基于仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)對(duì)分課堂教學(xué)模式探索

【摘要】針對(duì)液壓傳動(dòng)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀及問(wèn)題，基于智能化測(cè)控液壓傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)和模塊化教學(xué)方式，提出了液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程的對(duì)分課堂實(shí)施方案。通過(guò)課程改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生綜合素質(zhì)得到明顯提高。

【關(guān)鍵詞】對(duì)分課堂 液壓傳動(dòng) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）03-0249-02

引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為工科教學(xué)的重要內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)掌握、科研方法、實(shí)驗(yàn)技能以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，都具有極其重要的地位[1]。液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)作為機(jī)械專業(yè)課程流體力學(xué)的延伸和拓展，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，圍繞液壓油的物理和層流特征，依托液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)開設(shè)了25個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

1.對(duì)分課堂的必要性

對(duì)分課堂教學(xué)模式把教學(xué)在時(shí)間上分為講授、內(nèi)化吸收和討論3個(gè)基本步驟[2]。液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，具有開放重復(fù)性、仿真性等特點(diǎn)，采用該教學(xué)模式基于以下考慮。①液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程是圍繞液壓油物理及層流過(guò)程而設(shè)計(jì)的，實(shí)驗(yàn)必須在高溫高壓下進(jìn)行，溫度在 42～75℃，壓力在 32MPa左右，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中具有一定的危險(xiǎn)性，學(xué)生在沒有做預(yù)習(xí)和操作不當(dāng)?shù)那闆r下非常危險(xiǎn)，所以在講解基本概念和原理后有個(gè)內(nèi)化吸收過(guò)程是非常有必要的。②實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象為管路里的液壓油，在各種控制閥中流動(dòng)，涉及到的概念和機(jī)理具有一定的復(fù)雜性和抽象性；其次相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器昂貴復(fù)雜，操作不規(guī)范容易使實(shí)驗(yàn)儀器損壞。在實(shí)戰(zhàn)操作之前，學(xué)生通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，深入理解理論難點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵操作方法，平臺(tái)的可視化、可修正和可重復(fù)性等特征打破了時(shí)間和空間限制。

2.對(duì)分課堂的教學(xué)實(shí)施

為了對(duì)比和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，在 2017-2018學(xué)年春學(xué)期首先針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)15級(jí)2個(gè)班進(jìn)行試點(diǎn)教學(xué)，每班 40個(gè)學(xué)生，共 80人。該實(shí)驗(yàn)課程共 12個(gè)學(xué)時(shí)，包含 6個(gè)實(shí)驗(yàn)，采用模塊化教學(xué)方式[3]，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為 3個(gè)模塊（①?gòu)?fù)雜狀態(tài)下液壓泵動(dòng)、靜態(tài)實(shí)驗(yàn)與仿真；②液壓控制閥精確控制實(shí)驗(yàn)與仿真；③新型伺服閥控制實(shí)驗(yàn)與仿真），每個(gè)教學(xué)模塊4個(gè)學(xué)時(shí)。

2.1 課程設(shè)計(jì)

針對(duì)液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀，每2個(gè)人一組，每班20組，每次10組同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除了第一次是標(biāo)準(zhǔn)的1個(gè)學(xué)時(shí)，用于教學(xué)模式的說(shuō)明及第一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的理論講授，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)的操作使用；其余3個(gè)學(xué)時(shí)，包括： ①該實(shí)驗(yàn)?zāi)K回顧及實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)討論，考察學(xué)生是否已經(jīng)理解和明確實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程；②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，分工明確，實(shí)驗(yàn)有序進(jìn)行；③上一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K反饋以及下一個(gè)模塊的理論講授。

2.2 仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

借助如今豐富的網(wǎng)絡(luò)教育資源，無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可視化學(xué)習(xí)，適用于對(duì)分課堂的內(nèi)化吸收過(guò)程。學(xué)生通過(guò)手機(jī)APP利用課余時(shí)間即可輕松實(shí)現(xiàn)高溫高壓實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)通過(guò)滑動(dòng)、點(diǎn)擊等操作即可完成仿真實(shí)驗(yàn)，且在設(shè)計(jì)過(guò)程中，每一步都附帶動(dòng)畫提示及文字說(shuō)明，讓學(xué)生在操作過(guò)程中理解實(shí)驗(yàn)基本原理。

2.3 考評(píng)及反饋

液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)習(xí)，其中3個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K基礎(chǔ)分20分，包括仿真平臺(tái)模擬操作5分，實(shí)踐操作表現(xiàn)10分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫5分，還有40分為平時(shí)積極發(fā)言及討論分值，總計(jì)100分。實(shí)驗(yàn)反饋主要針對(duì)在上一組實(shí)驗(yàn)操作中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，共同交流討論避免類似問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)。

3.對(duì)分課堂教學(xué)過(guò)程心得體會(huì)

對(duì)分課堂自2014年推廣以來(lái)，在國(guó)內(nèi)各大高校受到廣泛關(guān)注，迅速引發(fā)很多實(shí)踐推廣[4]。

在剛過(guò)去的春季學(xué)期嘗試了對(duì)分課堂教學(xué)模式，學(xué)生明顯積極很多，課堂氣氛更加熱烈，通過(guò)幾周的內(nèi)化吸收，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作過(guò)程已經(jīng)有了基本了解，所以在問(wèn)題討論過(guò)程中，大家都有理可依，教師在學(xué)生討論過(guò)程中主要負(fù)責(zé)引導(dǎo)和傾聽，給了學(xué)生更好地溝通和展示機(jī)會(huì)。對(duì)分課堂有助于教與學(xué)相長(zhǎng)，內(nèi)化吸收和交流反饋環(huán)節(jié)，給了學(xué)生和教師進(jìn)一步溝通的機(jī)會(huì)，在學(xué)生疑問(wèn)中教師也在成長(zhǎng)。

對(duì)分課堂相對(duì)傳統(tǒng)課堂更加靈活，需要教師根據(jù)每個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式，安排好講授和討論實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，而不用嚴(yán)格規(guī)定為1∶1的時(shí)間分配，因此教師需要夯實(shí)的理論基礎(chǔ)，強(qiáng)大的課堂駕馭能力和引導(dǎo)能力。學(xué)生也必須從傳統(tǒng)課堂的被動(dòng)學(xué)習(xí)中及時(shí)轉(zhuǎn)變，化被動(dòng)為主動(dòng)，基于實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)每個(gè)人都有內(nèi)化吸收的過(guò)程記錄，在討論階段個(gè)人經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題共同分享，再分組實(shí)驗(yàn)；在此過(guò)程中，需要學(xué)生課下消化，課上思考交流。

結(jié)論

闡述了對(duì)分課堂在液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，首先在理論講授后，基于實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)更有效地進(jìn)行內(nèi)化吸收，采用模塊化教學(xué)把液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)劃分為 3個(gè)模塊，每個(gè)模塊4個(gè)課時(shí)，效地實(shí)施討論和分組實(shí)驗(yàn)，形成了一套集教學(xué)、學(xué)習(xí)、討論反饋、實(shí)驗(yàn)為一體的對(duì)分課堂教學(xué)模式，益于對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程考核，更加體現(xiàn)了高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的嘗試，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教學(xué)相長(zhǎng)，鍛煉了學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)求知探新的能力。

參考文獻(xiàn)：

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[4]王爾馥.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高效對(duì)分課堂教學(xué)模式改革[J].高師理科學(xué)刊，2016（5）：89-91.

作者簡(jiǎn)介：

王立東（1977-），男，甘肅張掖人，講師，工學(xué)碩士，研究方向：光機(jī)電液一體化綜合技術(shù)。