工程教育認證下的“液壓與氣壓傳動”課程教學改革

楊曉清　龍向前

【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“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。

【關鍵字】液壓與氣壓傳動;工程教育認證;教學改革;實踐能力

中圖分類號： G642.0 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）20-0144-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.064

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。以上這些教學內容和方式，都不利于中國工程技術人才培養(yǎng)。為了提高教學質量，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容布置為學生自學內容。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以及相關視頻學習資料上傳，并對自學內容進行網上測試。

3 改進教學方法和手段

工程教育認證強調以學生為中心，以學生的學習效果為導向[1]，為了提高教學質量，采用多媒體課件和“雨課堂”網絡相結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知識，在講解過程中，注意觀察學生的課堂表現(xiàn)，靈活調整教學節(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“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)設備對系統(tǒng)需求在控制面板上，設計系統(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“雙向調速回路”和“雙缸順序動作回路”作為第二個和第三個實驗內容，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品庫，每個元器件的結構分別采用二維結構圖以及三維實體爆炸圖形式展示。該網頁內設有交互式操作，學生可以利用鼠標從產品庫中調取相應零件完成產品的裝配過程。這樣學生利用課下，掌握各類重要元件的結構和功用。另外，又開發(fā)了油路設計虛擬實驗平臺，學生可以根據(jù)實際工程設備要求，通過調取系統(tǒng)零件圖標，構建系統(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語言程序設計》課程中的應用研究[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2017.3：14-17.

[3]中國工程教育認證協(xié)會.通用標準[EB/OL].[2014-05-27]http：//ceeaa.heec.edu.cn/column.php？cid=17.