產教融合背景下“液壓傳動與控制”教學改革

摘"要：本文基于產教融合背景探討了“液壓傳動與控制”教學改革；闡明了該課程具有較強的理論性與實踐性，急需進行產教融合型課程改革；分析了該課程存在缺乏校企合作教學團隊、缺乏企業工程教學案例、缺乏企業實踐操作等基本問題；針對此問題提出了建立校企融合協同中心，從而在校企共建師資隊伍、校企共建教學內容、校企共享平臺資源等方面進行改革。該課程的改革有利于激發學生對科學的熱情，加深對理論知識的理解，提高學生的實踐操作和解決問題的能力，培養高素質的應用型人才。

關鍵詞：產教融合；控制工程基礎；教學改革；實踐

中圖分類號：G642.0""文獻標識碼：A

一、概述Symbol`@@

應用型教學注重培養學生的實踐技能，致力于培養創新型、應用型人才，通過理論與實踐相結合的方式，滿足工程一線崗位的需求。產教融合是產業與教育、大學與企業之間的密切合作，促進了產業教育與職業教育的深度融合。針對產教融合，2021年國家首次遴選了63個產教融合型企業和21個產教融合試點城市，2023下半年遴選了30個產教融合試點城市，到2025年產教融合試點城市將達50個左右。在“十四五”規劃中，產教融合儲備項目庫中，新增200所左右高職和應用型本科院校。

面對國家產教融合政策，應用型本科院校也積極開展產教融合教學改革，讓學生能夠理解知識和知行合一，實現校企無縫銜接。牟紅剛等［1］對產教融合背景下高職院校“航空機械基礎”課程進行了教學改革，激發了學生的學習積極性和能動性。肖芳等［2］對產教融合背景下的“電氣工程創新實踐課”教學體系進行了構建研究，展示了該教學體系在實際應用中的成功，他還強調了工業和教育相結合在培養電氣工程專業人才方面的重要性。梁策等［3］進行了基于產教融合的材料專業課程體系改革研究，其結合吉林省汽車制造與軌道交通支柱產業集群優勢，進行產教學習。王偉等［4］以山東交通學院理學院為例在深工業和教育的背景下，研究了本科院校的實踐科學策略。胡志華等［5］在產業和教育的背景下，探索應用型高校主要產品建設，討論了人才改革、教學以及科學實踐基地等，并在實踐中研究了應用人員的培訓。陳朗［6］在工業和教育方面，正在研究“雙師型”教師的建設。從完善對接、共謀、共生、聯動四種機制提出了建設策略。

本論文對產教融合下機械工程專業“液壓傳動與控制”課程教學改革進行研究。分析該課程存在的基本問題，并提出了通過建立校企融合協同中心，在校企之間共建師資隊伍、共享平臺資源，在校企合作方式上進行了改革。

二、“液壓傳動與控制”課程教學現狀

“液壓傳動與控制”是機械設計制造及其自動化專業、機械電子工程專業、機器人工程專業等教學計劃中的專業核心課程（48學時，3學分），強調用系統的、反饋的、控制的方法來分析研究液壓傳動中的控制技術問題。掌握液壓系統的基本組成及控制系統的基本原理，學會液壓系統的微分方程與傳遞函數建模方法，學生運用經典控制理論分析管理系統的時間、頻率和穩定性，并將繼續分析和調整控制系統的指標。以便畢業后在較大范圍內滿足較多專業工作和不同工作崗位對工程人才的需求。

目前，在行業和教育的背景下，學院“液壓傳動與控制”課程的教學難度存在以下問題。

（1）缺乏校企合作教學團隊。目前本課程教學團隊有7名教師，沒有企業工程師。

（2）缺乏企業工程教學案例。由于缺乏工程實際教學案例，使得學生不了解課程知識點是如何應用到工程實際的液壓與控制系統中。

（3）缺乏企業實踐操作。目前本課程實驗學生只能通過MATLAB仿真進行液壓系統數學建模，通過電路模擬TDACC設備進行系統的時域、頻域響應及線性系統的校正，缺乏工程應用實踐鍛煉（如圖1所示）。

（4）考核方式不全面。目前課程的考核由平時成績（占比20%）、隨堂測試（占比10%）、實驗成績（占比20%）和期末成績（占比50%）四部分構成。在產教融合背景下，需要降低理論知識考核的占比，進一步加大綜合實踐考核的占比，進而提高實踐能力。

三、產教融合下“液壓傳動與控制”課程改革

本次教學改革，將理論課程與企業實踐相結合，建立校企融合協同中心，從教學用校企成本、內容用校企費用、高校企業共享平臺資源等方面進行改革。

（一）校企共建師資隊伍

（1）企業工程師進校園：對于企業液壓工程、控制工程經驗豐富且熱愛教育的工程師，通過“產業教授”“特聘教授”“雙崗互聘”等方式進行聘任，引進校園，將企業機械設備中應用到的控制工程理論知識、機械設備中需要解決的控制系統的問題引入課堂。

（2）高校教師進企業：對于高校控制工程課程的教師，以“企業博士后”“科技副總”“青年博士下企業”等方式進入企業，深入學習控制工程師是如何將所學知識應用到液壓設備中的，是如何實現設備自動控制的，對課程教師進行工程實際能力的鍛煉，提高教師的工程實踐能力，進而理論教學時穿插實踐知識，提高教學質量，如圖2所示。

（二）校企共建教學內容

（1）教學內容理論性方面：一方面，由高校教師教授液壓傳動（液壓元件、液壓系統等）、控制工程（數學建模，時域、頻域分析與穩定性分析，以及系統綜合與校正等）。一方面，由企業工程師教授企業常用的控制方法，例如液壓試驗臺中的PID控制、四足機器人中腿部電動機的滑膜控制、康復機器人中的柔順控制等。

（2）教學內容實踐性方面：由企業工程師基于企業工程實際，教授企業常用的控制方法，包括PID控制、滑膜控制等。

（3）教學內容先進性方面：一方面，本課程的合作企業為控制工程領域的知名企業，且企業兼職教師為行業知名專家，其主持項目均為國內、國際重大項目，可以保證本課程內容的先進性。此外，企業項目在不斷更新，保證了控制工程課程項目庫的及時更新。另一方面，教師可以將最新的企業研究課題和成果轉化的研究成果及時融入教學中，確保內容學習。例如，基于HSIC的泵車液壓臂架的運動控制策略研究，完成了臂架自動化的軌跡運動控制，解決了現有操控方式中施工效率低、操控復雜等問題，打破了國外的技術封鎖。

（三）校企共享平臺資源

（1）校企實驗平臺：高校與企業聯合建立實驗室，由高校教師提出需要進行實踐的理論知識點，由企業教師提出在機械工程應用中的控制工程的案例以及需要的控制理論知識點，最后綜合討論由此案例與知識點結合，搭建實驗平臺。例如，江蘇理工學院與國機重工集團常林有限公司共同建立了氣動挖掘機實驗室，如圖3所示，學生自己搭建氣動型挖掘機，并可以通過EPEC控制器將控制工程中的理論控制方法對挖掘機進行控制，有利于學生理解理論知識點，以及在工程中的應用案例。

（2）校企實訓基地：加強學校與企業的合作關系，通過共建實訓基地，學校和企業在教學資源、實踐教學和人才培養等方面實現互利共贏。例如，江蘇理工學院與江蘇容大減震科技股份有限公司共同建立了液壓阻尼試驗臺控制系統，如圖4所示，其將控制工程中的數學建模、PID控制等知識應用到液壓加載試驗臺，實現了液壓工程與控制工程的有機結合，可用于企業員工培訓、在校學生控制工程課程實踐等，有力增強了學生對控制工程課程知識的理解及應用能力。

（3）校企學生創新與商務中心：依托協同企業實施社會創新和商業教育的產品。邀請企業兼職教師以真實項目為載體，開展創新創業課程講座，讓學生近距離接觸前沿技術的同時，培養創新思維和創新設計能力。與企業建立實習基地，企業兼職教師按照課程大綱，每學期對學生開展教學與工程實踐方面的指導，引領學生進行創新創業。與企業進行人才聯合培養，企業建設控制工程實驗平臺，建立人才培養中心、人才培訓體系，以請愿為導向的人才庫的建立，為學生創新創業提供了平臺。

（四）教學方法方面

（1）整合實用型和創新型人才培養方法，培養高階思維學生。本課程團隊專業教師與企業兼職教師共同研討，通過校內專業實驗室實踐與企業車間實踐相結合，融入企業在研產品，同時，專業教師也將企業的研究項目和成果及時轉化為課程教學素材，在課堂上處理以往報告點的問題，其理論性較強。例如，讓學生了解控制工程技術的前沿，對由電動機、液壓泵、伺服閥、液壓缸等組件全部集成，作為電液作動器（EHA），通過管理伺服電機系統的速度，然后管理液壓泵的流量和高輸出，實現執行機構的功率和位置管理，常用于飛機舵機、液壓人形機器人等。

（2）多場景現場教學在學生實踐中得到了改進。建立了校企合作實踐基地，公司結合校內工程培訓中心、產品與學習融合實踐基地、企業人才培養中心，充分利用公司關鍵資源和工程師的豐富實踐，對學生進行現場實踐教育，有效地將學生融入實用和創新的設計培訓中。例如，我們在網站上使用視頻、圖像和VR動畫，為學生提供可理解的視覺體驗，并將相關資源上傳到數字教學平臺，以改善學生的課程學習。

（3）數字資源的持續建設，提高了課程學習的實效。整合優質課程資源，創建集教、學、實為一體的教育資源庫。有機結合學習通、慕課網絡平臺等開放課程資源，拓展了學習知識面、提高了學習效果。例如，針對控制系統結構看不見、工作原理搞不清的難題，通過VR智慧課堂，綜合采用控制與機械設備結合的方法，利用3D動畫、3D模型、3D交互、2D交互等形式，系統構建虛擬仿真服務，提高課程效果。

（五）課程考核方面

傳統的考核方法并不能公正、客觀地反映學生的真實水平，而且缺乏對學生在實踐過程中的形成性評價，不能有效提高學生的創新思維和創新能力。因此，在本課程建設中提出促進課程目標達成的多元考核評價方法：在內容上，既注重基本原則和數據對考核的運用，又注重對學生學業成績的評價和工程工具等的使用；實現了學生能力的形成性評價，校內教師與企業兼職教師“互評互助”的同行評價。

對于研究和教育，該表現將接受“N+1”評估方法。其中“1”為期末考試，采用閉卷考試；“N”為過程考核，包括：平時作業、校內實踐、企業實踐和項目考核，其中項目考核為現場答辯，如下表所示。

（六）課程目標達成情況評價

通過平時作業、校內實踐、企業實踐、項目考核和期末考試等進行考核，從而形成過程性“定量評價”，并結合在整個教學過程中學生對自己的學習狀況進行的自我“定性評價”，構建全過程的形成性“定量—定性”評價體系，這樣這些目標的評估就完成了，便于教學的改進。

（1）“定量評價”：每門課程目標的實現情況計算如下：

各課程目標達成度=總評成績中支撐該課程目標相關考核環節平均得分之和總評成績中支撐該課程目標相關考核環節目標總分

（2）“定性評價”：為了更好地了解學生的科學知識，制定了關于目標的問卷調查，并進行了統計分析，實現了四個課程目標。具體評價方法為：

達成度=選擇“好”的人數+選擇“較好”的人數總人數

四、結論

本文以產教融合為背景，探討“控制工程基礎”課程的教學改革。針對課程存在缺乏校企合作教學團隊、缺乏企業工程教學案例和企業實踐操作等基本問題提出了建立校企融合協同中心，在師資校企共用、校企內容使用費、高校企業共享平臺資源等方面也開展改革。近三年“液壓傳動與控制”課程學生的調查結果顯示，采用這樣的方法有利于學生了解控制工程知識點及對知識的應用能力，而且它將迅速適應未來的工作，提供終身人才的使用，并且對課程的展示改革具有積極的作用。

參考文獻：

［1］牟紅剛，薛橋，張司穎，等.產教融合背景下高職院校“航空機械基礎”課程教學改革［J］.南方農機，2024，55（08）：180183.

［2］肖芳，林鵬，夏云彥.產教融合背景下“電氣工程創新實踐課”教學體系構建研究［J］.科技風，2024（12）：2224.

［3］梁策，韓奇鋼，于歌，等.基于產教融合的材料專業課程體系改革研究［J］.高教學刊，2024，10（12）：154157.

［4］王偉，朱紅，邢朝輝.產教深度融合背景下應用型本科高校實踐課程教學策略：以山東交通學院理學院為例［J］.西部素質教育，2023，9（22）：14.

［5］胡志華，陳德平，陳營.產教融合背景下應用型高校材控專業建設探索［J］.科教導刊，2024（03）：2931.

［6］陳朗.產教融合背景下“雙師型”教師隊伍建設研究［J］.公關世界，2024（10）：7779.

基金項目：江蘇省高等學校自然科學研究項目資助（22KJB460021）；2021年度江蘇理工學院教學改革與研究項目（11610112125）

*通信作者：強紅賓（1991—"），男，漢族，河北石家莊人，博士研究生，研究方向：流體傳動與控制。