工程教育下液壓與氣壓傳動教學(xué)改革

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【摘要】《液壓與氣壓傳動》課程是機械工程學(xué)科中一門主干課程。本文分析了目前該課程在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的一些問題。為了適用工程教育，需從理論教學(xué)方法、手段，以及實踐教學(xué)內(nèi)容等各個方面進行教學(xué)改革。理論教學(xué)方面：使用雨課堂軟件輔助教學(xué)，可增加學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和課堂的師生互動性。課堂上，老師不僅要有好的提問而且在課尾可增設(shè)“學(xué)生提問”環(huán)節(jié)。以上方法和手段都可實時了解學(xué)生對本課所學(xué)知識的掌握程度。課堂中提出一些工程實際問題，需學(xué)生采用分組討論方式解決問題，這種方式可培養(yǎng)學(xué)生的工程團隊協(xié)作意識和工程問題分析能力。實驗教學(xué)方面：將演示性實驗改為綜合性設(shè)計實驗，以便提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程問題分析能力。

【關(guān)鍵字】液壓與氣壓傳動；工程教育認證；教學(xué)改革；實踐能力

0引言

工程教育專業(yè)認證后，專業(yè)需要加強工程教育改革，培養(yǎng)的機械類專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)該具備提出問題并能解決復(fù)雜工程問題的綜合能力。落實到《液壓與氣壓傳動》課程，需培養(yǎng)學(xué)生從事機械工程工作所需的分析、設(shè)計、制造和控制等專業(yè)能力。《液壓與氣壓傳動》是機械工程學(xué)科的一門主干課程，具有系統(tǒng)性，實踐性等課程特點。由于該課程知識點多，內(nèi)容抽象、學(xué)時又少，課程講授過程有一定難度。

1課程教學(xué)中存在的問題

大學(xué)課堂教學(xué)一般以教師講授為主，學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足，甚至一些學(xué)生癡迷于手機，聊天玩游戲，學(xué)生整體的上課效果不佳。因缺少監(jiān)控機制，課后作業(yè)抄襲現(xiàn)象嚴重。這樣作業(yè)不僅沒有起到鞏固所學(xué)知識的作用，而且教師無法根據(jù)學(xué)生的實際情況調(diào)整進度和教學(xué)方法。課后作業(yè)和課外答疑反饋都存在失真問題，導(dǎo)致教師的教案無法及時、準確地調(diào)整，以適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。實踐教學(xué)中，學(xué)生首先要按照實驗指導(dǎo)書，書寫預(yù)習(xí)報告。實驗教學(xué)過程，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，按部就班的重復(fù)實驗操作過程，主要是演示性或驗證性地進行實驗。類似這樣的實驗無法培養(yǎng)學(xué)生獨立思考認知能力、動手能力和創(chuàng)新能力。以上這些教學(xué)內(nèi)容和方式，都不利于中國工程技術(shù)人才培養(yǎng)。為了提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，現(xiàn)對《液壓與氣壓傳動》課程課堂教學(xué)和實驗環(huán)節(jié)提出改革方案，以便工程認證下教育的持續(xù)改進。

2培養(yǎng)學(xué)生獨立自主學(xué)習(xí)的意識

第一堂課教師首先讓學(xué)生明確課程目標，以及課程主干內(nèi)容。采用視頻講解方式引導(dǎo)學(xué)生認識液壓與氣壓傳動的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域，以提高學(xué)生對該課程重要性的認知。同時，介紹我國液壓與氣壓傳動的發(fā)展狀況，從愛國主義情感上，激發(fā)學(xué)生的民族自信心和自豪感，客觀的分析國內(nèi)外存在差距的原因，激勵學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)的精神。根據(jù)教學(xué)過程，教師可將較為簡單的授課內(nèi)容布置為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。利用各類平臺，例如我校的Blackboard課程平臺或者雨課堂軟件，將課程ppt以及相關(guān)視頻學(xué)習(xí)資料上傳，并對自學(xué)內(nèi)容進行網(wǎng)上測試。

3改進教學(xué)方法和手段

工程教育認證強調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向[1]，為了提高教學(xué)質(zhì)量，采用多媒體課件和“雨課堂”網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式[2]。課堂教學(xué)中教師采用通俗易懂的語言講解基礎(chǔ)知識，在講解過程中，注意觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)，靈活調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。對于重點問題，教師要由淺入深，循序漸進，通過實例講解，使學(xué)生從根本上掌握知識點。朱熹曾說:“讀書無疑者須有疑，有疑者卻要無疑，到這里方是長進”。課堂上，為了啟迪學(xué)生思維，老師不僅要有好的提問而且在課尾可增設(shè)“學(xué)生提問”環(huán)節(jié)，這樣可實時了解學(xué)生對本課所學(xué)知識的掌握程度，對授課內(nèi)容的不足及時補充。同樣，在課堂中，利用“雨課堂”為學(xué)生實時推送習(xí)題，每位學(xué)生參與實時答題。這樣不僅使每位學(xué)生了解本課的要點，也使教師了解到哪些方面學(xué)生已經(jīng)理解，哪些方面存在困難，教師通過查看答題情況并且做出反饋。理論和實踐證明團隊學(xué)習(xí)能使學(xué)習(xí)效果達到50%以上。因此課堂中除了提高學(xué)生的學(xué)生積極性以外，需要加強團隊協(xié)作意識。在課堂教學(xué)過程中，加入工程實際項目問題作為討論問題，采用分組形式，每組三人，作業(yè)由小組成員共同完成。對于簡單問題，課堂討論完畢后，小組將答案總結(jié)概括，由小組發(fā)言人陳述回答；對于復(fù)雜的工程問題，采用課下討論方式，學(xué)生在指定的時間內(nèi)提交問題解決的書面報告。為了激勵學(xué)生認真完成此項任務(wù)，將每次討論結(jié)果列入平時成績。

4培養(yǎng)學(xué)生實踐能力

以學(xué)生接受教育后所取得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向[1-3]，需要改革實驗內(nèi)容和教學(xué)過程，以便提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程問題分析能力。將原有的演示性實驗改為綜合性設(shè)計實驗。我院新購進5臺多種回路控制實驗臺，利用它們可以搭建多種回路實驗。操作者首先根據(jù)設(shè)備對系統(tǒng)需求在控制面板上，設(shè)計系統(tǒng)工作原理圖，然后選擇相應(yīng)的實體元器件連接管路。工作任務(wù)相對比較繁重，需要學(xué)生團隊協(xié)作完成任務(wù)。實驗開始，教師選擇較為簡單的“單向調(diào)速回路”作示范，演示整個操作過程。學(xué)生在一旁觀察，并作記錄。然后學(xué)生團隊分工協(xié)作，動手完成整個實驗的搭建。選取較為復(fù)雜的“雙向調(diào)速回路”和“雙缸順序動作回路”作為第二個和第三個實驗內(nèi)容，這次教師不再示范，整個操作過程，由學(xué)生獨立完成。學(xué)生首先討論，列出方案，設(shè)計系統(tǒng)工作原理圖，教師在一旁監(jiān)控，對于有問題的組，教師給與指導(dǎo)。設(shè)計的液壓（氣壓）工作原理圖正確后，學(xué)生方可進入選擇元件搭建實驗環(huán)節(jié)，并完成最終測試。此外，利用虛擬實驗平臺開發(fā)課外實驗，增加實踐教學(xué)課時。因元器件老化，學(xué)生拆卸過程不順，將“元器件現(xiàn)場拆裝實驗”刪除，將該部分內(nèi)容改為虛擬實驗。利用虛擬實驗平臺建立了各類液壓與氣壓元器件產(chǎn)品庫，每個元器件的結(jié)構(gòu)分別采用二維結(jié)構(gòu)圖以及三維實體爆炸圖形式展示。該網(wǎng)頁內(nèi)設(shè)有交互式操作，學(xué)生可以利用鼠標從產(chǎn)品庫中調(diào)取相應(yīng)零件完成產(chǎn)品的裝配過程。這樣學(xué)生利用課下，掌握各類重要元件的結(jié)構(gòu)和功用。另外，又開發(fā)了油路設(shè)計虛擬實驗平臺，學(xué)生可以根據(jù)實際工程設(shè)備要求，通過調(diào)取系統(tǒng)零件圖標，構(gòu)建系統(tǒng)原理圖。這樣，可以培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜工程液壓問題的認識、分析和解決的能力。

5結(jié)論

本文根據(jù)我國高等工程教育認證標準和教學(xué)實際情況，針對液壓與氣壓傳動課程課堂和實驗教學(xué)，提出了改革方案。其目的提高工程教育質(zhì)量的持續(xù)改進。通過該方案的實施，激發(fā)了學(xué)生的上課積極性和自主學(xué)習(xí)意識；通過工程實際項目融入課堂，使學(xué)生介入專業(yè)工程師角色的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了他們工程實踐能力。

【參考文獻】

［1］中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會.工程教育認證一點通[M].北京：教育科學(xué)出版社，2015.

［2］曾曉晶,樊斌“.雨課堂”在《C語言程序設(shè)計》課程中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代計算機(專業(yè)版),2017.3:14-17.

作者：楊曉清 龍向前 單位：桂林電子科技大學(xué)