工程教育下液壓與氣壓傳動(dòng)教學(xué)改革
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【摘要】《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程是機(jī)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(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的一些問(wèn)題。為了適用工程教育，需從理論教學(xué)方法、手段，以及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等各個(gè)方面進(jìn)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(dòng)性和課堂的師生互動(dòng)性。課堂上，老師不僅要有好的提問(wèn)而且在課尾可增設(shè)“學(xué)生提問(wèn)”環(huán)節(jié)。以上方法和手段都可實(shí)時(shí)了解學(xué)生對(duì)本課所學(xué)知識(shí)的掌握程度。課堂中提出一些工程實(shí)際問(wèn)題，需學(xué)生采用分組討論方式解決問(wèn)題，這種方式可培養(yǎng)學(xué)生的工程團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和工程問(wèn)題分析能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面：將演示性實(shí)驗(yàn)改為綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以便提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程問(wèn)題分析能力。
【關(guān)鍵字】液壓與氣壓傳動(dòng)；工程教育認(rèn)證；教學(xué)改革；實(shí)踐能力
0引言
工程教育專業(yè)認(rèn)證后，專業(yè)需要加強(qiáng)工程教育改革，培養(yǎng)的機(jī)械類專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)該具備提出問(wèn)題并能解決復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力。落實(shí)到《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程，需培養(yǎng)學(xué)生從事機(jī)械工程工作所需的分析、設(shè)計(jì)、制造和控制等專業(yè)能力。《液壓與氣壓傳動(dòng)》是機(jī)械工程學(xué)科的一門主干課程，具有系統(tǒng)性，實(shí)踐性等課程特點(diǎn)。由于該課程知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容抽象、學(xué)時(shí)又少，課程講授過(guò)程有一定難度。
1課程教學(xué)中存在的問(wèn)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(dòng)力不足，甚至一些學(xué)生癡迷于手機(jī)，聊天玩游戲，學(xué)生整體的上課效果不佳。因缺少監(jiān)控機(jī)制，課后作業(yè)抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。這樣作業(yè)不僅沒(méi)有起到鞏固所學(xué)知識(shí)的作用，而且教師無(wú)法根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況調(diào)整進(jìn)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(wèn)題，導(dǎo)致教師的教案無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整，以適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生首先要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，書寫預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，按部就班的重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，主要是演示性或驗(yàn)證性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。類似這樣的實(shí)驗(yàn)無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考認(rèn)知能力、動(dòng)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(guó)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(duì)《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提出改革方案，以便工程認(rèn)證下教育的持續(xù)改進(jìn)。
2培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)的意識(shí)
第一堂課教師首先讓學(xué)生明確課程目標(biāo)，以及課程主干內(nèi)容。采用視頻講解方式引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)液壓與氣壓傳動(dòng)的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域，以提高學(xué)生對(duì)該課程重要性的認(rèn)知。同時(shí)，介紹我國(guó)液壓與氣壓傳動(dòng)的發(fā)展?fàn)顩r，從愛(ài)國(guó)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(guó)內(nèi)外存在差距的原因，激勵(lì)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)的精神。根據(jù)教學(xué)過(guò)程，教師可將較為簡(jiǎn)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(tái)，例如我校的Blackboard課程平臺(tái)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(duì)自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行網(wǎng)上測(cè)試。
3改進(jìn)教學(xué)方法和手段
工程教育認(rèn)證強(qiáng)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(yǔ)言講解基礎(chǔ)知識(shí)，在講解過(guò)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(duì)于重點(diǎn)問(wèn)題，教師要由淺入深，循序漸進(jìn)，通過(guò)實(shí)例講解，使學(xué)生從根本上掌握知識(shí)點(diǎn)。朱熹曾說(shuō):“讀書無(wú)疑者須有疑，有疑者卻要無(wú)疑，到這里方是長(zhǎng)進(jìn)”。課堂上，為了啟迪學(xué)生思維，老師不僅要有好的提問(wèn)而且在課尾可增設(shè)“學(xué)生提問(wèn)”環(huán)節(jié)，這樣可實(shí)時(shí)了解學(xué)生對(duì)本課所學(xué)知識(shí)的掌握程度，對(duì)授課內(nèi)容的不足及時(shí)補(bǔ)充。同樣，在課堂中，利用“雨課堂”為學(xué)生實(shí)時(shí)推送習(xí)題，每位學(xué)生參與實(shí)時(shí)答題。這樣不僅使每位學(xué)生了解本課的要點(diǎn)，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(guò)查看答題情況并且做出反饋。理論和實(shí)踐證明團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)能使學(xué)習(xí)效果達(dá)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(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。在課堂教學(xué)過(guò)程中，加入工程實(shí)際項(xiàng)目問(wèn)題作為討論問(wèn)題，采用分組形式，每組三人，作業(yè)由小組成員共同完成。對(duì)于簡(jiǎn)單問(wèn)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(duì)于復(fù)雜的工程問(wèn)題，采用課下討論方式，學(xué)生在指定的時(shí)間內(nèi)提交問(wèn)題解決的書面報(bào)告。為了激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真完成此項(xiàng)任務(wù)，將每次討論結(jié)果列入平時(shí)成績(jī)。
4培養(yǎng)學(xué)生實(shí)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程，以便提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程問(wèn)題分析能力。將原有的演示性實(shí)驗(yàn)改為綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。我院新購(gòu)進(jìn)5臺(tái)多種回路控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)，利用它們可以搭建多種回路實(shí)驗(yàn)。操作者首先根據(jù)設(shè)備對(duì)系統(tǒng)需求在控制面板上，設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作原理圖，然后選擇相應(yīng)的實(shí)體元器件連接管路。工作任務(wù)相對(duì)比較繁重，需要學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成任務(wù)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，教師選擇較為簡(jiǎn)單的“單向調(diào)速回路”作示范，演示整個(gè)操作過(guò)程。學(xué)生在一旁觀察，并作記錄。然后學(xué)生團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作，動(dòng)手完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的搭建。選取較為復(fù)雜的“雙向調(diào)速回路”和“雙缸順序動(dòng)作回路”作為第二個(gè)和第三個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這次教師不再示范，整個(gè)操作過(guò)程，由學(xué)生獨(dú)立完成。學(xué)生首先討論，列出方案，設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作原理圖，教師在一旁監(jiān)控，對(duì)于有問(wèn)題的組，教師給與指導(dǎo)。設(shè)計(jì)的液壓（氣壓）工作原理圖正確后，學(xué)生方可進(jìn)入選擇元件搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，并完成最終測(cè)試。此外，利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)課外實(shí)驗(yàn)，增加實(shí)踐教學(xué)課時(shí)。因元器件老化，學(xué)生拆卸過(guò)程不順，將“元器件現(xiàn)場(chǎng)拆裝實(shí)驗(yàn)”刪除，將該部分內(nèi)容改為虛擬實(shí)驗(yàn)。利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立了各類液壓與氣壓元器件產(chǎn)品庫(kù)，每個(gè)元器件的結(jié)構(gòu)分別采用二維結(jié)構(gòu)圖以及三維實(shí)體爆炸圖形式展示。該網(wǎng)頁(yè)內(nèi)設(shè)有交互式操作，學(xué)生可以利用鼠標(biāo)從產(chǎn)品庫(kù)中調(diào)取相應(yīng)零件完成產(chǎn)品的裝配過(guò)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(kāi)發(fā)了油路設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際工程設(shè)備要求，通過(guò)調(diào)取系統(tǒng)零件圖標(biāo)，構(gòu)建系統(tǒng)原理圖。這樣，可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程液壓?jiǎn)栴}的認(rèn)識(shí)、分析和解決的能力。
5結(jié)論
本文根據(jù)我國(guó)高等工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)實(shí)際情況，針對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程課堂和實(shí)驗(yàn)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(jìn)。通過(guò)該方案的實(shí)施，激發(fā)了學(xué)生的上課積極性和自主學(xué)習(xí)意識(shí)；通過(guò)工程實(shí)際項(xiàng)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(shí)踐能力。
【參考文獻(xiàn)】
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作者：楊曉清 龍向前 單位：桂林電子科技大學(xué)
