一流本科課程建設(shè)下液壓傳動(dòng)與控制課程教學(xué)探索與實(shí)踐

肖文榮 馮利娟

摘 要：課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文以《液壓傳動(dòng)與控制》課程為例，主要探討了該課程在運(yùn)用微課與慕課等信息化手段輔助教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，特別是“信息化填鴨式”教學(xué)的不足，并從課程教學(xué)、課程考核、課程目標(biāo)三個(gè)方面重點(diǎn)論述了液壓課程“以學(xué)生為中心”的微課與慕課教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：教學(xué)實(shí)踐 液壓傳動(dòng) 一流本科課程

2019年10月，教育部發(fā)布的《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》指出，課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量；必須深化教育教學(xué)改革，必須把教學(xué)改革成果落實(shí)到課程建設(shè)上。意見(jiàn)還提到，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課堂內(nèi)外、線上線下學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，強(qiáng)化閱讀量和閱讀能力考查，提升課程學(xué)習(xí)的廣度[1]。本文以普通高等學(xué)校機(jī)械專業(yè)的《液壓傳動(dòng)與控制》課程為例，重點(diǎn)闡述在課程建設(shè)過(guò)程中遵循的建設(shè)原則：以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向（OBE）理念下“以學(xué)生為中心”的混合教學(xué)、5+1綜合評(píng)價(jià)等。

1 液壓傳動(dòng)與控制課程簡(jiǎn)介及在教學(xué)存在的主要問(wèn)題

液壓傳動(dòng)與控制（以下簡(jiǎn)稱液壓）是機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，是機(jī)械類專業(yè)的必修課程。本課程以液壓傳動(dòng)與控制的基本概念、基本理論、基本方法、以及工程實(shí)例為主線，主要學(xué)習(xí)：流體力學(xué)基本知識(shí)，各類液壓元件的結(jié)構(gòu)及工作原理，各類液壓基本回路的組成及特點(diǎn)，液壓系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法以及工程實(shí)例等。使學(xué)生掌握液壓流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和相應(yīng)的計(jì)算技能，掌握各種液壓元件的工作原理、性能及基本結(jié)構(gòu)，熟練掌握液壓基本回路的構(gòu)成及工作原理，為后續(xù)課程進(jìn)一步分析、閱讀、設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)與控制課程教學(xué)以理論為主、觀摩性實(shí)驗(yàn)和課后作業(yè)為輔。該模式已無(wú)法適應(yīng)一流本科課程建設(shè)下“新工科”專業(yè)人才培養(yǎng)的時(shí)代要求，雖然隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，大量如微課、慕課等新的信息化手段逐漸運(yùn)用到了液壓的教學(xué)中，但仍處于發(fā)展階段，主要存在如下問(wèn)題：

1.1 微課、慕課中產(chǎn)生了新型“信息化填鴨式”教學(xué)

傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)將教學(xué)看作是一個(gè)“傳遞—接受”的過(guò)程，把教學(xué)看作是產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程，往往過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)效率。它一般有如下特征[2]：（1）以教師為中心，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的輸出效率；（2）學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性難以發(fā)揮，學(xué)生是知識(shí)的被動(dòng)接受中；（3）片面追求教學(xué)的效率，不注重學(xué)生的個(gè)體差異；（4）教學(xué)方法以講課為主；（5）教學(xué)評(píng)價(jià)以結(jié)課卷面評(píng)價(jià)為主，忽視過(guò)程評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的液壓課程教學(xué)多為“填鴨式”教學(xué)，教學(xué)多以PPT，板書(shū)的形式講授，這導(dǎo)致學(xué)生缺乏對(duì)齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、相應(yīng)類型的液壓馬達(dá)、液壓缸、換向閥、溢流閥、減壓閥、調(diào)整閥等關(guān)鍵元件的形象認(rèn)知，難以理解如斜液壓盤式軸向柱塞泵滑靴副的靜壓支撐，進(jìn)而難以理解柱塞泵為什么能做高壓泵；難以理解雙葉片結(jié)構(gòu)或子母葉片的工作原理，進(jìn)而難以理解雙作用葉片泵的高壓化趨勢(shì)。

近來(lái)運(yùn)用信息化手段輔助液壓課程的教學(xué)，如微課、慕課等均是以視頻為主要載體，學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程處于單向狀態(tài)，學(xué)生與教師幾乎喪失了寶貴的實(shí)時(shí)交流機(jī)會(huì)，學(xué)生完全處于一種被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)。盡管信息化教學(xué)手段的運(yùn)用能夠幫助學(xué)生理解液壓的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，特別是各液壓元件的原理，但多數(shù)情況下，動(dòng)畫(huà)、聲音等多媒體的運(yùn)用，并不是為了幫助學(xué)生理解和分析液壓系統(tǒng)，而是為了讓學(xué)生“記住”液壓的知識(shí)，而且，微課與慕課視頻的時(shí)間短，信息量更大，學(xué)習(xí)強(qiáng)度更大，導(dǎo)致“灌輸”思想指導(dǎo)下的死記硬背成為必然。甚至由于學(xué)生在缺少監(jiān)督的情況下學(xué)習(xí)，導(dǎo)致微課與慕課很多情況下處于“放空打卡”狀態(tài)。

以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向來(lái)看，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自覺(jué)性、主動(dòng)性等方面的差異導(dǎo)致了學(xué)習(xí)結(jié)果存在顯著的群體差異。從激勵(lì)來(lái)源看，獲取學(xué)分和考試成績(jī)?nèi)匀皇俏图?lì)學(xué)生進(jìn)行微課和慕課學(xué)習(xí)的主要因素，學(xué)習(xí)的目的多是外在的，而非內(nèi)在的。從教師中心論的角度來(lái)看，當(dāng)前的微課與慕課不過(guò)是信息化的“教師中心”。以教學(xué)過(guò)程來(lái)看，現(xiàn)階段液壓課程的微課與慕課，其學(xué)習(xí)內(nèi)容仍然是教師指定的，學(xué)習(xí)的過(guò)程由教師或者平臺(tái)來(lái)控制，學(xué)習(xí)的方法由教師所選擇。學(xué)生“被動(dòng)”打開(kāi)視頻，“喂”他們知識(shí)的還是教師，只不過(guò)由課堂中現(xiàn)場(chǎng)的教師變成了屏幕視頻里的教師而已。因此，與傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)相比，微課與慕課中的“填鴨式”教學(xué)表現(xiàn)得更加隱蔽，給人感覺(jué)更加“高科技”。雖然微課與慕課中融入了更多的現(xiàn)代教學(xué)方法，但是，視頻畢竟不同于現(xiàn)實(shí)課堂，教師難以實(shí)時(shí)掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度，難以個(gè)別指導(dǎo)，更少的實(shí)時(shí)交流，不能及時(shí)啟發(fā)學(xué)生思考，缺少了現(xiàn)實(shí)課堂中那種“生動(dòng)勃勃”與“潛移默化”的一步步達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的充滿智慧的過(guò)程，其形式看似豐富，其內(nèi)容看似飽滿，實(shí)則更加生硬死板，極易淪為教師探究的“表演”，而非學(xué)生 “靈動(dòng)”的探究。

故而，現(xiàn)階段微課和慕課等信息化教學(xué)手段在液壓課程教學(xué)中的應(yīng)用，雖然豐富了教學(xué)形式，對(duì)教學(xué)也不無(wú)裨益，但大多數(shù)仍然屬于“填鴨式”教學(xué)的范疇，本質(zhì)上不過(guò)是一種升級(jí)了的新型“信息化填鴨式”教學(xué)。

1.2 課程知識(shí)點(diǎn)分散，融合度不夠，學(xué)習(xí)負(fù)荷大

液壓傳動(dòng)為理論聯(lián)系實(shí)際，多學(xué)科融合性較強(qiáng)的一門課程。在分析問(wèn)題時(shí)，需要綜合運(yùn)用流體分析、理論力學(xué)、材料力學(xué)、制造工藝學(xué)、控制論等眾多學(xué)科知識(shí)，但教學(xué)編寫(xiě)一般以元器件為單元編寫(xiě)，知識(shí)點(diǎn)分散，體系性與邏輯性較差，學(xué)生先導(dǎo)課程如果掌握不好，學(xué)習(xí)效果較差。而且，在微課和慕課的學(xué)習(xí)中，為了保證學(xué)習(xí)的注意力，視頻時(shí)間一般不宜過(guò)長(zhǎng)，視頻時(shí)間要盡量壓縮，一節(jié)課的視頻長(zhǎng)度一般在10分鐘上下，教學(xué)時(shí)長(zhǎng)與知識(shí)容量矛盾突出，其結(jié)果就是與課堂相比，微課與慕課的教學(xué)節(jié)奏普遍更快，反而強(qiáng)化了知識(shí)的分散性，割裂了知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)存聯(lián)系。

另一方面，為了保證線上教學(xué)的完整性，相比課堂教學(xué)，微課和慕課視頻的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)并沒(méi)有明顯減少，相反，由于信息化手段的運(yùn)用，視頻中能夠融入更多的信息，進(jìn)而使得教學(xué)內(nèi)容更加豐富，一般在液壓課程的微課中情境創(chuàng)設(shè)、探究發(fā)現(xiàn)、新知學(xué)習(xí)、練習(xí)鞏固、小結(jié)反思等教學(xué)環(huán)節(jié)都會(huì)完整呈現(xiàn)，進(jìn)一步加重了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。

1.3 課程考核方式過(guò)于簡(jiǎn)單，缺乏過(guò)程性評(píng)價(jià)內(nèi)容

傳統(tǒng)的液壓課程教學(xué)的考核方式多采用期末閉卷考試，通過(guò)卷面分?jǐn)?shù)與平時(shí)作業(yè)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生最終的學(xué)習(xí)成績(jī)。卷面考試成績(jī)分析偶然性較強(qiáng)，而且工科學(xué)生，特別是機(jī)械學(xué)生的課程學(xué)習(xí)任務(wù)一般偏重，作業(yè)偏多，而現(xiàn)在信息技術(shù)的發(fā)達(dá)，作業(yè)抄襲較過(guò)去更加普遍，導(dǎo)致最終評(píng)價(jià)指標(biāo)失真，亟需建立一流課程多元化過(guò)程性評(píng)價(jià)機(jī)制。

2 一流本科課程建設(shè)下液壓課程的教學(xué)實(shí)踐

2.1 以學(xué)生為中心，以目標(biāo)為導(dǎo)向完善理論教學(xué)模式

以學(xué)生為中心，即要以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為中心，以學(xué)生發(fā)展為中心[3]。圍繞“兩性一度”開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐。

首先，順應(yīng)一流本科建設(shè)要求，積極更新授課知識(shí)點(diǎn)，將大數(shù)據(jù)、人工智能和數(shù)字孿生等新興技術(shù)融入到液壓課程理論教學(xué)中，促進(jìn)授課方法的升級(jí)和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。如以斜盤式軸向柱塞泵為例，結(jié)合教師科研，構(gòu)建斜盤式軸向柱塞泵的數(shù)字孿生模型，包括幾何模型、物理模型和過(guò)程模型，使學(xué)習(xí)內(nèi)容以更加透明的形式展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生容易理解其幾何結(jié)構(gòu)、工作原理以及運(yùn)行模式，這樣學(xué)生既能更好的掌握教學(xué)內(nèi)容，又能緊跟科技前沿，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

其次，開(kāi)展項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，將各零散的知識(shí)到，集成到一個(gè)個(gè)小型的液壓項(xiàng)目中，通過(guò)邊學(xué)習(xí)、邊探究項(xiàng)目、邊發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、邊查找資料、邊提出解決方案、邊論證、邊設(shè)計(jì)、邊優(yōu)化，最終完成項(xiàng)目，達(dá)到將理論與實(shí)際貫通，變灌輸式學(xué)習(xí)為探究式學(xué)習(xí)，變“填鴨式”被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)迎接挑戰(zhàn)，變枯燥的理論學(xué)習(xí)為有趣的理論“探索”。

最后，基于液壓課程的工科屬性，強(qiáng)化學(xué)生提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，強(qiáng)化工科思維。將一個(gè)個(gè)小的教學(xué)目標(biāo)，分解為一個(gè)個(gè)具體的數(shù)學(xué)建模過(guò)程，讓學(xué)生能夠聚焦學(xué)習(xí)目標(biāo)，根據(jù)液壓傳動(dòng)與控制的理論知識(shí)提出假設(shè)、抽象建立數(shù)學(xué)模型、求解數(shù)學(xué)模型、定性分析、定量分析，并利用結(jié)論分析實(shí)際問(wèn)題。強(qiáng)化工科思維，讓學(xué)生不僅能學(xué)到液壓的基本知識(shí)，更能掌握分析問(wèn)題的方法。

在微課與慕課等信息化手段的應(yīng)用上，應(yīng)避免一個(gè)教學(xué)內(nèi)容一個(gè)視頻講到底，不要在一個(gè)視頻中講完成所有的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的學(xué)情、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，靈活設(shè)計(jì)，留給學(xué)生更多空間去思考與探究知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自我尋找路徑去自主建構(gòu)知識(shí)。以齒輪泵的微課設(shè)計(jì)為例，不要將整個(gè)齒輪泵的教學(xué)內(nèi)容在一個(gè)視頻中講解完畢，而應(yīng)結(jié)合圖片、動(dòng)畫(huà)、提問(wèn)、視頻設(shè)計(jì)成啟發(fā)式、切片式的形式以串聯(lián)或并聯(lián)的形式接合起來(lái)。先給出齒輪泵的結(jié)構(gòu)原理圖，引導(dǎo)學(xué)生利用機(jī)械制圖的知識(shí)，了解齒輪泵的構(gòu)造，再通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示齒輪泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生思考，要用到哪些理論，如何分析齒輪泵的工作原理，然后再結(jié)合視頻梳理上述過(guò)程，用容積式液壓泵正常工作的必要條件去分析講解齒輪泵的工作原理。接著再結(jié)合齒輪泵的裝配圖，利用齒輪傳動(dòng)原理與液體力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，分析齒輪泵在滿足運(yùn)行條件的基本上，通過(guò)提問(wèn)讓學(xué)生分析其構(gòu)造細(xì)節(jié)與特點(diǎn)，再結(jié)合視頻講解齒輪泵在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生哪些技術(shù)問(wèn)題，如此邊學(xué)習(xí)，邊思考，邊回答問(wèn)題，再看切片式視頻，循序漸進(jìn)，直至把一個(gè)教學(xué)內(nèi)容完成，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)、自主權(quán)還給學(xué)生。當(dāng)然，這種把一個(gè)知識(shí)點(diǎn)切割成幾部分，對(duì)切割后的每一部分單獨(dú)設(shè)計(jì)微課，切割細(xì)分后的微課之間用問(wèn)題或者練習(xí)連接在一起的方式，可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，最終組成邏輯嚴(yán)密的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

上述啟發(fā)式、切片式的微課，教師需要將液壓的知識(shí)體系重新梳理，以理論為指引，細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，真正做到有效啟發(fā)、合理切分，做好微課與微課、微課與課堂教學(xué)、理論與技術(shù)實(shí)踐之間的科學(xué)過(guò)渡與銜接，并合理地將學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)安排在微課或慕課的學(xué)習(xí)過(guò)程中。

2.2 改革系統(tǒng)化評(píng)價(jià)方式，建立“5+1”綜合評(píng)價(jià)模式

改變期末考試一次考試定課程成績(jī)的評(píng)價(jià)方式，更好地利用信息化技術(shù)，如“學(xué)習(xí)通”等智能化軟件推行多形式的過(guò)程考核，建立“5+1”綜合評(píng)價(jià)模式，以更加科學(xué)合理的形式評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)一步確?！澳繕?biāo)”達(dá)成?！?+1”表示5種形式的過(guò)程評(píng)價(jià)和1次的結(jié)題評(píng)價(jià)相結(jié)合的多形式、多途徑的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。學(xué)生最終成績(jī)構(gòu)成為：結(jié)題評(píng)價(jià)即期末考試占比50%，過(guò)程性評(píng)價(jià)成績(jī)占比50%。

1次的結(jié)題評(píng)價(jià)主要指期末考試，期末試題注意知識(shí)的覆蓋率、多做分析能力考核，少做記憶性的知識(shí)性考核，同時(shí)注重對(duì)思想道德、家國(guó)情懷與職業(yè)素養(yǎng)方面的檢驗(yàn)。

5種形式的過(guò)程評(píng)價(jià)，包括簽到、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和課堂表現(xiàn)。其中，簽到占最終成績(jī)的5%，項(xiàng)目設(shè)計(jì)占10%，平時(shí)作業(yè)占15%、實(shí)驗(yàn)占10%，課堂表現(xiàn)占10%。微課與慕課中的提問(wèn)分解到平時(shí)作業(yè)中，占到整個(gè)評(píng)價(jià)的5%到10%左右，而不以觀看視頻為過(guò)程考核的要求，減少學(xué)生刷視頻的動(dòng)機(jī)，使考核真正能做到促進(jìn)學(xué)習(xí)的目的。

考試實(shí)行“教考分離”?？荚囶}目由教研組其它教師根據(jù)課程教學(xué)大綱出題，再經(jīng)過(guò)教研組開(kāi)會(huì)復(fù)核、調(diào)整考題的內(nèi)容、形式以及難易度，最終由出題教師修改試卷，完成試卷出題?！敖炭挤蛛x”的考核模式可以更好地體現(xiàn)考試的客觀性、權(quán)威性和科學(xué)性，有利于教學(xué)評(píng)價(jià)的真實(shí)性和有效性，有得于教師注重教學(xué)研究，改進(jìn)教學(xué)方法，也有得使學(xué)生認(rèn)識(shí)到考試是體現(xiàn)平時(shí)對(duì)課程學(xué)習(xí)掌握理解程度的判斷方式。

2.3 課程目標(biāo)達(dá)成度標(biāo)價(jià)與課程建設(shè)的持續(xù)改進(jìn)

建立多元參與、以學(xué)生中心、客觀中立的課程評(píng)價(jià)制度。課程評(píng)價(jià)制度的創(chuàng)設(shè)與生成吸納課程教學(xué)組各教師的意見(jiàn)，重視學(xué)生的反饋與意見(jiàn)；確保整個(gè)評(píng)價(jià)體系客觀中立、公開(kāi)透明，積極開(kāi)展課程改革和以提高教學(xué)質(zhì)量。

液壓傳動(dòng)與控制課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法如表1，結(jié)合課程實(shí)際和一流本科建設(shè)實(shí)際出發(fā)，合理依據(jù)單個(gè)課程分目標(biāo)相關(guān)的“5+1”考核數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)際考核結(jié)果與分目標(biāo)達(dá)成度，最終計(jì)算出本課程的總目標(biāo)達(dá)成度。當(dāng)然，在以后的課程教學(xué)中，還要進(jìn)一步完善，切實(shí)將一流本科建設(shè)的相關(guān)思想貫穿落實(shí)到課程教學(xué)與課程建設(shè)中。

3 結(jié)語(yǔ)

液壓傳動(dòng)與控制的一流本科課程建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，必須堅(jiān)持以目標(biāo)為導(dǎo)向，轉(zhuǎn)變觀念，提升自身能力、改革教學(xué)方法、科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)、嚴(yán)格制度管理，持續(xù)加強(qiáng)課程建設(shè)。要持續(xù)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課堂內(nèi)外、線上線下學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力考查，提升課程學(xué)習(xí)的廣度。加強(qiáng)研究型、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，豐富探究式、論文式、報(bào)告答辯式等作業(yè)評(píng)價(jià)方式，提升液壓傳動(dòng)與控制課程教學(xué)的深度與廣度。而微課與慕課等信息化手段的運(yùn)用，也應(yīng)圍繞一流本課建設(shè)的目標(biāo)展開(kāi)，使液壓傳動(dòng)與控制的教學(xué)真正做到“以學(xué)生為中心”。

項(xiàng)目支持：三峽大學(xué)2022年教學(xué)改革研究類項(xiàng)目（NO.63）。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部. 教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)，教高（2019）8號(hào)，2019-10-30.

[2]英起志.警惕“信息化填鴨式”教學(xué)[J]. 湖北開(kāi)放職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，36（11）： 165-166+169.

[3]羅濤濤，肖大群，沈越，等.以學(xué)生為中心的教學(xué)質(zhì)量保障體系構(gòu)建與實(shí)踐[J].科教導(dǎo)刊，2023，（32）：48-50.