項目教學(xué)法在液壓傳動實驗教學(xué)中的應(yīng)用

鄭淑娟，吳林峰，許蘭貴

(華北水利水電大學(xué) 機(jī)械學(xué)院，鄭州 450045)

液壓傳動課程是高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的核心課程之一，課程以液壓傳動技術(shù)的基本概念、基本理論、基本方法以及工程實例為主線，主要學(xué)習(xí)液壓流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識，各類液壓元件的結(jié)構(gòu)及工作原理，各類液壓基本回路的組成及特點，液壓系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法以及工程實例等。課程系統(tǒng)性強(qiáng)，知識點可分解，適合開展項目教學(xué)，很多高校已進(jìn)行了實踐[1-2]。作為一門理論與實踐結(jié)合非常密切的課程，實驗環(huán)節(jié)是液壓傳動教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)，由于油液在管道中流動，傳統(tǒng)實驗過程通過儀表測試所需流動參數(shù)，獲得實驗數(shù)據(jù)，對于元件的動作和內(nèi)部油液的流動所獲得的感官認(rèn)識會受到固定實驗步驟和實驗設(shè)備的限制。通過引入項目教學(xué)法，發(fā)揮其目標(biāo)指向的多重性特點，讓學(xué)生自主地去探索實驗過程中自己感興趣的研究點，或研究驗證自身在理論學(xué)習(xí)中的薄弱點。

1 項目教學(xué)法概述

1918年美國學(xué)者吉爾帕特里克在論文中提出項目教學(xué)法一詞，后從美國傳回歐洲，1965年以來在歐洲教育界獲得重視，而后以德國的奔馳汽車開發(fā)實施蒸汽機(jī)項目的項目教學(xué)為標(biāo)志，項目教學(xué)法逐漸被作為典型的行動導(dǎo)向教學(xué)方法推廣使用[3]。項目教學(xué)法的理論認(rèn)為，知識可以在一定的條件下自主建構(gòu)獲得；學(xué)習(xí)是信息與知識、技能與行為、態(tài)度與價值觀等方面的長進(jìn)；教育是滿足長進(jìn)需要的有意識、有系統(tǒng)、有組織的持續(xù)交流活動。在實施項目教學(xué)法的教學(xué)過程中，學(xué)生以小組為單位在某個內(nèi)容范圍內(nèi)進(jìn)行工作，實施一個項目。小組成員自己計劃并執(zhí)行他們的工作，通常在結(jié)束時有一個可見產(chǎn)品。教學(xué)過程的主要目標(biāo)是學(xué)習(xí)效果而不是項目產(chǎn)生的結(jié)果[4]。從以上表述可知，項目教學(xué)法注重的是學(xué)生自我構(gòu)建能力的發(fā)揮，充分體現(xiàn)學(xué)生的自主性，但實施的基礎(chǔ)是項目內(nèi)容范圍需要教師去指導(dǎo)確立。

2 可行性和有效性分析

項目教學(xué)法是行動導(dǎo)向教學(xué)論中具有代表性的一種開放性的教學(xué)方法。實驗環(huán)節(jié)的動手操作真正體現(xiàn)其行動性，項目教學(xué)法要求學(xué)生對知識進(jìn)行自主構(gòu)建，與實驗環(huán)節(jié)的培養(yǎng)目標(biāo)正好吻合，突出表現(xiàn)方法能力、合作交往能力、獨立自主能力、責(zé)任意識等的培養(yǎng)。

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，教師首先依據(jù)實驗內(nèi)容，按照實驗步驟進(jìn)行示范，學(xué)生進(jìn)行簡單重復(fù)操作，記錄實驗數(shù)據(jù)，完成實驗報告。項目教學(xué)法不同于傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式，在實施項目教學(xué)法的不同階段對教師和學(xué)生都提出了新的要求。在項目主題的形成階段，教師按照教學(xué)內(nèi)容要求確立實驗項目的內(nèi)容范圍以及提供對應(yīng)的項目實施場地和設(shè)備，還需對學(xué)生進(jìn)行分組，選定組長，并合理搭配組內(nèi)成員，保證項目的順利進(jìn)行。在項目計劃的制定階段，學(xué)生組成工作團(tuán)隊自行確定項目計劃，根據(jù)已經(jīng)確定的項目目標(biāo)以及實驗條件，計劃總體工作。這其實是一個要求創(chuàng)新、組織能力的動態(tài)過程，根據(jù)項目內(nèi)容前瞻性地計劃工作，在頭腦中執(zhí)行未來的工作。這個過程的實施其實是學(xué)生對于理論知識的梳理，以及自身感興趣點和薄弱環(huán)節(jié)的認(rèn)知處理過程。學(xué)生所處年齡段有著強(qiáng)烈的探索欲望，擺脫傳統(tǒng)實驗的按部就班，采用項目教學(xué)法，學(xué)生自主分析任務(wù)，設(shè)計自己的實驗過程，解決自己感興趣的問題，體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)主體性，學(xué)習(xí)動力得到有效提升。

3 項目教學(xué)法實施的基本過程

3.1 實驗內(nèi)容

以測量薄壁孔等不同液阻的壓差流量特性這一典型實驗項目介紹項目教學(xué)法的實施過程。本實驗的主要目的是深入地理解液阻特性，其特性在合理設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)時，對于提高系統(tǒng)效率、避免溫升有著重要意義。具體是通過實驗獲得感性認(rèn)識，建立對于理論分析所獲結(jié)論的信心，進(jìn)而了解到油液流經(jīng)任何形式的液阻都有符合理論值的液阻特性指數(shù)。

3.2 教師工作

布置項目要求，測試不同結(jié)構(gòu)形式的液阻特性，得出其液阻特性指數(shù)，并對學(xué)生進(jìn)行分組，盡量照顧到學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以及組內(nèi)成員能力搭配。整個實驗的實施過程，教師以顧問的角色一直跟隨，確保實驗的順利、安全進(jìn)行。

3.3 學(xué)生工作

小組成員需事先了解實驗環(huán)境及實驗設(shè)備。第一步，結(jié)合實驗任務(wù)，先從理論方面獲取測試對象的特性，是對理論知識的一次梳理。第二步，確定測試參數(shù)并學(xué)習(xí)使用測試裝置。測試進(jìn)出口壓差和流量，了解測試裝置的使用和測試方法。第三步，確立實驗的實施步驟，這也是學(xué)生探究問題的關(guān)鍵所在。測試液流的壓差流量特性，即測試小孔的進(jìn)出口壓差和流量。總的實驗方案可分成兩種，方案一是改變進(jìn)出口壓差測試流量，方案二是改變通過的流量測試進(jìn)出口壓差。兩種方案的實施對應(yīng)的液壓測試回路的搭建方式不同，是對學(xué)生所學(xué)理論知識的應(yīng)用，需要利用已學(xué)液壓流體力學(xué)的知識進(jìn)行分析。進(jìn)一步在具體方案實施過程中會出現(xiàn)入口壓力值低、流量過小等現(xiàn)象，這些實驗現(xiàn)象，為學(xué)生對理論知識的深層次探索提供了有益契機(jī)。第四步，整理和處理實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。學(xué)生需對實驗中一些不良數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析、總結(jié)。

實驗項目的完整實施，不僅達(dá)成了實驗?zāi)康模瑫r項目實施過程對學(xué)生分析問題、解決問題的主動性有著較高要求，項目教學(xué)法的實施也是探究式學(xué)習(xí)方法的具體應(yīng)用，能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，顯著提高學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)語

闡述了項目教學(xué)法在液壓傳動教學(xué)中實驗環(huán)節(jié)的具體實施過程，表明項目教學(xué)法在液壓傳動實驗環(huán)節(jié)中的應(yīng)用有助于培養(yǎng)并提升學(xué)生主動思考、自主設(shè)計的能力，學(xué)生主動參與的積極性大大提升。實驗的實施過程能夠有效提升學(xué)生的探究能力和動手能力，對知識的掌握和加深大有裨益。