中職液壓與氣動技術(shù)課程信息化教學(xué)探究

鄒志輝

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在信息化時代，職業(yè)院校試圖通過信息化手段改變課堂教學(xué)方式，以提升教學(xué)效果。以中職學(xué)校液壓與氣動課程教學(xué)為例，對液壓與氣動課程特點(diǎn)、教學(xué)狀態(tài)等進(jìn)行分析，以建構(gòu)主義為理論基礎(chǔ)，通過信息技術(shù)推動液壓與氣動課程改進(jìn)。實(shí)踐結(jié)果證明，通過信息化手段進(jìn)行改革后，教學(xué)質(zhì)量明顯提高了。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 液壓與氣動;建構(gòu)主義;信息化教學(xué)

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）20-0035-03

信息技術(shù)的迅速發(fā)展推動了信息技術(shù)與教育工作的深度融合。在職業(yè)教育的課程教學(xué)中，運(yùn)用信息技術(shù)手段與課程教學(xué)相結(jié)合提高教學(xué)效果成為教學(xué)改革的熱點(diǎn)之一。中職液壓與氣動課程存在專業(yè)性強(qiáng)，理論知識抽象、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目多等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是工科專業(yè)普遍采用的理論與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合方式，受限于知識抽象、設(shè)備完善程度、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等影響，教學(xué)效果往往未達(dá)要求。為了解決這一問題，以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)，以信息技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)教育模式的改革與優(yōu)化，激發(fā)學(xué)生對液壓與氣動課程的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果，提升教學(xué)有效性。

一、理論依據(jù)

建構(gòu)主義理論（constructivism）也譯作結(jié)構(gòu)主義，是認(rèn)知心理學(xué)派中的一個分支。建構(gòu)主義的最早提出者是瑞士的皮亞杰（J.Piaget）。他是認(rèn)知發(fā)展領(lǐng)域最有影響力的一位心理學(xué)家。建構(gòu)主義理論的內(nèi)容很豐富，其核心可以概括為以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識意義的主動建構(gòu)。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即在社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得的，學(xué)習(xí)環(huán)境中的情景必須有利于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。近年來，建構(gòu)主義所要求的學(xué)習(xí)環(huán)境得到當(dāng)代最新信息技術(shù)成果強(qiáng)有力的支持，建構(gòu)主義理論下進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，成為教學(xué)改革的指導(dǎo)思想之一。

二、教學(xué)分析與實(shí)施

中職液壓與氣動課程作為機(jī)電專業(yè)的核心專業(yè)課程，是機(jī)械動力和控制、傳輸?shù)闹匾M成部分，在機(jī)電一體化程度越來越高的發(fā)展趨勢中，液壓與氣動專業(yè)知識的地位愈發(fā)重要，也是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程不可或缺的知識組成部分。作為中職教育，學(xué)生需達(dá)到掌握液壓與氣動基本控制常識的課程目標(biāo)。

以下是近10年來我校液壓與氣動課程教學(xué)的實(shí)施與分析。

（一）傳統(tǒng)教學(xué)存在問題

學(xué)校液壓與氣動實(shí)訓(xùn)室于2008年開始建設(shè)，先后購置氣動實(shí)驗(yàn)臺8臺，液壓實(shí)驗(yàn)臺8臺，2013年購置液壓與氣動綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備1臺，逐年修繕部分老化元件。目前，擁有基本的氣動控制閥、氣缸、空壓機(jī)、液壓控制閥、液壓泵、液壓缸等元器件。實(shí)驗(yàn)臺具備完成純液壓、純氣動的基本實(shí)訓(xùn)任務(wù)條件。綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以完成氣動與液壓的綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)，但由于只有1臺綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備，參加各級技能競賽訓(xùn)練使用需求大，在日常教學(xué)中發(fā)揮的作用較小。

2015年以前，學(xué)校較少運(yùn)用信息化技術(shù)的教學(xué)階段。初期，液壓與氣動課程采用理論與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合進(jìn)行傳統(tǒng)方式教學(xué)。通過教學(xué)改革，在理論與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，逐步使用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。一直以來，課程教學(xué)之中師生對實(shí)訓(xùn)設(shè)備依賴性非常高，課堂較枯燥無味。

教學(xué)過程中主要存在以下問題：（1）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下，基本不進(jìn)行主動學(xué)習(xí);（2）部分課程內(nèi)容由于零部件機(jī)構(gòu)復(fù)雜及工作原理抽象，教學(xué)沒有起到好的效果;（3）課程學(xué)習(xí)時間短，單純依靠課堂學(xué)習(xí)難以完成學(xué)習(xí)任務(wù);（4）受限于實(shí)訓(xùn)設(shè)備完善程度，部分實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目無法進(jìn)行。

表1的數(shù)據(jù)反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，液壓與氣動課程的教學(xué)效果不太理想。

（二）基于建構(gòu)主義理論，以教育信息技術(shù)推動液壓與氣動課程改進(jìn)

近年來，學(xué)校積極推動教育信息化建設(shè)，從軟硬件兩個方面進(jìn)行努力和改進(jìn)。2016年，學(xué)校購置了一百多套多媒體教學(xué)設(shè)備，配置到教室及部分實(shí)訓(xùn)場室，打造多功能信息化講臺。教師可以在任何一間場室上網(wǎng)尋找教學(xué)資源，播放教學(xué)課件、視頻、實(shí)物投影，開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。學(xué)校有規(guī)劃地組織了全校教師進(jìn)行信息化教學(xué)的培訓(xùn)，在信息搜索、各類軟件使用技術(shù)培訓(xùn)、課件視頻制作、網(wǎng)上信息平臺使用等方面進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)校教學(xué)資源庫現(xiàn)有教師課件、教學(xué)視頻等課程資源600多個，正在建設(shè)校級網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。通過學(xué)校的信息化整體建設(shè)，液壓與氣動技術(shù)課程的軟硬件環(huán)境得到顯著優(yōu)化，這一門課程的學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)境顯著改善。

針對教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合學(xué)校信息化建設(shè)和中液壓與氣動課程的特點(diǎn)與問題，經(jīng)過文獻(xiàn)研究與實(shí)踐檢驗(yàn)，基于建構(gòu)主義理論，以信息化技術(shù)建構(gòu)學(xué)習(xí)環(huán)境，推動液壓與氣動教學(xué)改革，逐步提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生成績，具體實(shí)施內(nèi)容如下。

1.利用信息化手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)

著名教育家蘇霍姆林斯基指出：“所有智力方面的工作都要依賴于興趣?！碧幱趯W(xué)習(xí)階段的中職生正是探索意識和求知欲旺盛的時期，同時他們具有較好的邏輯思維能力。成功的一半源自良好的開始，激發(fā)他們課程學(xué)習(xí)興趣，把他們思想里面的“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”是提高教學(xué)效果的有效手段。而導(dǎo)入環(huán)節(jié)是學(xué)生投入課堂學(xué)習(xí)程度的起點(diǎn)。依托信息化手段，建構(gòu)情景，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)抓住學(xué)生的興趣所在，提升學(xué)習(xí)興趣。在日常教學(xué)中，導(dǎo)入的方法多種多樣。文科教師喜歡用故事導(dǎo)入、詩歌導(dǎo)入，理工科教師喜歡用小實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入、實(shí)物導(dǎo)入等。在信息化條件下，還可以通過音頻、視頻、模擬環(huán)境等方式導(dǎo)入，獲得學(xué)生的高度關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的興趣。

在液壓與氣動課堂教學(xué)中，教師常用的常規(guī)導(dǎo)入方式是舉例導(dǎo)入、實(shí)物（實(shí)驗(yàn)設(shè)備、常見設(shè)備）導(dǎo)入。如在課程介紹的內(nèi)容中，之前常通過口頭舉例挖掘機(jī)、起重機(jī)工作來導(dǎo)入課程。具備多媒體設(shè)備后，依托平臺播放寶馬汽車制造視頻片段、展示現(xiàn)代航空飛行器等信息化手段來導(dǎo)入。前者導(dǎo)入雖可以順利進(jìn)入課程的介紹，但只是教師的口頭介紹，沒有感官上認(rèn)識和視覺上的沖擊，學(xué)生需要有相關(guān)機(jī)械的認(rèn)識基礎(chǔ)來形成頭腦中的畫面，學(xué)生的關(guān)注參差不齊，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的效果較低。后者導(dǎo)入通過利用媒體圖文并茂的特點(diǎn)，在自動生產(chǎn)線上的機(jī)械手等各種先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備、航天飛行器等高科技震撼畫面顛覆學(xué)生的原有認(rèn)識，引起學(xué)生的注意力，激發(fā)好奇心理，刺激了“我要學(xué)”的神經(jīng)。

2.運(yùn)用教育信息技術(shù)，建構(gòu)情景，實(shí)現(xiàn)抽象到具體的教學(xué)實(shí)踐

充分發(fā)揮教育信息技術(shù)在液壓與氣動課程中的作用，通過可視化方式和仿真方式等進(jìn)行情景建構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生主動探索學(xué)習(xí)，深化學(xué)習(xí)效果。通過教育信息技術(shù)，對部分非常抽象的課程內(nèi)容進(jìn)行可視化教學(xué)，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的具體探索學(xué)習(xí)。通過仿真技術(shù)，對部分零部件的工作原理，隨著時序變化進(jìn)入不同的工作階段，進(jìn)行模擬仿真，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)各個部分和各個階段的狀態(tài)。

如在液壓動力系統(tǒng)的課程項(xiàng)目中，動力元件液壓泵的結(jié)構(gòu)和工作原理是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，泵的結(jié)構(gòu)可以通過掛圖并拆解泵來學(xué)習(xí)，工作原理因無法看到泵的內(nèi)部運(yùn)行情況必須通過空間想象來理解。教學(xué)效果比較依賴實(shí)訓(xùn)設(shè)備和學(xué)生的抽象思維能力。在信息平臺的基礎(chǔ)上，借助Flash動畫、動態(tài)圖、VR技術(shù)下的仿真等媒體的輔助，就可以清晰展示泵的結(jié)構(gòu)、拆解及安裝，可視化的演示泵在吸油和壓油工作過程中每個零部件的運(yùn)行情況，形象化了整個泵的具體結(jié)構(gòu)和工作，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，學(xué)生主動探究，教學(xué)取得很有效的效果。液壓與氣動課程中，零部件知識的內(nèi)容是整個專業(yè)課程框架的根基，其學(xué)習(xí)效果是影響課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)因素。在教育信息技術(shù)的輔助下，這部分的教學(xué)效果得到了大大提高。

3.建設(shè)教學(xué)虛擬空間，促進(jìn)學(xué)生探索、協(xié)作

利用互聯(lián)網(wǎng)等平臺建構(gòu)學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和空間。對上課過程中學(xué)生不太清楚甚至未掌握的知識，教師使用制作微課等手段，把資源放到網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生課后在平臺重新聽講和學(xué)習(xí)。通過網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生課后反復(fù)研究探索和討論，加深對課程的理解。對于晦澀難懂的內(nèi)容，還可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺與教師、同學(xué)利用微信等主動進(jìn)行交流和協(xié)作學(xué)習(xí)。

4.利用模擬實(shí)訓(xùn)模塊，提升教學(xué)實(shí)踐效果

結(jié)合理論學(xué)習(xí)與課程實(shí)踐，通過教育信息技術(shù)，了解液壓與氣動課程信息資源開發(fā)現(xiàn)狀和方向，加強(qiáng)模擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的投入，對現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備不能完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及實(shí)訓(xùn)效果不理想的項(xiàng)目，向模擬實(shí)訓(xùn)方向發(fā)展。模擬實(shí)訓(xùn)和傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，確保學(xué)生能夠更加全面直觀地理解液壓與氣動課程的各項(xiàng)原理，讓學(xué)生以更加形象化的感官去理解和掌握所需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

三、液壓與氣動課程推進(jìn)成效

教育信息技術(shù)對液壓與氣動課程的推動作用與成效，主要分為教師教學(xué)反饋和學(xué)生成績反饋兩個方面。

（一）教師的教學(xué)反饋

教師通過以教育信息化技術(shù)為支撐，提高了備課的質(zhì)量和效率，完善了課程內(nèi)容，顯著提升了課程的教學(xué)效果。

1.顯著優(yōu)化備課

在備課過程中，教師利用互聯(lián)網(wǎng)、專業(yè)軟件等信息化手段，打破空間、時間的限制，可查找更多的資料、參考更多的課件、制作各種模型，也加強(qiáng)了與同類院校之間教師的交流，實(shí)現(xiàn)教師資源的共享，實(shí)現(xiàn)立體備課。

2.課堂效果得到提升

在課程教學(xué)過程中，在建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下，通過信息技術(shù)建構(gòu)了相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境，以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)，提升了學(xué)生的積極性和主動性，使學(xué)生開展探究活動，完成學(xué)習(xí)活動。全面監(jiān)測了學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對學(xué)生課堂上存在的問題，有效進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)。隨著教學(xué)手段增多，師生互動增強(qiáng)，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)顯著提升。

3.促進(jìn)了學(xué)生預(yù)習(xí)、課后學(xué)習(xí)及教師輔導(dǎo)有效性

信息技術(shù)的應(yīng)用有效避免了基本只用教材預(yù)習(xí)的單一手段，豐富了學(xué)生課后學(xué)習(xí)渠道，突破教師課后輔導(dǎo)時間、空間的限制。協(xié)作學(xué)習(xí)和師生互動進(jìn)一步增多，學(xué)習(xí)知識內(nèi)容更全面。

（二）學(xué)生的成績反饋

基于建構(gòu)主義理論，通過信息技術(shù)手段提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意愿大大增強(qiáng)，加強(qiáng)了學(xué)生之間協(xié)作，有利于學(xué)生全面掌握和理解學(xué)科知識，學(xué)習(xí)效果得到提高。從及格率和優(yōu)秀率兩個方面將表1和表2進(jìn)行對比，學(xué)生的成績?nèi)〉昧孙@著進(jìn)步。

基于建構(gòu)主義理論及信息化的建設(shè)，對液壓與氣動課程有顯著的提升效應(yīng)。以信息化融合教育工作的建設(shè)思路，為其他課程依托信息化技術(shù)提升教學(xué)質(zhì)量提供了參考與借鑒。

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