基于“專創(chuàng)融合”背景下《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程教學(xué)改革的研究＊

秦娟娟，楊永萍，解浩，李懷遠(yuǎn)

(蘭州工業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730050)

《液壓與氣壓傳動(dòng)》是研究以液體（氣體）為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械傳動(dòng)和自動(dòng)控制的學(xué)科。作為機(jī)械電子工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其課程與工程實(shí)際有非常緊密的聯(lián)系，是集理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)分析、實(shí)踐設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)物理建模和工程問(wèn)題的解決方案為一體，目的在于培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)和設(shè)計(jì)能力，在銜接基礎(chǔ)課程和專業(yè)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(yè)教育”與“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”深度融合的提出，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)教育是高等教育更深入、更全面、更高層次的創(chuàng)新與改革，也是國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展、經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新改革的重要環(huán)節(jié)[1]。那么，液壓與氣壓傳動(dòng)課程在“專創(chuàng)融合”課程建設(shè)上需要新的革新與挑戰(zhàn)。目前，一些學(xué)者對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程建設(shè)進(jìn)行了探索和改革。湖北工業(yè)大學(xué)[2]在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新訓(xùn)練三個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。湖南汽車工業(yè)學(xué)院[3]從實(shí)踐教學(xué)課程設(shè)置、校企合作以及教學(xué)科研相結(jié)合等方面對(duì)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行探索?；茨蠋煼秾W(xué)院[4]從工程教育專業(yè)認(rèn)證角度出發(fā)，修訂教學(xué)大綱，明確課程目標(biāo)與畢業(yè)要求之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)課堂教學(xué)改革及考核體系建設(shè)等方面的實(shí)踐進(jìn)行探討。這些改革在培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新型及應(yīng)用型人才，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的工程應(yīng)用能力上有所欠缺。以培養(yǎng)雙創(chuàng)人才的需求為契機(jī)，以創(chuàng)新“人”的全面教育為核心，貫徹學(xué)生思維培養(yǎng)、能力培養(yǎng)和知識(shí)培養(yǎng)的雙創(chuàng)核心素養(yǎng)理念，依據(jù)課程組教師多年課堂教學(xué)效果的總結(jié)及機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及特點(diǎn)，對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程進(jìn)行“專創(chuàng)融合”教學(xué)探究。那么，如何在教學(xué)過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力及綜合素質(zhì)？這將是課程改革亟須解決的問(wèn)題。

2 課程改革思路及措施

本課程建設(shè)秉承“專創(chuàng)融合”的宗旨，以注重對(duì)學(xué)生思維培養(yǎng)、知識(shí)培養(yǎng)和能力培養(yǎng)為目標(biāo)，著手從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容融入思政元素、輔助教學(xué)手段創(chuàng)新、實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新及優(yōu)化考核方式四個(gè)方面展開課程建設(shè)與改革。

1) 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、融入思政元素。針對(duì)當(dāng)今社會(huì)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的多元化，應(yīng)用型工程技術(shù)人才的實(shí)際要求，依據(jù)本校機(jī)械電子工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案對(duì)《液壓與氣壓傳動(dòng)》教學(xué)大綱進(jìn)行編寫，劃分教學(xué)模塊，詳實(shí)教學(xué)內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容劃分為五個(gè)單元模塊，如圖1 所示。其中，對(duì)“緒論”“液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)部分”“液壓元件部分”和“液壓系統(tǒng)部分”四個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容分別融入與本模塊教學(xué)內(nèi)容相關(guān)且處于發(fā)展前沿的液氣壓技術(shù)知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生理解與模塊相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，明白液氣壓技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及發(fā)展方向。課程內(nèi)容講解的同時(shí)，融入思政元素，以激發(fā)學(xué)生們的愛國(guó)情懷。五個(gè)模塊知識(shí)點(diǎn)分層建立，層層遞進(jìn)，規(guī)劃講授，突出重點(diǎn)難點(diǎn)，使教學(xué)內(nèi)容做到系統(tǒng)化、專業(yè)化及高效化。

圖1 《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程改革思路框圖

2) 輔助教學(xué)手段創(chuàng)新。搜集課程中所學(xué)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(jié)構(gòu)圖紙，利用設(shè)計(jì)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(dòng)畫過(guò)程并庫(kù)存，完成元件模型教學(xué)軟件。元件的結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)平面圖片認(rèn)識(shí)改變?yōu)樾碌牧Ⅲw結(jié)構(gòu)認(rèn)知，方便教學(xué)中液氣壓元件結(jié)構(gòu)的講解，幫助學(xué)生理解各類液壓元件及輔助元件的工作原理，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

在課外利用線上“騰訊課堂”“釘釘””或“QQ 群視頻”輔導(dǎo)課堂難點(diǎn)、疑點(diǎn)及作業(yè)，學(xué)生課外可利用線上“MOOC”“愛課程”“精品課”“學(xué)堂在線”及“智慧樹網(wǎng)”在線教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源，根據(jù)課程教學(xué)模塊的設(shè)置，線下在每個(gè)教學(xué)模塊的適當(dāng)課堂教學(xué)時(shí)間段組織“翻轉(zhuǎn)課堂”。將以教師“教”為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生“學(xué)”為中心；體現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程的“探究性”和學(xué)習(xí)結(jié)果的“個(gè)性化”。

3) 實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，在理論課程結(jié)束后開設(shè)《電液系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)，結(jié)合機(jī)電系統(tǒng)裝備中液壓與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)創(chuàng)新題目作為機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)題目，鍛煉學(xué)生液壓與氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維。課程設(shè)計(jì)具體內(nèi)容包括明確設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析，完成主要參數(shù)的計(jì)算、擬定液壓系統(tǒng)原理圖、液壓元件的計(jì)算與選擇、液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算、液壓系統(tǒng)上機(jī)調(diào)試、電控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、電控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、電液系統(tǒng)綜合調(diào)試及編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。在上試驗(yàn)臺(tái)調(diào)試之前，學(xué)生可借助“AMESim”或“FluidSIM”電液系統(tǒng)虛擬仿真軟件創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型，體驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的可行性，然后通過(guò)試驗(yàn)設(shè)備實(shí)踐驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。

通過(guò)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生將液壓與氣壓傳動(dòng)、機(jī)電傳動(dòng)控制、機(jī)械控制工程的理論知識(shí)綜合應(yīng)用于電液系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生機(jī)、電、液方面知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，加深和鞏固對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，鍛煉學(xué)生工程設(shè)計(jì)、溝通協(xié)作及成果撰寫表達(dá)能力，支撐專業(yè)學(xué)習(xí)成果中相應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成。

4) 優(yōu)化考核方式。降低理論考試的比重，提高教學(xué)過(guò)程考核比重，課程考核環(huán)節(jié)包括過(guò)程考核（占比40%）和期末閉卷筆試成績(jī)（占比60%）。過(guò)程考核由實(shí)驗(yàn)成績(jī)、課堂表現(xiàn)及互動(dòng)、作業(yè)與課堂考勤四環(huán)節(jié)組成，課堂互動(dòng)中包括課堂分組討論與“翻轉(zhuǎn)課堂”，作業(yè)包括平時(shí)作業(yè)及大作業(yè)（液壓基本回路的設(shè)計(jì)），考核方式更注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中知識(shí)、素質(zhì)和能力的獲得。在實(shí)驗(yàn)考核中注重學(xué)生平時(shí)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、實(shí)踐參與情況、實(shí)驗(yàn)課堂實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、主觀能動(dòng)性、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面的考核，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與。

3 總結(jié)

該課程改革緊密圍繞“專業(yè)教育”與“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”深度融合要求，依據(jù)本校應(yīng)用型本科人才辦學(xué)定位，結(jié)合本校機(jī)械電子工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案對(duì)課程教學(xué)大綱進(jìn)行編寫，劃分教學(xué)模塊，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法，課程內(nèi)容體現(xiàn)液氣壓傳動(dòng)技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用性及專業(yè)發(fā)展的前沿性。輔助教學(xué)手段創(chuàng)新及線上、線下混合式教學(xué)模式，讓學(xué)生學(xué)習(xí)思維轉(zhuǎn)變?yōu)椤皭蹖W(xué)習(xí)”和“要學(xué)習(xí)”。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相融合，以提升教學(xué)效果。優(yōu)化考核方式，加重過(guò)程考核，注重知識(shí)-能力-素質(zhì)的培養(yǎng)。本課程用兩年時(shí)間在機(jī)械電子工程專業(yè)不同班級(jí)行使了改革措施，并且完成了本校課程評(píng)估建設(shè)，取得良好的效果，其改革思路及措施對(duì)“專創(chuàng)融合”教學(xué)改革具有指導(dǎo)性的作用。