高職“液壓與氣動技術(shù)”課程信息化教學(xué)改革探討*

丁群燕

（武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430205）

1 高職“液壓與氣動技術(shù)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“液壓與氣動技術(shù)”是武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院機(jī)電一體化、數(shù)控維修、機(jī)械制造及其自動化等專業(yè)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的一門重要的專業(yè)必修課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握液壓氣壓元件和回路的工作原理、液壓和氣壓元件的選用、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試、液壓和氣壓元件元件及回路在一些典型設(shè)備（如組合機(jī)床、工業(yè)機(jī)械手、數(shù)控機(jī)床等）和自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)典型液壓傳動、氣壓傳動回路的能力，以及對液壓傳動和氣壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行安裝、調(diào)試、維護(hù)及故障診斷和排除的能力。可以說該課程融合了機(jī)械、電子和自動控制等多門學(xué)科的知識，在工程機(jī)械、汽車、冶金、國防等制造工業(yè)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，近年來也開始被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、宇宙航行、地震預(yù)測等領(lǐng)域，可以說液壓和氣壓傳動已經(jīng)滲透到了國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域[1]。如何高效地開展“液壓與氣動技術(shù)”課程的教學(xué)，培養(yǎng)液壓和氣壓傳動領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才是高等院校機(jī)電類專業(yè)的重要課題之一。

但是，目前高等職業(yè)院校“液壓與氣動技術(shù)”課程在教育教學(xué)中還存在一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①大多數(shù)高等職業(yè)院校的“液壓與氣動技術(shù)”課程的教學(xué)主要根據(jù)教材實(shí)施課堂教學(xué)，依靠教師的教學(xué)能力把自己理解和掌握的知識以多媒體課件等靜態(tài)資源為媒介給學(xué)生進(jìn)行講授，課堂上教師通常采用滿堂灌的授課形式，主要通過課件和實(shí)物展示為主來授課，學(xué)生仍然處于“要我學(xué)”的學(xué)習(xí)狀態(tài)，被動接受教師教授的知識點(diǎn)，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性普遍不高[2]。②液壓和氣壓元件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工作過程也比較抽象，制造液壓和氣壓元件的材料也是金屬材料，學(xué)生沒法直接看到元件內(nèi)部的構(gòu)造、工作過程和工作原理，在學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生有一定的空間想象能力，學(xué)生理解起來比較困難，教師在講授的過程中也很吃力，導(dǎo)致課堂授課效率不高。③受教學(xué)資源的限制，學(xué)生課后既沒有自主學(xué)習(xí)的條件也沒有自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，所以很少去自主學(xué)習(xí)，導(dǎo)致預(yù)期的課程教學(xué)目標(biāo)難以達(dá)成。④學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，注意力易分散，學(xué)習(xí)積極性不高。

教育信息化是教育現(xiàn)代化的基本內(nèi)涵和顯著特征，是“教育現(xiàn)代化2035”的重點(diǎn)內(nèi)容和重要標(biāo)志。隨著互聯(lián)網(wǎng)傳播技術(shù)的成熟，高等職業(yè)教育也進(jìn)入了全新的數(shù)字化時代。在以“信息技術(shù)與未來教育變革”主題的第一屆國際教育信息化大會上，面對全球教育信息化的發(fā)展現(xiàn)狀和問題強(qiáng)調(diào)，因應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展，推動教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會。習(xí)總書記等國家領(lǐng)導(dǎo)人也在開幕詞中也提出：積極推動信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新發(fā)展，共同探索教育可持續(xù)發(fā)展之路，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源開發(fā)和共建共享，共同開創(chuàng)人類更加美好的未來[3]。武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院積極響應(yīng)習(xí)總書記的號召，積極推動教育與信息化技術(shù)手段的融合，大力推行教學(xué)做合一的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新改革，通過激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)興趣和積極參與教學(xué)活動來滿足學(xué)生主動學(xué)習(xí)的內(nèi)在需求，提高教學(xué)質(zhì)量，以適應(yīng)當(dāng)代社會對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。

2 信息化教學(xué)的優(yōu)勢

信息化教學(xué)是將信息技術(shù)和資源融入傳統(tǒng)教學(xué)中，從而優(yōu)化教學(xué)過程，突出以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一種新的教學(xué)方式，極大地改善師生間信息傳播和互動的方式。和傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，信息化教學(xué)有以下幾個方面的優(yōu)勢。

2.1 信息來源廣泛

信息技術(shù)和資源融入教學(xué)過程后，教師不僅可以教授學(xué)生專業(yè)知識，還可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺為學(xué)生提供豐富的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源供學(xué)生學(xué)習(xí)，還可以共享相關(guān)課程名師的教育資源，學(xué)生獲取知識的來源不再局限于教師和課本，擴(kuò)大了學(xué)生知識的覆蓋面和視野。

2.2 可激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性和能動性

處于信息化普及時代的當(dāng)代大學(xué)生，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為他們獲取信息的重要窗口，互聯(lián)網(wǎng)的普及正改變著他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式，新時代的大學(xué)生更熱衷于在信息化教學(xué)平臺上獲取和探索新的知識。充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、學(xué)習(xí)平臺、虛擬仿真、豐富優(yōu)質(zhì)的信息化教學(xué)資源，使學(xué)生可以不受時間和地點(diǎn)的限制隨時開展學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

2.3 有利于個性化教學(xué)

交互是現(xiàn)代教育中必不可少的一個環(huán)節(jié)。和傳統(tǒng)教學(xué)相比，信息化教學(xué)具有強(qiáng)大的交流互動功能，方便師生互動，可以有針對性地幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題。學(xué)生也可以根據(jù)自己的知識掌握的程度選擇適合自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)內(nèi)容的難易度。教師還可以根據(jù)后臺反饋的數(shù)據(jù)及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度，以滿足不同層次學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求，從而促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展。

2.4 利于促成生生互動，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神

信息化教學(xué)過程中的小組分工協(xié)作、小組互評、學(xué)習(xí)平臺交流討論和作品展示等方式有效加強(qiáng)了生生互動，也有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

3 信息化教學(xué)過程設(shè)計(jì)

結(jié)合武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院“液壓與氣動技術(shù)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，突出以學(xué)生為主體、以能力為本位的原則，將“液壓與氣動技術(shù)”課程按照基礎(chǔ)知識—典型液壓元件—典型液壓回路—典型液壓系統(tǒng)—典型氣壓傳動從簡單到復(fù)雜、從單一元件到單元模塊再到完整系統(tǒng)，對知識點(diǎn)和技能點(diǎn)進(jìn)行序化，將核心知識點(diǎn)和技能點(diǎn)依次列出并進(jìn)行互聯(lián)，形成完整的課程體系。然后針對各核心知識點(diǎn)和技能點(diǎn)建設(shè)立體化的教學(xué)資源，如課程課件、圖片、微課、視頻、動畫、試題庫等，以便開展信息化教學(xué)。

下面以典型液壓元件液壓泵中的齒輪泵為例探討“液壓與氣動技術(shù)”課程信息化教學(xué)改革實(shí)施過程。齒輪泵教學(xué)內(nèi)容的核心知識點(diǎn)是齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，核心技能點(diǎn)是齒輪泵的功能應(yīng)用和故障診斷維修。教學(xué)實(shí)施過程如下。

近日，VIAVI Solutions公司與中國移動研究院就當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)前沿話題進(jìn)行了深入的交流與討論。來自中國移動研究院、中國信息通信研究院的權(quán)威專家參加了交流會，并對VIAVI包括SPN-OAM、Flex-O（OTUCn、OSA-710）等領(lǐng)先產(chǎn)品在內(nèi)的最新5G測試解決方案給予高度評價。

3.1 課前導(dǎo)學(xué)

在開課之前，教師先在MOOC 平臺、學(xué)習(xí)通、雨課堂等在線教學(xué)平臺上上傳課程資源，建設(shè)“液壓與氣動技術(shù)”在線課程，界面如圖1 所示。課前教師在網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布以下學(xué)習(xí)資料：本次課的課件PPT、齒輪泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的圖片和短視頻、齒輪泵工作原理的動畫、困油現(xiàn)象的動畫、齒輪泵拆裝短視頻和動畫及微課、齒輪泵檢修的短視頻和微課、課前導(dǎo)學(xué)測試題。

在討論區(qū)發(fā)布主題討論：齒輪泵如何實(shí)現(xiàn)配流的，也就是說齒輪泵如何實(shí)現(xiàn)高低壓腔隔開的？討論區(qū)界面及主題討論示例分別如圖2 和圖3 所示。

圖2 討論區(qū)界面

圖3 主題討論示例

教師通過班級課程教學(xué)QQ 群發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)和教學(xué)要求，引導(dǎo)學(xué)生課前根據(jù)自身的實(shí)際情況合理安排時間自主學(xué)習(xí)。現(xiàn)在學(xué)校都有校園網(wǎng)，在課前基本上能實(shí)現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”。

學(xué)生除了完成課前導(dǎo)學(xué)任務(wù)還可以通過留言板、討論區(qū)、QQ 群、微信群等途徑與教師進(jìn)行互動，平臺對每位學(xué)員的參與情況如教學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)度、課前導(dǎo)學(xué)測試的完成情況等進(jìn)行詳細(xì)的記錄[4]。教師通過查看后臺的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和對知識點(diǎn)的掌握程度，能使教師在后續(xù)的課堂教學(xué)中有針對性地開展教學(xué)，也為全過程評價提供依據(jù)。同時課前討論還可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.2 課中學(xué)練

教師通過平臺系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)匯總數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，結(jié)合學(xué)生留言問題內(nèi)容，對教學(xué)進(jìn)度和具體內(nèi)容及時進(jìn)行調(diào)整，針對存在的問題有針對性地開展課堂教學(xué)。具體實(shí)施內(nèi)容如下。

課前簽到：課前二維碼簽到，對學(xué)生進(jìn)行考勤管理。

課內(nèi)實(shí)操：播放齒輪泵拆裝短視頻和動畫、微課，如圖4 所示，教師現(xiàn)場演示拆裝步驟和方法并解析操作注意事項(xiàng)，學(xué)生分小組協(xié)作完成外嚙合齒輪泵的拆裝任務(wù)。對于拆裝過程中的一些易錯點(diǎn)，可以讓學(xué)生通過視頻、微課或動畫反復(fù)觀摩，指導(dǎo)學(xué)生動手操作，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。

圖4 齒輪泵拆裝短視頻

彈幕排故：錄制齒輪泵典型故障的視頻，將畫面同步投影。

總結(jié)梳理：梳理本次課講授的主要內(nèi)容和重難點(diǎn)，總結(jié)拆裝過程中常見的誤操作，強(qiáng)調(diào)安全操作和規(guī)范操作的重要性并融入思政元素，組織小組開展主題討論和互動答疑（比較內(nèi)嚙合齒輪泵和外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理），促進(jìn)師生、生生間的交流活動，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、解決問題的能力。

考核評價：分為教師點(diǎn)評、小組自評、小組互評。教師通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺隨時記錄每一個學(xué)生的課堂表現(xiàn)，如簽到情況、小組主題討論參與情況等并進(jìn)行打分；對小組的完成情況進(jìn)行點(diǎn)評打分；各小組總結(jié)本組完成情況分析問題原因，尋求解決方法；小組間也要進(jìn)行互評，學(xué)生的得分按照開課前設(shè)置的權(quán)重計(jì)分，作為期末總成績評定的組成部分。

3.3 課后拓展

結(jié)合授課情況，教師課后在網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布如下作業(yè)：①外嚙合齒輪泵在結(jié)構(gòu)上存在哪些問題？如何解決？②如何解決齒輪泵的困油現(xiàn)象和泄漏問題？

學(xué)生利用平臺進(jìn)行復(fù)習(xí)和探究，完成教師布置的作業(yè)。對于課上還未理解掌握的知識點(diǎn)，學(xué)生可通過留言板與教師和學(xué)生進(jìn)行交流。教師及時查看和批改課程平臺的信息和作業(yè)的提交情況，以便及時調(diào)整后續(xù)的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)安排。單元測試及單元作業(yè)如圖5 所示。

圖5 單元測試及單元作業(yè)

4 結(jié)語

信息化教學(xué)改革的最終目的是引導(dǎo)學(xué)生有效地進(jìn)行自主化、個性化的學(xué)習(xí)，提高課堂教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性和能動性，提升教育教學(xué)質(zhì)量[5]。武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院“液壓與氣動技術(shù)”課程通過創(chuàng)新教學(xué)方法，深度融合信息化教學(xué)手段，有效運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的信息化教學(xué)資源，細(xì)化每個教學(xué)步驟，有效突破重難點(diǎn)，變革了課堂教學(xué)方式，有效地提高課堂教學(xué)效率，緩解了學(xué)生一聽就懂，一做就蒙的尷尬境況。該課程通過開展信息化教學(xué)，學(xué)生的動手能力和對關(guān)鍵知識點(diǎn)的掌握程度大幅提升，在信息化教學(xué)改革過程中培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、分析問題解決問題的能力和創(chuàng)新意識，促進(jìn)了知識目標(biāo)和技能目標(biāo)的達(dá)成。