“液壓與氣壓傳動”課程的線上教學研究

張津超　王恒　曹宇鵬　蘇波泳

關(guān)鍵詞：教育技術(shù)；線上教學；液壓與氣壓傳動；教學改革

為促進高等教育與信息化的深度融合，響應教育部“新工科”教育改革的要求，高校教師由線下教學轉(zhuǎn)型為線上線下混合教學，充分利用網(wǎng)絡平臺，積極推進教學任務的順利完成。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的普及及應用，高等教育與新興信息技術(shù)的深度融合得到了進一步發(fā)展，線上教學已逐漸成為高校教育教學的重要組成部分。線上教學作為一種新的教學模式，它是充分利用線上教學平臺及網(wǎng)絡教學資源來完成教學。與傳統(tǒng)的線下教學模式相比，線上教學具有教學和聽課不受時空限制、授課內(nèi)容可回放、學習方式多樣化、網(wǎng)絡資源豐富、學生選擇范圍廣等優(yōu)點，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性。

“液壓與氣壓傳動”是一門機械類專業(yè)必修的專業(yè)技術(shù)基礎課，具有很強的理論性和實踐性。積極探索和實踐該課程的線上教學，注重學生的思政教育，如科技強國的使命感、專注鉆研的人生價值、求知務實的價值觀等，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)高素質(zhì)人才。推進教學方式的改革，深度融合信息技術(shù)與教育教學的創(chuàng)新發(fā)展，充分利用網(wǎng)絡資源，將理論與實踐有效結(jié)合、教學與工程需求有效結(jié)合，提高線上教學質(zhì)量。

1課程教學目標設計

“液壓與氣壓傳動”是一門高等院校機械類專業(yè)必修的實踐性很強的專業(yè)技術(shù)基礎課。通過該課程的學習，學生應該達到以下目標：（1）掌握液壓與氣壓元件的基本工作原理和特性，掌握常見基本回路的工作原理、工作特性及應用場合；（2）能夠應用液壓與氣壓的基本理論知識，求解液壓、氣壓元件的性能參數(shù)以及基本回路的特性參數(shù)，掌握基本回路系統(tǒng)的設計；（3）能夠?qū)εc液壓、氣壓相關(guān)的工程問題與需求進行分析，確定設計目標，并能設計出相應的解決方案，進行相關(guān)計算與選型。同時能夠分析出系統(tǒng)的功能，了解其工作性能。本課程計劃總學時為40學時，講課學時為36學時，實驗課為4學時，每周安排3學時的課程。講課內(nèi)容主要包括液壓傳動的動力元件、執(zhí)行元件、液壓控制閥、液壓基本回路、液壓系統(tǒng)分析與設計、氣壓傳動基本回路等。

在教學過程中，培養(yǎng)學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養(yǎng)學生自主學習能力、網(wǎng)絡資源運用能力和工程實踐能力，為從事本專業(yè)相關(guān)的工作打下一定的基礎。

2線上教學模式的實踐

2.1教學設計及實施

以張興國主編的《液壓與氣壓傳動》作為主要教材，張奕或王積偉主編的《液壓與氣壓傳動》作為參考教材。本課程選用中國大學MOOC（慕課）在線學習提供的國家精品課程“液壓與氣壓傳動（北京科技大學）”作為共享課，使同學們自主學習相關(guān)知識點。線上教學主要分為三個部分：課前任務式自主學習、課中集中授課和課后習題作答，形成課前、課中、課后的課程教學體系。

2.1.1課前任務式自主學習

在開課之前，利用網(wǎng)絡通信軟件（如QQ、微信）建立課程討論群，發(fā)送課程相關(guān)的共享課、視頻、微課、動畫、案例、學習任務書等。利用互聯(lián)網(wǎng)上的精品教學資源，學生根據(jù)提前發(fā)布的學習任務書中的知識點和重難點概要，帶著任務去預習教材、學習課程共享課并查閱相關(guān)文件，使學生帶著問題走進課堂。從問題點出發(fā)，引導學生尋找解決問題方法，初步掌握獲取知識的途徑和方法。

按照課程任務、課前預習、疑點問答的思路開展自主學習。在自主學習過程中，教師指導學習方法，引導和督促學生的在線學習。在課程討論群里，教師可以設問交流，關(guān)注學生的自主學習情況，同時學生也可以自由發(fā)表自己的心得與困惑點。教師收集并統(tǒng)計學生的學習情況和疑惑點，在課堂上進行針對性的講解，這也能夠?qū)W生學習進行積極督導。在課程討論群里，教師通過思政教育可以增強學生社會建設的使命感和責任感。講解該課程在工程上的應用以及目前的研究熱點，激發(fā)學生的學習積極性和自主性，也拉近了老師與學生之間的距離。例如，在觀看換向閥教學視頻時，根據(jù)知識點設計幾個問題，如換向閥的原理、操縱方式、工作位置機能等。向?qū)W生發(fā)布任務書，根據(jù)這些問題觀看精品課程。在討論群里拋出問題，換向閥為什么有不同的操縱方式？怎樣實現(xiàn)這些操縱方式？學生自主學習后可以在群里討論和互動，引導學生進行積極思考，激發(fā)他們的學習興趣。

在課程討論群里設立答疑庫，學生自主學習遇到問題時，及時向群里反饋，教師收集問題并解答，且按照章節(jié)順序進行排列，形成課程答疑庫。當學生在學習過程中遇到問題時，可以隨時查看答疑庫，解決自己的困惑點。這也在潛移默化中教學生們要養(yǎng)成歸納總結(jié)整理的習慣，就如人生每個階段，需要總結(jié)思考，從過去中認清自己，規(guī)劃自己的未來。

2.1.2課中集中授課

課堂中，基于騰訊會議平臺，采用課堂直播集中授課方式并互動提問及討論。課中根據(jù)授課內(nèi)容、授課計劃以及學生自主學習的情況對相關(guān)知識點進行講解，以教授、設疑、互動、討論的方式進行線上教學。對于重點和難點，可以采用信息化技術(shù)來進行輔助分析，如動畫、仿真模擬、實物演示等方式。

在教學過程中，要以學生為中心，不斷觀察和分析學生的狀態(tài)，對學生自主學習中遇到的問題進行重點分析，并創(chuàng)設適宜的情境，引導學生思考，激發(fā)學生聽課熱情，促進學生進行知識自主建構(gòu)。對于重點、難點內(nèi)容，要由淺入深、由點到面，站在學生的角度，課前精心設計教學方案、教學方法和教學手段。課堂中精心設計一些問題，采用點名、提問、答疑、探討等方式，提高學生課堂上的注意力和參與度，主動掌握學生的掌握程度和學習效果。通過隨機點名的方式，了解學生的出勤情況，并督促學生積極聽課。通過提問的方式，動態(tài)掌握學生的學習效果，讓學生跟上教學進程，積極思考，強化重要的知識點，增進師生之間的交流。設立答疑環(huán)節(jié)，活躍課堂的學習氣氛，通過一問一答的方式充分調(diào)動學生的積極性，激發(fā)學生的學習動力。在互動的過程中，了解學生的想法和實際需求，增進師生感情。在教學過程中，可以采用情境式教學，引入典型案例，培養(yǎng)學生在液壓與氣壓系統(tǒng)設計制造、應用研究的創(chuàng)新能力、工程思維能力和實踐能力。例如，講解溢流閥時，從元件的原理入手，逐步分析直動式與先導式溢流閥的結(jié)構(gòu)、功用區(qū)別。為了使同學更直觀地了解溢流閥，采用動畫、模擬仿真或?qū)嵨锏姆绞綄σ缌鏖y進行結(jié)構(gòu)拆解與組裝。同時，在后續(xù)的教學過程中引導學生對比溢流閥、減壓閥與順序閥的區(qū)別，并將這些元件進行綜合運用，提升學生的學習效果。

2.1.3課后習題作答

課后，通過習題的形式鞏固學生的學習內(nèi)容，了解學生對知識點的掌握情況，向?qū)W生反饋作答結(jié)果。根據(jù)習題的批閱情況總結(jié)學生對哪些知識點掌握不夠，在下次課堂中對模糊知識點及易錯題進行講解，強化學生知識點的掌握。通過習題作答可以看出學生的學習態(tài)度，對態(tài)度不端正的學生進行及時的糾正和督導。在課堂討論群里，學生在習題作答過程中遇到問題時，可以及時提出問題，教師對學生進行答疑。將這些存在的問題整理后也放置在答疑庫中，使學生可隨時查看溫習，溫故而知新。教師也可以在群里發(fā)送一些與課程相關(guān)的工程案例，拋出工程需求問題，引導學生理論聯(lián)系實際，鼓勵學生積極思考，用所學知識應用到工程需求中。例如，液壓千斤頂、挖掘機、平面磨床、坦克等均存在液壓系統(tǒng)，從簡單液壓回路到復雜液壓回路，由淺入深，循序漸進，從學習和討論中逐漸培養(yǎng)學生的工程應用思維和實踐能力。

“液壓與氣壓傳動”課程具有很強的實踐性，為使學生進一步掌握液壓傳動基礎知識及應用，在多功能液壓教學試驗臺實驗室進行實踐教學。試驗主要包括液壓泵性能實驗、溢流閥靜動態(tài)性能實驗、節(jié)流調(diào)速回路特性實驗和認識氣壓傳動實驗。為落實實踐要求，通過直播并拍攝視頻的方式帶領(lǐng)學生完成相關(guān)實驗，讓學生直觀地認識液壓與氣壓的基本組成、元件的工作原理及作用、回路的原理及作用。實驗講解后完成實驗報告，鞏固所學知識。教師充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，向課程討論群里推送額外的試驗教學視頻，學生通過觀看視頻了解其他液壓、氣壓的試驗，對各元件及系統(tǒng)有直觀的認識，解決一些實驗平臺不足的問題。學生也可以向群里推送視頻，營造共同學習、協(xié)同進步的學習氛圍。

2.2教學考核方式

將線上教學考核分為自主學習考核、平時成績考核和期末成績考核，分別占比20%、20%和60%。將自主學習考核納入教學考核體系之中，培養(yǎng)學生自主學習習慣和能力。自主學習考核注重學生的自主學習能力，考查學生的觀看共享課、視頻、任務書、在線討論等活動的參與度和完成度，強化過程性學習的考核，這有利于提高學生自主學習的積極性和主動性。平時成績考核由考勤、課堂參與度、作業(yè)情況、討論、回答問題等按一定比例綜合給出，期末成績考核由最終的期末考試得出。

教師可以根據(jù)學生的平時考核情況督促和輔導學生，指導學生學習方法，培養(yǎng)學生學習習慣，從而提高學生的學習效果?？己耸鞘侄?不是目的，在考核過程中，要促進學生的自我發(fā)展，使學生在學習過程中樹立正確的價值觀，掌握學習知識的能力和培養(yǎng)良好的學習習慣。

3線上教學實施效果與反思

線上教學是一種新的教學模式，更加體現(xiàn)學生的主動性和自覺性，教師由知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R學習的促進者。以慕課和騰訊會議為教學平臺，學生根據(jù)課前學習任務，通過網(wǎng)絡教學資源完成課前自主學習。線上教學過程中采用課件、動畫、視頻等信息化手段，以教授、設疑、互動、討論等方式對課程體系及知識點進行講解，培養(yǎng)學生工程思維和理論應用能力。課后，通過習題的練習來鞏固學生所學知識，同時推送工程案例，拓展學生的視野，提升工程專業(yè)素養(yǎng)。通過本學期的線上教學實施，學生能夠掌握液壓與氣壓的基本理論知識，能夠針對一些工程問題需求進行方案設計。學生期末成績較好，取得了比較好的教學效果。

線上教學才剛剛起步，老師需要不斷地探索實踐、反思與改進，提高教學質(zhì)量。在線上教學過程中，教師應該轉(zhuǎn)變教學理念和教學方式，應該以學生為中心，從“獨奏者”的身份變?yōu)椤鞍樽嗾摺?，在學習中促進學生知識的積極建構(gòu)，激發(fā)學生的主觀能動性、創(chuàng)新意識、熱情和習慣。教師在備課過程中要精心設計教學方案，需要不斷收集網(wǎng)絡教學資源，整合出體系完整、重點突出、與時俱進的教學方案，提升信息化教學素養(yǎng)和能力。對于學生，需要進行在線學習的引導，包括思想、方法和態(tài)度。在自主學習和課中教授過程中，要監(jiān)督和督促學生的學習，特別是自主性比較差的學生，充分調(diào)動他們的積極性。線上教學中，教師不能夠直面同學，互動感不強，也發(fā)現(xiàn)部分學生課堂聽課的積極性和參與度并不高，教師無法及時地進行監(jiān)督。對于這些學生，教師課后應該積極與其交流，了解學生的想法，對思想建設和學習方法進行針對性指導，讓學生主動參與到課堂中。

結(jié)語

整學期的“液壓與氣壓傳動”以騰訊會議為教學平臺，以慕課為輔助教學資源。通過課前任務式的精品課程的自主學習、課中重難點的集中授課和課后習題的練習鞏固等環(huán)節(jié)，學生能夠掌握相關(guān)知識點，學習效果良好，培養(yǎng)了學生工程思維能力和工程實踐能力。將自主學習考核納入考核體系中，培養(yǎng)學生的自主學習能力和網(wǎng)絡資源運用能力，調(diào)動學生學習的積極性和主動性。在教學過程中，通過教授、設疑、互動、討論等方式，教師成為引導學生進行知識建構(gòu)的促進者，而不是知識的搬運工，培養(yǎng)學生的主觀能動性，充分發(fā)揮信息化教學的優(yōu)勢。

作者簡介：張津超（1991— ），男，漢族，博士，講師，研究方向：激光制造工程。