基于“專創融合”背景下《液壓與氣壓傳動》課程教學改革的研究＊

秦娟娟，楊永萍，解浩，李懷遠

(蘭州工業學院，甘肅 蘭州 730050)

《液壓與氣壓傳動》是研究以液體（氣體）為工作介質進行能量傳遞和控制，來實現各種機械傳動和自動控制的學科。作為機械電子工程專業的專業基礎課，其課程與工程實際有非常緊密的聯系，是集理論學習、實驗分析、實踐設計、數學物理建模和工程問題的解決方案為一體，目的在于培養學生解決工程實際問題的創新意識和設計能力，在銜接基礎課程和專業課程之間起著非常重要的作用。

1 課程改革研究背景

隨著“專業教育”與“創新創業教育”深度融合的提出，將創新創業教育融入專業教育是高等教育更深入、更全面、更高層次的創新與改革，也是國家創新發展、經濟創新驅動、人才培養模式創新改革的重要環節[1]。那么，液壓與氣壓傳動課程在“專創融合”課程建設上需要新的革新與挑戰。目前，一些學者對液壓與氣壓傳動課程建設進行了探索和改革。湖北工業大學[2]在基礎實驗、課程設計和綜合實驗創新訓練三個實踐性教學環節中加強對學生綜合能力、創新能力和工程應用能力的培養。湖南汽車工業學院[3]從實踐教學課程設置、校企合作以及教學科研相結合等方面對課程實踐教學環節進行探索。淮南師范學院[4]從工程教育專業認證角度出發，修訂教學大綱，明確課程目標與畢業要求之間的對應關系，對課堂教學改革及考核體系建設等方面的實踐進行探討。這些改革在培養實踐創新型及應用型人才，提高學生動手實踐的工程應用能力上有所欠缺。以培養雙創人才的需求為契機，以創新“人”的全面教育為核心，貫徹學生思維培養、能力培養和知識培養的雙創核心素養理念，依據課程組教師多年課堂教學效果的總結及機械電子工程專業學生的學習狀況及特點，對液壓與氣壓傳動課程進行“專創融合”教學探究。那么，如何在教學過程培養學生的創新能力、實踐能力及綜合素質？這將是課程改革亟須解決的問題。

2 課程改革思路及措施

本課程建設秉承“專創融合”的宗旨，以注重對學生思維培養、知識培養和能力培養為目標，著手從優化教學內容融入思政元素、輔助教學手段創新、實踐教學創新及優化考核方式四個方面展開課程建設與改革。

1) 優化教學內容、融入思政元素。針對當今社會工業領域發展的多元化，應用型工程技術人才的實際要求，依據本校機械電子工程專業的人才培養方案對《液壓與氣壓傳動》教學大綱進行編寫，劃分教學模塊，詳實教學內容。理論教學內容劃分為五個單元模塊，如圖1 所示。其中，對“緒論”“液壓傳動基礎知識部分”“液壓元件部分”和“液壓系統部分”四個模塊的教學內容分別融入與本模塊教學內容相關且處于發展前沿的液氣壓技術知識點，幫助學生理解與模塊相關知識點，明白液氣壓技術在工業領域的應用以及發展方向。課程內容講解的同時，融入思政元素，以激發學生們的愛國情懷。五個模塊知識點分層建立，層層遞進，規劃講授，突出重點難點，使教學內容做到系統化、專業化及高效化。

圖1 《液壓與氣壓傳動》課程改革思路框圖

2) 輔助教學手段創新。搜集課程中所學各類壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥及輔助元件的零件結構圖紙，利用設計寶和“SolidWorks”建立元件模型；將所建立元件的三維模型制作組裝、拆裝動畫過程并庫存，完成元件模型教學軟件。元件的結構由傳統平面圖片認識改變為新的立體結構認知，方便教學中液氣壓元件結構的講解，幫助學生理解各類液壓元件及輔助元件的工作原理，激發學習興趣。

在課外利用線上“騰訊課堂”“釘釘””或“QQ 群視頻”輔導課堂難點、疑點及作業，學生課外可利用線上“MOOC”“愛課程”“精品課”“學堂在線”及“智慧樹網”在線教學網絡資源，根據課程教學模塊的設置，線下在每個教學模塊的適當課堂教學時間段組織“翻轉課堂”。將以教師“教”為中心轉為以學生“學”為中心；體現學習過程的“探究性”和學習結果的“個性化”。

3) 實踐教學創新。根據專業特點，在理論課程結束后開設《電液系統綜合設計》課程設計，結合機電系統裝備中液壓與氣壓傳動的應用，設計創新題目作為機電液綜合課程設計題目，鍛煉學生液壓與氣壓系統設計創新思維。課程設計具體內容包括明確設計要求，進行工況分析，完成主要參數的計算、擬定液壓系統原理圖、液壓元件的計算與選擇、液壓系統的性能驗算、液壓系統上機調試、電控系統硬件設計、電控系統程序設計、電液系統綜合調試及編寫設計說明書。在上試驗臺調試之前，學生可借助“AMESim”或“FluidSIM”電液系統虛擬仿真軟件創新設計系統模型，體驗創新設計，以驗證所設計液壓系統的可行性，然后通過試驗設備實踐驗證設計的正確性。

通過這一實踐環節，幫助學生將液壓與氣壓傳動、機電傳動控制、機械控制工程的理論知識綜合應用于電液系統綜合設計，增強學生機、電、液方面知識的綜合應用能力，加深和鞏固對課堂教學內容的理解，鍛煉學生工程設計、溝通協作及成果撰寫表達能力，支撐專業學習成果中相應指標點的達成。

4) 優化考核方式。降低理論考試的比重，提高教學過程考核比重，課程考核環節包括過程考核（占比40%）和期末閉卷筆試成績（占比60%）。過程考核由實驗成績、課堂表現及互動、作業與課堂考勤四環節組成，課堂互動中包括課堂分組討論與“翻轉課堂”，作業包括平時作業及大作業（液壓基本回路的設計），考核方式更注重學生在學習過程中知識、素質和能力的獲得。在實驗考核中注重學生平時實驗預習情況、實踐參與情況、實驗課堂實驗表現、實驗態度、主觀能動性、創新意識、團隊協作能力等方面的考核，激發學生實驗興趣，調動學生積極參與。

3 總結

該課程改革緊密圍繞“專業教育”與“創新創業教育”深度融合要求，依據本校應用型本科人才辦學定位，結合本校機械電子工程專業的人才培養方案對課程教學大綱進行編寫，劃分教學模塊，優化教學內容及教學方法，課程內容體現液氣壓傳動技術在專業中的應用性及專業發展的前沿性。輔助教學手段創新及線上、線下混合式教學模式，讓學生學習思維轉變為“愛學習”和“要學習”。理論教學與實踐教學相融合，以提升教學效果。優化考核方式，加重過程考核，注重知識-能力-素質的培養。本課程用兩年時間在機械電子工程專業不同班級行使了改革措施，并且完成了本校課程評估建設，取得良好的效果，其改革思路及措施對“專創融合”教學改革具有指導性的作用。