液壓傳動(dòng)創(chuàng)意課程體系構(gòu)建與實(shí)踐

楊俊 陳中祥 曾樂(lè)

[摘 要] 為了更好地適應(yīng)社會(huì)和企業(yè)對(duì)工科人才的需求，針對(duì)液壓傳動(dòng)現(xiàn)有課程體系缺乏專門創(chuàng)新能力培養(yǎng)模塊的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出了一套液壓傳動(dòng)創(chuàng)意課程體系以訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。并基于馬克思主義哲學(xué)原理和杜威實(shí)用主義的教育思想說(shuō)明了創(chuàng)意課程的科學(xué)性和合理性，并通過(guò)具體案例說(shuō)明了課程實(shí)現(xiàn)的形式與流程。實(shí)踐結(jié)果表明該創(chuàng)意課程體系能有效的提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為液壓課程教學(xué)改革提供了一種新方法，同時(shí)為工科教育改革提供了一種新思路。

[關(guān)鍵詞] 液壓傳動(dòng);創(chuàng)意課程;創(chuàng)新思維;實(shí)用主義

[基金項(xiàng)目] 2018年湖南省教育教改項(xiàng)目“以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的流體傳動(dòng)與控制課程教學(xué)改革研究”（湘教通〔2018〕164號(hào)-126）

[作者簡(jiǎn)介] 楊 ?。?985—），男，湖南澧縣人，博士，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)電液系統(tǒng)集成與控制;陳中祥（1984—），男，湖南長(zhǎng)沙人，博士，講師，研究方向?yàn)橹悄芸刂?曾 樂(lè)（1991—），女，湖南長(zhǎng)沙人，博士生，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)電液系統(tǒng)集成與控制。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）35-0331-02? ? [收稿日期] 2019-10-25

隨著人工智能時(shí)代到來(lái)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的人才是大學(xué)的基本任務(wù)。《中國(guó)工程教育質(zhì)量報(bào)告》指出我國(guó)工程人才培養(yǎng)存在著過(guò)分偏重理論傳授，脫離企業(yè)進(jìn)行教學(xué)和成果導(dǎo)向不明的問(wèn)題，如何突破傳統(tǒng)工科教育的瓶頸，以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，是目前工科教育的瓶頸問(wèn)題。具體到液壓傳動(dòng)課程，現(xiàn)有的課程體系內(nèi)容比較陳舊，更新速度慢，教學(xué)過(guò)程不符合人類認(rèn)知規(guī)律，教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重問(wèn)題，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就更少了[1]。而學(xué)者們改革的重點(diǎn)在于實(shí)踐教學(xué)的改革，信息化的改革和部分內(nèi)容的增減，但是很少學(xué)者從創(chuàng)新思維訓(xùn)練這個(gè)方面考慮進(jìn)行改革[2]。

一、課程的理論基礎(chǔ)

馬克思主義哲學(xué)對(duì)于人類認(rèn)知的基本規(guī)律進(jìn)行了深刻的描述。“人的認(rèn)知過(guò)程是在實(shí)踐基礎(chǔ)上不斷升華的過(guò)程，既表現(xiàn)為實(shí)踐基礎(chǔ)上由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，再?gòu)睦硇哉J(rèn)識(shí)到實(shí)踐的具體認(rèn)識(shí)過(guò)程。又表現(xiàn)為從實(shí)踐到認(rèn)識(shí)，再?gòu)恼J(rèn)識(shí)到實(shí)踐的循環(huán)往復(fù)和無(wú)限發(fā)展的總過(guò)程”。該論述本質(zhì)包含了兩層意思，第一是確定認(rèn)知的深度上應(yīng)該是由淺入深，初步實(shí)踐得到初步認(rèn)知，多次深度實(shí)踐得到深度認(rèn)知，在認(rèn)知廣度上應(yīng)該是一種由簡(jiǎn)到繁，然后由繁到簡(jiǎn)的過(guò)程，多次實(shí)踐和認(rèn)知相互作用，實(shí)現(xiàn)更高層次認(rèn)知。第二在認(rèn)知過(guò)程上的，認(rèn)知應(yīng)該是理論和實(shí)踐的交互過(guò)程，從實(shí)踐到認(rèn)知，再?gòu)恼J(rèn)知到實(shí)踐的螺旋上升過(guò)程。該理論對(duì)教育指導(dǎo)意義就是教育應(yīng)該實(shí)踐與理論應(yīng)該相統(tǒng)一，不能單純的理論講述，也不能單純的實(shí)踐。

杜威是實(shí)用主義的代表人物之一，其提出的教育即生活，教育即生長(zhǎng)，教育即經(jīng)驗(yàn)的改造是杜威教育理論的三個(gè)核心命題，這三個(gè)命題緊密相連，從不同的側(cè)面反映了杜威的教育思想[3]。以三個(gè)核心命題為依據(jù)，他對(duì)教育的知與行的關(guān)系進(jìn)行了深刻論述，提出了教育“做中學(xué)”的原則。明確提出了從“做中學(xué)”比“聽(tīng)中學(xué)”是更好的方法。及從實(shí)踐中探索理論比直接理論講述更容易接受[4]。

綜合馬克思主義哲學(xué)關(guān)于人類認(rèn)知規(guī)律的闡述和杜威的教育思想發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)應(yīng)該理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)習(xí)不能脫離社會(huì)，工科教育不能脫離企業(yè)，學(xué)習(xí)應(yīng)該以具體的項(xiàng)目為載體，將能實(shí)現(xiàn)真正的教學(xué)做合一?；谏鲜隼碚摵头椒?，將創(chuàng)意課程引入液壓傳動(dòng)課程，把已經(jīng)學(xué)習(xí)或者將要學(xué)習(xí)的知識(shí)和生活、工程聯(lián)系起來(lái)，以更深層次的了解液壓基本概念，原理和方法，同時(shí)培養(yǎng)一種發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的創(chuàng)新思維能力，對(duì)我國(guó)大學(xué)生素質(zhì)的提高具有非常重要的意義。

二、創(chuàng)意課程體系構(gòu)建

液壓傳動(dòng)課程的知識(shí)體系一般包括流體傳動(dòng)基礎(chǔ)理論，液壓回路，液壓元件和液壓綜合應(yīng)用幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)。由于液壓創(chuàng)意課程體系是在現(xiàn)有教學(xué)體系上的擴(kuò)展，其對(duì)現(xiàn)有課程所述理論與實(shí)踐教學(xué)起支撐和補(bǔ)充作用，所以創(chuàng)意課程知識(shí)點(diǎn)與理論課程知識(shí)點(diǎn)相匹配。創(chuàng)意課程內(nèi)容包括流體傳動(dòng)的基礎(chǔ)概念與理論，主要通過(guò)創(chuàng)作創(chuàng)意作品展示蘊(yùn)含流體力學(xué)知識(shí)，如伯努利方程、連續(xù)性方程。液壓回路部分，主要說(shuō)明方向、壓力和速度動(dòng)作回路，并創(chuàng)作包含三種回路的作品模型。液壓元件部分，主要采用3D打印技術(shù)制作元件模型，更好地理解元件的結(jié)構(gòu)和原理。液壓綜合應(yīng)用部分，綜合應(yīng)用液壓技術(shù)和機(jī)電與控制技術(shù)，進(jìn)行深層次創(chuàng)作。

三、課程教學(xué)的流程

由于課程的目的不僅僅是傳授知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，所以還需要在課程的教學(xué)環(huán)節(jié)上進(jìn)行創(chuàng)新?；诖嗽颍岢隽藙?chuàng)意課程的五步教學(xué)法。具體的實(shí)施流程是：第一步，情景模擬，其目的在于引導(dǎo)大學(xué)生思考作品解決的問(wèn)題，不是為了做而做，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。第二步，作品創(chuàng)作，需要將知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目中去，必須包括但不限于知識(shí)點(diǎn)的要求，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。這個(gè)過(guò)程有非常高的創(chuàng)作空間，屬于“低地板，高天花板”的創(chuàng)作。第三步，作品展示，該過(guò)程通過(guò)作品展示，引導(dǎo)大學(xué)生對(duì)作品蘊(yùn)含的理論進(jìn)行抽象，對(duì)實(shí)踐過(guò)程所得進(jìn)行升華。第四步，合作與競(jìng)爭(zhēng)，利用創(chuàng)作的作品進(jìn)行性能展示，進(jìn)一步優(yōu)化作品，更深層次理解知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)培養(yǎng)大學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。第五步，分享與交流，該環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)大學(xué)生的抽象思維和語(yǔ)言表達(dá)能力，同時(shí)也是對(duì)整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程的升華。

四、典型案例設(shè)計(jì)

為了更加詳細(xì)說(shuō)明創(chuàng)意課程體系和實(shí)施流程，以具體教學(xué)案例—液壓回路，說(shuō)明創(chuàng)意課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程。

1.課程目的與知識(shí)點(diǎn)。該案例的目的在于掌握液壓速度、方向控制回路的概念及應(yīng)用，培養(yǎng)綜合應(yīng)用機(jī)電液等知識(shí)的能力。必須應(yīng)用的知識(shí)是流體速度的調(diào)節(jié)和方向的改變。對(duì)于其它機(jī)電類知識(shí)不進(jìn)行限制，可以結(jié)合學(xué)生的特長(zhǎng)進(jìn)行自由設(shè)計(jì)。

2.課程具體實(shí)現(xiàn)方式。①模擬工程需求，項(xiàng)目情景導(dǎo)入。在本例中限定兩個(gè)條件，負(fù)載非常大，需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度和方向改變，其他無(wú)約束，具有很強(qiáng)的開(kāi)放性，適合大學(xué)生發(fā)散。②模型構(gòu)思與創(chuàng)作。包括初步方案的擬定，原理圖，控制圖和結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì);原理圖必須采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，同時(shí)需要畫出結(jié)構(gòu)示意圖，機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。制作的材料非常多樣，可以是ABS塑料，采用3D打印成形。也可以是木板，或者是廢棄的紙板。③創(chuàng)意展示與優(yōu)化。當(dāng)作品完成后，需要學(xué)生進(jìn)行作品展示和說(shuō)明，此環(huán)節(jié)重點(diǎn)訓(xùn)練大學(xué)生的知識(shí)獲取與語(yǔ)言表達(dá)能力，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行修正和優(yōu)化，大學(xué)生們做出了大量的作品。除了包含指定的知識(shí)點(diǎn)，還包含了電動(dòng)、結(jié)構(gòu)和控制方面的知識(shí)，除此還融入了藝術(shù)方面的知識(shí)和創(chuàng)意。④協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)，分享與交流。在完成作品功能的同時(shí)，還可以對(duì)作品的外形，文化等進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了更好的評(píng)價(jià)創(chuàng)作者的創(chuàng)新思維，可以從基本性能、創(chuàng)意級(jí)別和知識(shí)點(diǎn)等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3.實(shí)踐效果。通過(guò)制作創(chuàng)意模型，大學(xué)生能夠更深層次掌握液壓的工作原理，基本液壓回路，同時(shí)能更深層次理解機(jī)電液專業(yè)類知識(shí)。課程已經(jīng)在在湖南師范大學(xué)工程與設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械工程系進(jìn)行了兩年多的實(shí)踐，大學(xué)生完成了大量的科技創(chuàng)作作品，提高了大學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題能力，大學(xué)生反響非常好。

五、結(jié)論

本文以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為目的，構(gòu)建了液壓傳動(dòng)課程的創(chuàng)意課程訓(xùn)練體系，并說(shuō)明了課程的具體內(nèi)容實(shí)施過(guò)程，其結(jié)論如下：①基于馬克思主義的認(rèn)知觀和杜威實(shí)用主義的教育思想，從理論層面上說(shuō)明了創(chuàng)意課程對(duì)液壓專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性和科學(xué)性;②初步建立了液壓傳動(dòng)創(chuàng)意課程體系，提出了五步教學(xué)法，并以具體案例說(shuō)明了課程的實(shí)施過(guò)程，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題能力。③該方法對(duì)其它的課程有一定的參考價(jià)值，同時(shí)也為工科教育改革提供了一種新思路和方法。

參考文獻(xiàn)

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