基于“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的《液壓傳動(dòng)與控制》混合式課程教學(xué)改革

吳毅

摘?要：大多數(shù)高校開(kāi)設(shè)的《液壓傳動(dòng)與控制》課程都面臨著課程課時(shí)量大幅度壓縮、先導(dǎo)課程開(kāi)設(shè)不全面、教學(xué)模式和手段單一、理論課程和實(shí)踐操作脫節(jié)、學(xué)情差異性大、學(xué)生學(xué)習(xí)效果不理想等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，該文以就業(yè)崗位要求為導(dǎo)向，結(jié)合“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)和混合式課程建設(shè)的特點(diǎn)，構(gòu)建了以“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的混合式教學(xué)模型。在項(xiàng)目式教學(xué)的基礎(chǔ)上，以教師教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生項(xiàng)目實(shí)施兩條主線設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，采用多元化的教學(xué)方式，使學(xué)生明確了學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)，有效提高了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自主性，同時(shí)教師的教學(xué)重點(diǎn)更突出，能夠更針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和工程應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)與控制??項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)??混合教學(xué)??教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)??課程考核??課程評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G642.0;TH137-4

Teaching?Rreform?of?Hybrid?Course?of?Hydraulic?Transmission?and?Control?Based?on?"Project-Driven"

WU?Yi

（School?of?Intelligent?Manufacturing，?Panzhihua?University，?Panzhihua，Sichuan?Province，617000?China）

Abstract：TheHydraulic?Transmission?and?Control?course?offered?by?most?colleges?and?universities?is?faced?with?problems?such?as?greatly?compressed?class?hours?of?the?course，incomplete?opening?of?pilot?courses，single?teaching?mode?and?means，disconnection?between?theoretical?courses?and?practical?operation，?great?differences?in?learning?conditions，?and?unsatisfactory?students'?learning?effect.In?view?of?the?above?problems，taking?the?employment?requirements?as?the?guidance，this?paper?constructs?the?hybrid?teaching?model?based?on?"project-driven"?in?combination?with?the?characteristics?of?"project-driven"?teaching?and?mixed?course?construction.On?the?basis?of?project-driven?teaching，?teaching?links?are?designed?by?the?two?main?lines?of?teachers'?teaching?activities?and?students'?project?implementation，?and?diversified?teaching?methods?are?adopted，?which?make?students?clear?learning?tasks?and?goals?and?effectively?improve?their?learning?interest?and?learning?autonomy，and?make?teachers'?teaching?focus?more?prominent?and?can?train?students'?innovative?thinking?ability?and?engineering?application?ability?pertinently.

Key?Words：Hydraulic?transmission?and?control;?Project-driven;?Blended?teaching;?Teaching?project?design;?Course?assessment;?Course?evaluation

在《中國(guó)制造2025》中，指出了我們的最終目標(biāo)是轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強(qiáng)國(guó)，提出了制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)的工程、強(qiáng)基工程、智能制造工程、綠色制造工程和高端裝備創(chuàng)新工程這五大工程[1]。液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)的關(guān)鍵性技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備、工程機(jī)械、車輛工程、航空航天、國(guó)防裝備、機(jī)器人等領(lǐng)域?！兑簤簜鲃?dòng)與控制》課程具有多學(xué)科交叉且實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，涵蓋了機(jī)械、電子、控制、流體等多學(xué)科知識(shí)。課程教學(xué)內(nèi)容主要有基本理論、液壓元件、基本回路、系統(tǒng)構(gòu)成這4個(gè)部分。通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用實(shí)踐、創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力。但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握倍感吃力，導(dǎo)致學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，學(xué)習(xí)效果差，難以達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)。同時(shí)，大多數(shù)高校的《液壓傳動(dòng)與控制》課程都面臨著課程課時(shí)量大幅度壓縮、先導(dǎo)課程開(kāi)設(shè)不全面、教學(xué)模式和手段單一、理論課程和實(shí)踐操作脫節(jié)、學(xué)情差異性大等問(wèn)題[2]。為此，各高校都對(duì)《液壓傳動(dòng)與控制》課程進(jìn)行了一系列基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、OBE（產(chǎn)出教育模式）、CDIO（工程教育理念）、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等的教學(xué)改革[3-13]，來(lái)提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)效果和綜合能力。

1?以“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的混合式課程建設(shè)模型

從事液壓相關(guān)工作崗位既要求學(xué)生有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)技能，又要求學(xué)生有較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)、溝通表達(dá)和自主學(xué)習(xí)等能力[8]。因此，以就業(yè)崗位要求為導(dǎo)向，結(jié)合“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)方法和“混合式”教學(xué)模式的特點(diǎn)，提出了《液壓傳動(dòng)與控制》課程的以“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的混合式課程建設(shè)模型，如圖1所示。課程資源建設(shè)分為“線上+線下”兩個(gè)部分。課程以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為依托而展開(kāi)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，在課程教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，將課程分為“課前—課中—課后”3個(gè)階段，以教師教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生自主活動(dòng)作為兩條主線進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，各教學(xué)環(huán)節(jié)中教師和學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng)，交流討論，可有效掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。為了改進(jìn)和完善課程建設(shè)，引入社會(huì)（如校企合作企業(yè)等）和師生多方評(píng)價(jià)體系，可根據(jù)評(píng)價(jià)反饋結(jié)果對(duì)課程培養(yǎng)目標(biāo)和課程知識(shí)體系做優(yōu)化和調(diào)整。

2?以“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1?課程教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)就業(yè)崗位對(duì)學(xué)生的要求，制定了該門課程對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)要求。依據(jù)培養(yǎng)要求并細(xì)化進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)。該課程的培養(yǎng)目標(biāo)如下。

2.1.1?能力目標(biāo)

通過(guò)課程學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)具有識(shí)別各種液壓元器件和液壓回路的能力，并能初步應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、樣本完成設(shè)計(jì)計(jì)算液壓系統(tǒng)和液壓元器件選型；應(yīng)具有一定地查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；掌握常用液壓元件、液壓回路的分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法。具有一定的實(shí)驗(yàn)技能操作能力，能夠排除液壓回路故障。同時(shí)通過(guò)教學(xué)中的項(xiàng)目訓(xùn)練學(xué)生的工程應(yīng)用、團(tuán)隊(duì)合作、溝通表達(dá)等能力能得到較大提升。

2.1.2?知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本概念、基本理論、設(shè)計(jì)原理和計(jì)算方法。

（2）能夠識(shí)別常用液壓元件和液壓回路，并能對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算或選型。

（3）理解液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及其在工程實(shí)際實(shí)踐應(yīng)用。

（4）掌握液壓元件、液壓回路性能測(cè)試和分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作方法或仿真分析方法。

2.2?教學(xué)內(nèi)容改革

2.2.1?增加新型液壓技術(shù)內(nèi)容

現(xiàn)代液壓技術(shù)發(fā)展迅速，而課程中的教學(xué)內(nèi)容更新滯后。因此，在現(xiàn)有《液壓傳動(dòng)與控制》課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上應(yīng)該加強(qiáng)當(dāng)前的新技術(shù)內(nèi)容講解，例如插裝閥、電液伺服閥、電液比例閥等。在各部分內(nèi)容中引入對(duì)應(yīng)的實(shí)際工程案例，提高學(xué)生對(duì)液壓技術(shù)應(yīng)用和現(xiàn)狀的認(rèn)知。

2.2.2?引入工程實(shí)際案例分析

通過(guò)液壓技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用案例使學(xué)生將課堂所學(xué)理論知識(shí)和工程實(shí)際應(yīng)用情景緊密聯(lián)系，消除學(xué)生在遇到實(shí)際工程問(wèn)題時(shí)的陌生感。

2.2.3?實(shí)踐環(huán)節(jié)和理論環(huán)節(jié)安排應(yīng)保持統(tǒng)一

各部分理論知識(shí)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生完成理論學(xué)習(xí)后便進(jìn)行對(duì)應(yīng)的實(shí)踐訓(xùn)練，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。傳統(tǒng)教學(xué)多為理論教學(xué)在前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在后，學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練達(dá)不到預(yù)期效果。實(shí)驗(yàn)操作項(xiàng)目應(yīng)以元件性能分析實(shí)驗(yàn)、綜合型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)等為主，傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可借助仿真分析平臺(tái)完成。

2.2.4?引入CAD平臺(tái)和仿真分析技術(shù)

利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）平臺(tái)讓學(xué)生在課堂中實(shí)時(shí)觀看或參與液壓元件的裝配，了解其具體結(jié)構(gòu)，分析其工作原理，增加教學(xué)直觀性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。將傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目借助仿真分析平臺(tái)，并結(jié)合國(guó)標(biāo)規(guī)定的試驗(yàn)方法，在課堂講解理論中讓學(xué)生實(shí)時(shí)參與并動(dòng)手操作得出教材中結(jié)論。

2.3?教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

合理的項(xiàng)目設(shè)計(jì)是各教學(xué)環(huán)節(jié)有效性的必要保證。應(yīng)注重“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”，并與教學(xué)計(jì)劃相一致。通過(guò)實(shí)際工作情景創(chuàng)設(shè)引入項(xiàng)目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生理解項(xiàng)目任務(wù)，制訂項(xiàng)目實(shí)施方案，明確完成項(xiàng)目所需的理論知識(shí)，通過(guò)線上教學(xué)平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和要求，讓學(xué)生借助線上教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)資源完成對(duì)應(yīng)內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)、測(cè)驗(yàn)。教師根據(jù)自學(xué)測(cè)驗(yàn)情況，針對(duì)學(xué)生易錯(cuò)易混淆以及理解起來(lái)較為困難的知識(shí)點(diǎn)、開(kāi)展主題討論。依據(jù)課前活動(dòng)反映出來(lái)的學(xué)生自學(xué)情況，及時(shí)調(diào)整線下課堂的教學(xué)安排。

2.3.1?項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路

在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生是以項(xiàng)目小組為單位來(lái)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，因此在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行合理劃分，在保證教學(xué)進(jìn)度要求的同時(shí)要控制項(xiàng)目設(shè)置的難度，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠完成。課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案及知識(shí)板塊劃分如圖2所示。課程內(nèi)容劃分為元件認(rèn)知、基本回路、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安裝調(diào)試4個(gè)板塊來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，以元件拆裝和工作原理分析為基礎(chǔ)，理解元件工作特性及測(cè)試方法，掌握基本回路的構(gòu)成和工作特性，再基于工程應(yīng)用情景來(lái)完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證，最后進(jìn)行系統(tǒng)搭建調(diào)試和系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證。

2.3.2?教師教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

教師根據(jù)學(xué)生的項(xiàng)目進(jìn)度匯報(bào)情況，及時(shí)指出學(xué)生執(zhí)行項(xiàng)目過(guò)程中的問(wèn)題，并對(duì)相關(guān)理論、原理、計(jì)算方法和測(cè)試方法等做解析，引導(dǎo)學(xué)生分析思考，尋找解決方案；組織小組互評(píng)和小組交流討論；最后，教師應(yīng)對(duì)各小組的項(xiàng)目執(zhí)行情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié)，給出拓展應(yīng)用的建議。

2.3.3?學(xué)生自主活動(dòng)設(shè)計(jì)

學(xué)生在課程中，需要完成元件的虛擬拆裝和工作特性測(cè)試、回路搭建和工作特性仿真驗(yàn)證、系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)和仿真分析、系統(tǒng)實(shí)際安裝、調(diào)試和測(cè)試。

2.4?教學(xué)設(shè)計(jì)舉例

以“單向閥的結(jié)構(gòu)性能與典型應(yīng)用”為例。對(duì)課程設(shè)計(jì)流程加以說(shuō)明。以“液壓系統(tǒng)中某一油路上，要求油液只能沿著一個(gè)方向流動(dòng)”實(shí)際工況創(chuàng)建工作情景，提出“單向閥的結(jié)構(gòu)性能和典型應(yīng)用”的項(xiàng)目任務(wù)。課前，首先讓學(xué)生按照教學(xué)計(jì)劃和學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)及要求，利用“線上教學(xué)平臺(tái)”資源完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)、自學(xué)測(cè)驗(yàn)；然后教師通過(guò)自學(xué)測(cè)驗(yàn)的結(jié)果針對(duì)性組織主題討論；最后讓學(xué)生采用CAD軟件平臺(tái)對(duì)單向閥進(jìn)行元件拆裝，分析工作原理，如圖3所示。在理解了單向閥的結(jié)構(gòu)組成和工作原理后，教師引導(dǎo)學(xué)生猜想單向閥工作特性，并給出單向閥工作特性測(cè)試方法[14]，如圖4所示，學(xué)生自主完成測(cè)試方案詳細(xì)設(shè)計(jì)。課中，學(xué)生按小組實(shí)施項(xiàng)目，采用仿真軟件平臺(tái)（該文采用AMESim軟件）搭建測(cè)試回路，如圖5所示，仿真計(jì)算單向閥的正向最小開(kāi)啟壓力、正向流動(dòng)壓力損失、反向流動(dòng)泄漏量等性能參數(shù)，驗(yàn)證猜想結(jié)論；教師實(shí)時(shí)指導(dǎo)、檢查、督促各小組項(xiàng)目執(zhí)行進(jìn)度，在學(xué)生完成項(xiàng)目后聽(tīng)取各小組的項(xiàng)目成果匯報(bào)，組織學(xué)生完成組間、組內(nèi)評(píng)價(jià)，然后教師對(duì)各小組項(xiàng)目成果做整體評(píng)價(jià)與總結(jié)；最后教師拓展單向閥的典型應(yīng)用案例。

3?課程考核與評(píng)價(jià)

3.1課程考核

考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率的重要環(huán)節(jié)，也反映出了教師的教學(xué)質(zhì)量。為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，該門課程在考核中加大了過(guò)程性考核成績(jī)所占比例，降低了結(jié)課考試成績(jī)比例，注重學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，過(guò)程考核以學(xué)生個(gè)人和項(xiàng)目小組完成項(xiàng)目情況為主。課程成績(jī)構(gòu)成如圖6所示。

3.2?課程評(píng)價(jià)

為了使教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)到就業(yè)崗位對(duì)學(xué)生的能力和技能要求，在課程評(píng)價(jià)中采取了社會(huì)評(píng)價(jià)和師生評(píng)價(jià)兩種方式。社會(huì)評(píng)價(jià)主要是招聘企業(yè)、校企合作企業(yè)等依據(jù)其對(duì)人才的需求對(duì)課程的技能知識(shí)體系和能力培養(yǎng)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)的意見(jiàn)將作為課程建設(shè)改進(jìn)和完善的參考依據(jù)。師生評(píng)價(jià)是由課程任課教師和修課學(xué)生對(duì)課程中的知識(shí)板塊劃分、教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計(jì)等進(jìn)行評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)作為教學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)的參考依據(jù)。

4??結(jié)語(yǔ)

該文以就業(yè)崗位要求為導(dǎo)向，構(gòu)建了基于“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的混合式教學(xué)模型，力求實(shí)現(xiàn)《液壓傳動(dòng)與控制》課程對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)技能和工程應(yīng)用能力的全面提升，課程分為“課前—課中—課后”3個(gè)階段，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為依托，以教師教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生項(xiàng)目實(shí)施兩條主線進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，采用多元化的教學(xué)方式，使學(xué)生明確了學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)，有效提高了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自主性，同時(shí)教師的教學(xué)重點(diǎn)更突出，能夠更有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和工程應(yīng)用能力?！兑簤簜鲃?dòng)與控制》課程也將根據(jù)課程應(yīng)用和課程評(píng)價(jià)的反饋持續(xù)改進(jìn)和完善，以適應(yīng)當(dāng)下學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，達(dá)到“新工科”人才的培養(yǎng)要求。

參考文獻(xiàn)[1]?“中國(guó)制造2025”可簡(jiǎn)單概括為“一二三四五五十”：工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩談“中國(guó)制造2025”[J].中國(guó)中小企業(yè)，2015（6）：22-25.