《液壓與液力傳動》課程混合式教學改革實踐探索

徐蘭英 何寶蘭 伍強 毛世杰 趙鵬

關鍵詞：液壓與液力傳動;混合式教學;微課資源;雨課堂

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-8454（2019）18-0055-04

一、引言

《中國教育現(xiàn)代化2035》提出了推進教育現(xiàn)代化的十大戰(zhàn)略任務，其中第八條指出：推動教育組織形式和管理模式的變革創(chuàng)新，以信息化推進教育現(xiàn)代化[1]。雨課堂云課堂、超星學習通等教學工具的出現(xiàn)使基于信息化的線上線下相結合的混合式教學成為可能。如今，混合式教學已經廣泛運用于各大高校的英語、計算機等公共基礎課，而對于機械類專業(yè)的必修課應用較少。本文將微課資源與雨課堂相結合，進行《液壓與液力傳動》課程混合式教學改革實踐探索。

《液壓與液力傳動》是工科院校機械類專業(yè)的一門重要必修課程，在實際教學中存在以下問題：①大多數(shù)大專院校的教師采用傳統(tǒng)的教學模式，以教師為中心主導講授，重理論輕實踐，知識呈現(xiàn)形式單一，難以滿足當今人才培養(yǎng)需求;②課堂時間有限，留給學生操作練習的時間較少，難以滿足所有學生的實踐需求;③學生在實訓操作中遇到問題，教師難以分身一一對學生進行針對性的指導;④因該課程各種閥類元件結構復雜、符號眾多，學生對該課程基本概念理解模糊、認為知識枯燥晦澀，故學習積極性不高甚至產生抵觸與逃避心理。以上問題使得學生學習主動性欠佳、學習效率不高。

二、確定課程混合式教學改革研究思路

近年來，國內許多教師對《液壓與液力傳動》課程教學改革進行探索與實踐，取得了一定的效果。王充運用“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新教育”教學模式對《液壓與氣動技術》課程進行教學改革探索，建設了自主學習平臺[2];王寶敏對該課程進行了以Moodle學習平臺為支撐的基于“翻轉課堂的混合式學習”的教學改革探索[3]，但是由于網(wǎng)絡自主學習依靠學生的自覺性，優(yōu)等生會積極自主學習，而差生則相反，這樣會使學習差異更大。翟紅云等人運用大數(shù)據(jù)技術創(chuàng)新教學內容和模式，建立完善的實踐基地培養(yǎng)學生實踐能力[4]。毛文等人探索了線上線下混合式教學模式在液壓課程中的改革，線上開發(fā)了MOOC微課視頻，線下授課在教學做一體化教室進行[5]。趙雷、許明等人構建了面向遠程訪問的液壓氣動網(wǎng)絡虛擬實訓平臺[6]，創(chuàng)建了基于移動終端的虛擬實訓平臺App，讓學生隨時隨地進行學習[7]，但是線下授課缺乏師生互動，對課堂的交互性關注較少，學生參與度不高。M.David Merrill指出，好的教學必須具備三個主要特征：效果好、效率高、參與度大[8]，為提高課堂教學質量指明了方向。

微課的特點是“短、小、精、悍”。引入微課教學資源，通過圖片、動畫演示與仿真等形式將抽象化的知識如液壓與液力元件工作原理及液壓基本回路變得形象生動，學生容易接受掌握;在實訓環(huán)節(jié)，學生可以隨時、準確找到自己不懂的操作反復觀看學習，這樣解決了學生的大部分困惑，從而解放教師;同時，教師可以在理論課堂上播放提前錄制好的關于各類教具和剖切件的視頻，使學生獲得對液壓與液力元件結構的感性認識，從而達到輔助教學的目的。微課打破了時間與空間的限制，學生可以隨時隨地進行碎片化學習。

雨課堂具有全天候、個性化、零投入、大數(shù)據(jù)等四大特點[9]，通過雨課堂微信公眾號，教師可在課前將教學內容（微課資源、PPT等）推送給學生，供學生預習;課堂上學生可通過手機實現(xiàn)課上實時答題，或通過彈幕的方式與教師進行互動;課后學生可以觀看微課資源及時進行復習，通過雨課堂發(fā)布的檢測題檢測學習成果。另外，雨課堂還具有學生數(shù)據(jù)分析功能，到課率、習題的正確率等數(shù)據(jù)一目了然，教師可以掌握學生的學習動態(tài)，便于教學管理[10]。雨課堂將學生手機變成學習的工具，解決了學生課堂參與度不高、師生互動欠佳的問題，增強了大班授課的靈活性和可操作性[9]。

基于微課資源與雨課堂的優(yōu)勢，本文將兩者結合起來，運用到《液壓與液力傳動》的混合式教學改革研究中，以彌補傳統(tǒng)課堂出現(xiàn)的學生學習主動性欠佳、師生互動欠缺的不足，從而使學生可以有目的、有需要、更高效地進行學習。

三、基于微課資源與雨課堂相結合的混合式教學資源建設

開展基于微課資源與雨課堂相結合的混合式教學，首先是開發(fā)深入淺出的微課資源，接著借助雨課堂平臺建課，將微課資源融入雨課堂的課前和課后推送環(huán)節(jié)中，課前發(fā)布微課資源與任務， 課堂上側重啟發(fā)引導，課后鞏固提高，課前、課中、課后緊密銜接，這樣教學形成統(tǒng)一的整體。

1.微課資源的開發(fā)

在開發(fā)微課資源之前，針對學習過《液壓與液力傳動》課程的學生，制定了一份課程重難點調查問卷。調查問卷分析結果如圖1所示。

分析問卷結果后，共確定“伯努利方程的推導”“液壓泵和液壓馬達相關公式的轉換”“液壓缸的設計計算”“調壓回路”等15個知識點為微課的選題并進行相應的微課資源設計。這15個知識點涵蓋了課程的重難點，圖2是微課資源的制作流程。

以“伯努利方程的推導”微課為例，先通過創(chuàng)設懸念性問題情境：對著兩張紙中間平穩(wěn)吹氣，兩張紙并沒有被吹開反而靠攏在一起，如圖3所示，激發(fā)學生探究興趣，然后以流體力學中的能量守恒定律為基礎：截面1壓力能+動能+勢能=截面2壓力能+動能+勢能，逐一對壓力能、動能、勢能進行列式化簡，角度新穎，把課本上復雜的微分推導轉換成有高中物理基礎的學生能理解的推導，如圖4所示。15個微課均深入淺出，并配套相應的微練習、微教學設計等教學資源。最后，將開發(fā)的微課資源整合到微信公眾號“液壓與液力傳動微課資源”上，方便學生有目的、有需要、隨時隨地、更高效地進行碎片化學習。

2.應用雨課堂建課

教師關注雨課堂微信公眾號，點擊“我的課程”—“我要開課”—“新建課程信息”。電腦端下載雨課堂應用，下載成功后在PowerPoint2010以上版本或者WPS上都能打開，相當于給PPT裝上一個增強插件。點擊“微信掃一掃”教師就可以登錄，手機端出現(xiàn)驗證碼，在電腦端輸入即可登錄。登錄成功后，開啟雨課堂授課界面如圖5所示，教師的手機變身為遙控器，電腦端出現(xiàn)二維碼或者課堂暗號，學生通過掃描二維碼或者輸入課堂暗號即可進入課堂學習。

四、教學應用實例

采用教學實驗法，以三個平行班為實驗對象，每班40人，對照班A班僅采用微課資源教學，對照班B班僅采用雨課堂進行教學，實驗班C班采用“微課+雨課堂”混合教學模式。自變量是上述三種教學模式，因變量是教學效果，包括學生學習成績、學生學習興趣與動機、教師情感體驗等，控制變量是同一個教師等。下面以調壓回路實訓課為例，分別闡述三種教學模式的教學過程。

1.對照班教學過程

（1）A班教學過程（見表1）

課前，教師通過“液壓與液力傳動微課資源”微信公眾平臺發(fā)布微課資源及預習公告，由于微信公眾平臺的限制，無法直接通過數(shù)據(jù)了解學生不懂之處，只能通過學委統(tǒng)計收集。

課中，教師先講解實訓安全知識，接著講授實訓油路接法以及其他操作步驟，學生按照3-4人一組分組輪流操作，部分學生通過觀看微課視頻后仍有無法解決的問題，教師在課堂來回走動，解決學生的問題，但存在相同問題不同學生重復問的情況。

課后，學生可以通過“液壓與液力傳動微課資源”微信公眾平臺回復“調壓回路實訓微課”進行復習。

（2）B班教學過程（見表2）

課前，教師通過雨課堂微信公眾平臺上傳“調壓回路”課件，上傳之后教師可在手機端預覽，看是否需要修改以及添加語音教學同時發(fā)布督促預習公告。但是課前預習資料僅有課件，無微課視頻。學生預習過程中面對枯燥難懂的實訓圖，反饋給教師較多不懂的問題。

課中，教師先講解實訓安全知識;接著講授實訓油路接法以及其他操作步驟，學生按照3-4人一組分組輪流操作。在學生自主探究實驗操作過程中，部分學生在操作，部分學生在觀察，存在問題時學生可以通過發(fā)彈幕向教師提問，但是教師只講解了一遍，部分學生想了解一些接油路的細節(jié)，這種情況需要教師個別指導。

課后，教師分析雨課堂實時收集的數(shù)據(jù)，結合學生課堂表現(xiàn)，對本節(jié)課的教學進行評價，改進教學方法。學生可以在“我的課件庫”里面按照章節(jié)找到“調壓回路”課件進行復習。

2.實驗班C班教學過程（見表3）

課前，教師將提前制作的微課上傳到騰訊視頻，打開PowerPoint雨課堂插件的“插入網(wǎng)絡視頻”將網(wǎng)址復制，成功將微課視頻導入“調壓回路”課件。然后將“調壓回路”課件上傳，上傳之后教師可在手機端預覽，看是否需要修改以及添加語音教學。教師還可以發(fā)布督促預習公告，讓學生提前預習，提前總結歸納消化[11]。學生預習過程中，對于不懂的課件可以按“不懂”按鈕，雨課堂會將數(shù)據(jù)傳輸給教師，故教師可在課前了解學生不懂的問題，課上可以重點解決。

課中，采取小組分組（每組3-4人）進行實驗探究。教師使用手機控制PPT的播放，講解實訓安全知識;課堂提問時，教師從手機端開啟“彈幕”功能后，向學生提出了“實訓過程中應注意什么問題”，學生立即發(fā)出了“檢查油路無誤后再啟動儀器”等回答。在學生自主探究實驗操作過程中，部分學生通過學習微視頻后，接油路，做實驗，其他學生在觀察過程中可能會產生一些問題，他們可以發(fā)彈幕提問，教師和知道答案的學生都可以直接在手機回答，通過彈幕顯示在屏幕上，可以避免一個問題幾個學生重復問，教師無法一一回答的現(xiàn)象。同時，教師可通過雨課堂發(fā)布仿真實驗，讓學生先進行虛擬拆裝油路，熟悉如何拆裝，提高學生學習效率，使學生充分參與課堂。

課后，教師分析雨課堂實時收集的數(shù)據(jù)，結合學生課堂行為，對教學進行總結和反思，改進教學方法。學生可以在“我的課件庫”里面按照章節(jié)找到“調壓回路”課件進行復習，也可以在“液壓與液力傳動微課資源”微信公眾平臺回復“調壓回路實訓微課”進行復習。

3.教學效果分析

一個學期后，對這三個班的學生派發(fā)調查問卷，調查學生對課堂的滿意度。同時利用三個班的期末考試成績分析學生的學習效果。

統(tǒng)計調查問卷的結果，A得10分，B得8分，C得5分，D得0分，統(tǒng)計每份問卷的得分情況，超過80分計滿意。同時將期末考試成績以班級為單位計算平均分。本次調查共回收有效問卷120份，有效期末測試卷120份。調查結果顯示，對于課堂滿意度，A班為70%，B班為75%，而C班可達到88%;對于測試卷得分情況，A班平均分為78分，B班為80分，而C班可達到87分。

通過微課教學資源與雨課堂相結合的混合式教學改革實踐探索，可以得出以下結論：①僅采用微課教學資源的教學模式，學生在課前課后的學習中缺乏主動性，且學生學習的數(shù)據(jù)不能實時反饋給教師;同時，上實訓課過程中教師無法控制學生的手機端，學生可能會拿手機看無關學習的視頻、玩游戲等，而不是觀看微課教學視頻。②僅采用雨課堂的教學模式，課前推送的課件太單一，沒有豐富視聽覺的微課資源，學生理解知識點較困難;課中，教師只是控制了學生的移動終端，但是學生出現(xiàn)問題時只能通過發(fā)彈幕提問，無法通過觀看微課視頻解決，一旦學生問題太多，教師將無法及時解答。③采用微課資源與雨課堂相結合的混合式教學模式，給分層教學提供了機會，給予課堂更多的活力。微課資源深入淺出，結合雨課堂課前課中課后實時反饋的優(yōu)勢，促進了師生間的交流與互動，提高了學習效率與教學質量，值得研究與推廣。

五、結束語

本文從《液壓與液力傳動》課程教學現(xiàn)狀入手，對比國內其他學者對該課程教學改革研究的優(yōu)缺點，結合微課資源與雨課堂的優(yōu)勢，確定了《液壓與液力傳動》混合式教學改革實踐的研究思路。開發(fā)了豐富有趣、深入淺出的微課資源，應用雨課堂平臺進行建課，采用教學實驗法對混合式教學改革進行實踐探索，并以“調壓回路實驗課”為例，闡述了混合式教學的過程。混合式教學改革實踐探索結果顯示，《液壓與液力傳動》課程采用“微課資源+雨課堂”混合式教學模式進行教學，比起僅運用微課資源或雨課堂兩者結合發(fā)揮各自的優(yōu)勢，效果更佳，充分彌補了傳統(tǒng)教學中學生學不會、不愿學的不足，提高了學生的自信心，為學生畢業(yè)后走上工作崗位奠定了扎實的專業(yè)知識和專業(yè)能力基礎。

參考文獻：

[1]中共中央、國務院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_370857.html.

[2]王充.《液壓與氣動技術》課程教學改革的研究與探索[J].輕工科技，2017，33（12）：182-183+185.

[3]王寶敏.基于“翻轉課堂”的混合式學習教學改革探索——以高職高?！耙簤号c氣動技術”課程為例[J].新課程（下），2016（7）：17.

[4]翟紅云，凌藝春.基于大數(shù)據(jù)技術的高職液壓與氣動技術課程教學改革探索[J].廣西教育，2018（19）：56-57.

[5]毛文，王文深.線上線下混合式教學模式在液壓課程中的改革與探索[J].浙江工貿職業(yè)技術學院學報，2017，17（4）：46-48+65.

[6]許明，陳國金.“液壓與氣壓傳動”的CDIO滲透教學改革研究[J].教育教學論壇，2017（14）：115-116.

[7]趙雷，楊奕，張利國等.基于混合式教學的“液壓與氣壓傳動”在線開放課程設計[J].實驗技術與管理，2018，35（5）：159-162.

[8][美]M.David Merrill 著，盛群力、鐘麗佳等譯.首要教學原理[M].福州：福建教育出版社，2016：14.

[9]李曉英，王曉蘭，曾賢強.雨課堂對《模擬電子技術》混合式教學的啟示[J].中國教育信息化，2017（12）：82-84.

[10]張婷，尚建利.大數(shù)據(jù)時代下雨課堂在高職信息化教學中的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（15）：257-258.

[11]嚴詩，李漢斌，黃敏，等.雨課堂支持下教師教學面臨的挑戰(zhàn)和對策[J].中國教育信息化，2018（8）：70-72.

（編輯：魯利瑞）