諸如具體的教學內容、學生現有水平、學生學習風格、教師教學風格、學校教學條件等因素影響，但即使這樣，我們仍然要依據液壓傳動課程的特點，在教學過程中充分考慮學生的實際情況，以教師和學生的互動作為出發點來設計教學方法，并且突出“以工程應用為主線”，提高學生分析和解決工程實際問題的能力，這樣才能使得我們培養的人才能夠適應時代的發展和國家的戰略發展規劃。工程思維是工程實踐與現實生活中提出問題，進而運用科學理論與工程技術來解決問題的過程，此過程不僅將理論知識和工程實踐緊密相連，使枯燥的理論通俗易懂，而且還可培養學生的工程實踐能力。工程案例教學法是一種能提高學生綜合決策、解決實際應用問題能力的教學方法，具有高度的擬真性、靈活的啟發性、鮮明的針對性等特點，能讓枯燥、抽象的理論轉化為鮮活的實例，能大大的調動學生的學習興趣，非常適用于大學工科專業課程的教學。通過把生活中和工程中的案例融入理論課堂教學，增強學生的學習興趣，讓學生把理論知識融會貫通，進而提高其分析問題和解決問題的能力。為了讓液壓傳動課堂教學內容更貼近工程實際，教學內容更鮮活，讓學生記憶深刻，也可以通過工程案例教學引導學生開展探究式學習，提高學生理論聯系實際能力和動手能力，增強創新能力。

2.從工程視角創設問題，驅動課堂教學互動。將液壓傳動的理論課堂教學過程轉變為液壓工程思維訓練過程，將工程思維貫穿于理論教學過程之中，變“紙上談兵”為鮮活的工程思維訓練，這不僅是學生學習方面一個質的飛躍，也是任課教師思維發展與完善的過程。同時以重視知識傳授轉向重視教會學生學習和良好學習習慣的培養，目的是為了使我們的教學更有效，因為學會學習遠比掌握某個知識點更重要。

3.實施多梯度多層次實驗教學。液壓傳動課程的特點是實踐性強，加強實驗室建設、重視實踐環節、實施多層次實驗教學是液壓傳動課程建設的一個重要方面。傳統液壓傳動實驗課程受困于實驗設備及其他原因，以驗證性實驗為主，主要驗證理論課教學中學習的液壓泵、液壓閥及一些回路的特性。隨著“工業4.0”時代的加速來臨和“中國制造2025”戰略及創新驅動發展戰略的提出，制造業的模式和思維將發生重大改變，制造業升級換代發展中面臨的挑戰對制造業人才培養提出更高要求，發現問題和動手解決問題的能力急需提高，依據學生能力和需求，開設一定學時的設計性實驗、綜合性實驗、開放性實驗是非常重要而且非常必要的，這不僅可加深學生對液壓系統組成元件與基本回路的理解和應用，還可讓學生通過動手實驗提高解決問題的能力。

雖然隨著廣東省教育廳在教育方面投資力度的加大，很多實驗室的實驗條件得以改善，但并非所有實驗室的條件短期內都能得以改善，而且受大班制教學所限，并非所有學生都能動手進行實驗。實驗設備短缺、人數眾多的問題可以通過虛擬實驗平臺得以解決。虛擬仿真實驗平臺通過虛擬現實技術、多媒體技術、人機交互技術、數據庫技術、虛擬實驗環境來模擬實驗，使學生在虛擬環境中完成實驗，同樣可以達到實驗教學的目的。而這一平臺更受到當前90后大學生的歡迎，這一技術也引發越來越多的關注，包括重慶大學、南京理工大學等都先后有了自己的虛擬實驗室[5]。

4.重視課程設計。課程設計是液壓傳動教學過程中很重要的一個教學環節，課程設計的性質決定了其對學生工程意識及設計能力培養方面的優勢。液壓傳動可與三維CAD課程結合起來進行綜合課程設計，通過這個綜合課程設計可讓學生更充分的理解液壓元器件的內部結構與原理、液壓油路的通與斷，同時還能鼓勵學生熟練的利用三維建模軟件設計出三維實體模型。這樣的題目綜合性非常強，需要學生課下查閱大量的資料和設計手冊，為最終的畢業設計乃至以后的工作打下基礎。

（三）改革考核評價方式，多元評價

考核評價是課程中重要的一環，是提高教學質量、促進學生獲取知識、提高應用知識能力及促進素質培養的重要手段。建立科學、合理的課程評價體系可促進教學和提高教學質量。依據液壓傳動的特點及創新驅動發展的需要，我們對液壓傳動課程的考核評價做了一些有益的探索和嘗試。

1.考核方式多元化。改變以往以閉卷考試為主，以筆試成績為主的考核方式，加強平時教學過程的考核。針對平時的考核，考勤畢竟也是理論課的保障，可以通過電子簽名實現，或者給學生排好位置，直接針對位置進行點名就可以了，這樣不僅可以大大縮減時間，而且也可在一定程度上提高到課率；針對平時抄作業的情況，可以讓作業在題庫里隨機生成，每個學生的題目不同，并且限時作答，這樣新穎的作業形式，比較適合當今90后大學生，抄作業的情況在一定程度上大大減少了，但這要求題庫里的題目要比較多，需要任課教師課下多花功夫，使題庫里的題目不僅有上課的重點，也要有上課只是點過，要求大家課下自己學習的內容。

2.考核內容綜合全面。考試不僅多元，內容更應全面，筆試內容重在對液壓傳動基礎理論知識和閥、回路分析計算能力的考核，不管是內容的深度還是廣度，不管是疑點還是難點都要合理規劃。平時的作業適當增加難度，盡量以綜合題目給出，使學生在掌握基礎理論的基礎上，將其用于實際工程案例分析，因此平時的題目既要具有一定的液壓傳動基礎知識，又要具有一定的工程背景，并且盡量是開放式的題目，鼓勵學生大膽思考、勇于探索。理論課教學盡量“考教分離”，任課教師不直接參與課程考試。

三、總結

在創新驅動發展戰略實施的大背景下，為了提高液壓傳動的教學效果，幫助學生養成獨立自主學習、自我約束學習的習慣，我們對液壓傳動課程進行了一些有益的嘗試和探索，通過有效整合液壓傳動教學資源、合理梳理液壓傳動課程的知識點并分配學時、突出實踐應用改革教學方法及優化考核方法使液壓傳動的教學更有效。實踐表明，在液壓傳動教學中突出以學生為中心，融入工程思維，可培養學生獨立自主學習能力和創新能力，體現液壓傳動專業基礎課必須、夠用的原則，并為后續課程的學習打下堅實基礎。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 彭渝麗，周黎萍.論高校在國家創新體系中的地位和作用[J]. 技術創新與管理，2007（3）：16-18.

[2] 葛立臣，李新華. 液壓傳動課程的教學特點與教學方法[J]. 科技風，2011（20）：200.

[3] 宋廣文，劉鳳娟，楊超. 論全面推行小班制教學的必要性與可能性[J]. 教育研究與實驗，2013（4）：72-75.

[4] 尹凝霞，張世亮，梁景松. 液壓與氣壓傳動精品課程建設實踐[J]. 大學教育，2017（4）：65-67.

[5] 吳濤.機械液壓虛擬實驗仿真平臺的設計與實現[D]. 重慶：重慶大學，2016

[責任編輯 鐘 嵐]