以學(xué)生為中心的高職 《氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)改革實(shí)踐

引言

氣動(dòng)技術(shù)是以氣體或壓縮氣體作為工作介質(zhì)的一種控制技術(shù)，具有節(jié)能、高效、無(wú)污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，與電氣控制、網(wǎng)絡(luò)化、信息化等技術(shù)相結(jié)合，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、家電、電子產(chǎn)品制造等行業(yè)，完成搬運(yùn)、裝配等生產(chǎn)工藝過(guò)程[1?！稓鈩?dòng)技術(shù)應(yīng)用》作為高職自動(dòng)化類專業(yè)的專業(yè)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生氣動(dòng)、電氣動(dòng)回路分析和設(shè)計(jì)能力，氣動(dòng)元件選型和氣動(dòng)回路裝配和調(diào)試能力，氣動(dòng)系統(tǒng)故障診斷能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)意識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力、溝通協(xié)作能力以及愛(ài)崗敬業(yè)的職業(yè)規(guī)范。針對(duì)該課程普遍存在教學(xué)方法過(guò)于傳統(tǒng)，數(shù)字化教學(xué)資源不足，實(shí)踐教學(xué)缺乏系統(tǒng)性設(shè)計(jì)等不足，基于國(guó)際工程教育以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)理念[2，深化線上線下混合式課堂教學(xué)改革，引入虛擬仿真資源和工程實(shí)踐案例，搭建課程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，創(chuàng)新課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方法，取得了良好的育人效果。

一、傳統(tǒng)《氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)存在的不足

（一）課程教學(xué)內(nèi)容有待更新優(yōu)化

制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵一步，而數(shù)字化面臨的主要挑戰(zhàn)是制造業(yè)自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)技術(shù)OT與信息技術(shù)IT的深度融合，這意味著制造業(yè)基礎(chǔ)層的自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)技術(shù)OT（如氣動(dòng)控制技術(shù)）與各種組件，必須經(jīng)歷全面徹底的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。當(dāng)前在氣動(dòng)控制領(lǐng)域已經(jīng)研發(fā)出新型數(shù)字化氣動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)品，并在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，然而大多院校該課程內(nèi)容仍然以傳動(dòng)氣動(dòng)元件和回路為主，課程教學(xué)內(nèi)容有待更新優(yōu)化。

（二）課程數(shù)字化資源建設(shè)不足

受專業(yè)人才培養(yǎng)定位影響，很多高職院校機(jī)電類專業(yè)開(kāi)設(shè)的是《液壓與氣動(dòng)》課程，課程內(nèi)容以液壓傳動(dòng)技術(shù)為主、氣壓傳動(dòng)技術(shù)為輔，導(dǎo)致氣動(dòng)技術(shù)方面的數(shù)字化課程資源不足，一定程度上影響了信息化課堂教學(xué)改革的實(shí)施?！稓鈩?dòng)技術(shù)應(yīng)用》課程側(cè)重工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，實(shí)際應(yīng)用中除單純氣控回路外，多以電磁換向閥為橋梁，與電氣控制、PLC等控制技術(shù)融合應(yīng)用，實(shí)際教學(xué)中主要以簡(jiǎn)單控制回路為主，工程應(yīng)用案例引入不足，缺少氣控回路的應(yīng)用場(chǎng)景。

（三）教學(xué)方式單一

按照工程教育理念，每一門(mén)專業(yè)課程在人才培養(yǎng)體系中都應(yīng)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成。課程教學(xué)目標(biāo)是否能實(shí)現(xiàn)，取決于課程內(nèi)容的選取、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式、教師教學(xué)水平、實(shí)踐教學(xué)條件等因素。該課程傳統(tǒng)教學(xué)方式大多以課堂講授，偏重原理講解，實(shí)踐不足，落實(shí)以學(xué)生為中心的理念不到位，無(wú)法達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。

（四）學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式單一

科學(xué)的課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)有利于激勵(lì)學(xué)生發(fā)揮學(xué)習(xí)能動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。該課程傳統(tǒng)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式大多以平時(shí)課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)、作業(yè)評(píng)價(jià)、期中期末考試評(píng)價(jià)等組合而成。該評(píng)價(jià)方式評(píng)價(jià)主體單一，不利于發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性。也缺少對(duì)學(xué)生氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐能力的考核，無(wú)法將工程技術(shù)實(shí)踐規(guī)范、操作規(guī)范等職業(yè)素養(yǎng)融入考核標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成支撐不夠。

（五）課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)缺乏系統(tǒng)性設(shè)計(jì)

傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)以單純氣動(dòng)控制和電氣動(dòng)控制為主，并未將PLC、HMI等技術(shù)融入課程實(shí)驗(yàn)，與工程實(shí)踐結(jié)合不緊密，缺乏對(duì)專業(yè)復(fù)合能力的培養(yǎng)，學(xué)生無(wú)法從系統(tǒng)出發(fā)分析解決問(wèn)題。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是搭建氣動(dòng)回路，并無(wú)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成。

（六）課程思政理念融入不夠

教育部發(fā)布《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》旨在把思想政治工作貫穿在教育教學(xué)全過(guò)程，充分發(fā)揮課堂教學(xué)育人主渠道作用，促進(jìn)各類課程著力在教學(xué)實(shí)踐中引領(lǐng)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，有效實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，增強(qiáng)與思想政治理論課程“同向同行”的協(xié)同效應(yīng)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。當(dāng)前該課程專業(yè)教育與思想政治教育存在“兩張皮”現(xiàn)象，思政元素?zé)o法有機(jī)融入專業(yè)知識(shí)內(nèi)容，做不到潤(rùn)物無(wú)聲，思政育人成效不明顯。

二、課程教學(xué)改革實(shí)踐

（一）課程總體設(shè)計(jì)

基于國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，以機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)為例，本課程支撐8項(xiàng)專業(yè)核心能力中專業(yè)能力、問(wèn)題解決、終身學(xué)習(xí)、溝通合作4項(xiàng)核心能力相關(guān)指標(biāo)的達(dá)成，具體內(nèi)容，見(jiàn)表1。課程教學(xué)改革的總體思路是采取行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式，數(shù)字化資源、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)支撐，以學(xué)生為中心采用線上線下混合式教學(xué)、對(duì)分課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法，落實(shí)持續(xù)改進(jìn)理念，提高教學(xué)質(zhì)量。

課程實(shí)施總體設(shè)計(jì)，教學(xué)內(nèi)容呈進(jìn)階性，從機(jī)電一體化系統(tǒng)出發(fā)概述系統(tǒng)內(nèi)主要組成元件的基礎(chǔ)知識(shí)，搭配基礎(chǔ)性仿真與實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，再進(jìn)行典型回路的系統(tǒng)進(jìn)階性仿真與實(shí)踐訓(xùn)練，最后進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)能力進(jìn)階，具體內(nèi)容，見(jiàn)表2。

（二）構(gòu)建立體化教學(xué)資源平臺(tái)

教學(xué)資源是為教學(xué)的有效開(kāi)展提供的素材等各種可被利用的條件，通常包括教材、案例、影視、圖片、課件等，也包括教師資源、教具、基礎(chǔ)設(shè)施等。課程團(tuán)隊(duì)構(gòu)建立體化教學(xué)資源平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了項(xiàng)目式氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用課程教材；開(kāi)發(fā)錄制了涵蓋課程全部知識(shí)點(diǎn)的數(shù)字化資源并在中國(guó)大學(xué)MOOC上線，供校內(nèi)外師生使用；深化校企合作，與知名氣動(dòng)元件供應(yīng)商亞德客公司共建氣動(dòng)元件展廳，引入工程實(shí)踐案例并轉(zhuǎn)化為物料分揀搬運(yùn)、氣動(dòng)挖掘機(jī)等多個(gè)教學(xué)案例，引入了數(shù)字化氣動(dòng)元件應(yīng)用新技術(shù)；基于FluidSIM軟件，開(kāi)發(fā)了虛擬仿真教學(xué)資源；開(kāi)發(fā)了任務(wù)單、考核評(píng)價(jià)表、試題庫(kù)等輔助資源，為教學(xué)方法創(chuàng)新提供支撐。

（三）創(chuàng)新教學(xué)方法

課程教學(xué)落實(shí)以學(xué)生為中心理念，實(shí)施行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式，基于單元教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，選擇合適的教學(xué)方法。課程的絕大多數(shù)內(nèi)容均實(shí)施“線上”“線下”混合式教學(xué)[4，該方法要保證線上有資源、線下有活動(dòng)、過(guò)程有評(píng)估。“線上”的教學(xué)不是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的輔助或者錦上添花，而是教學(xué)的必備活動(dòng)，“線下”的教學(xué)不是傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動(dòng)的照搬，而是基于“線上”的前期學(xué)習(xí)成果而開(kāi)展的更加深入的教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)混合式教學(xué)，改變?cè)谡n堂教學(xué)中過(guò)分使用講授而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高、認(rèn)知參與度不足、不同學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果差異過(guò)大等問(wèn)題。對(duì)分課堂[5，其核心理念是分配一半課堂時(shí)間給教師講授，另一半給學(xué)生討論，并把講授和討論時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，讓學(xué)生在有一定的時(shí)間自主安排學(xué)習(xí)，進(jìn)行個(gè)性化的內(nèi)化吸收。本課程通過(guò)對(duì)話課堂教學(xué)法，旨在強(qiáng)化對(duì)學(xué)生溝通交流能力的培養(yǎng)，支撐課程目標(biāo)的達(dá)成。

（四）創(chuàng)新多維學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式

本課程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，學(xué)生“自主學(xué)習(xí)、合作探究”為主旋律，重視學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)，促進(jìn)在討論、交流中互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮“學(xué)習(xí)共同體”的作用。本課程總評(píng)成績(jī)按比例由線上學(xué)習(xí)測(cè)試成績(jī)、小區(qū)項(xiàng)目合作成績(jī)、課堂任務(wù)單成績(jī)、期末實(shí)踐技能考核成績(jī)、期末卷面考核成績(jī)組成。在實(shí)踐技能考核中，將相關(guān)職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)行為規(guī)范融入評(píng)價(jià)內(nèi)容，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力[。

（五）建設(shè)系統(tǒng)化實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

落實(shí)從系統(tǒng)認(rèn)知到專項(xiàng)技能訓(xùn)練再到系統(tǒng)綜合實(shí)踐的實(shí)踐教學(xué)理念，搭建了系統(tǒng)化實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)了突出氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的模塊化生產(chǎn)線，為學(xué)生講清楚系統(tǒng)的能量流、信息流、物質(zhì)流，讓學(xué)生從系統(tǒng)的角度理解氣動(dòng)技術(shù)在機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。升級(jí)了氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)臺(tái)，除了傳統(tǒng)的氣控回路、電氣控回路，還引入PLC、HMI技術(shù)，新開(kāi)發(fā)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，注重技術(shù)的綜合應(yīng)用，培訓(xùn)學(xué)生從系統(tǒng)角度分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提升專業(yè)復(fù)合能力。

（六）強(qiáng)化課程思政建設(shè)，發(fā)揮立德樹(shù)人功能

充分發(fā)揮課堂教學(xué)育人的主渠道作用，從教學(xué)內(nèi)容開(kāi)發(fā)和教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)著手，有針對(duì)性地、恰當(dāng)?shù)赝诰蛘n程思政元素，將思政元素融入教學(xué)大綱、納入教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)單元設(shè)計(jì)，強(qiáng)化學(xué)生愛(ài)崗敬業(yè)的職業(yè)精神、精益求精的品質(zhì)精神、協(xié)作共進(jìn)的團(tuán)隊(duì)精神、追求卓越的創(chuàng)新精神等融為一體的“工匠精神”培養(yǎng)，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)。例如在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)及應(yīng)用單元內(nèi)容教學(xué)中，介紹我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，倡導(dǎo)愛(ài)國(guó)敬業(yè)，樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀；通過(guò)對(duì)分課堂，強(qiáng)調(diào)傾聽(tīng)他人、尊重他人意見(jiàn)，包容他人過(guò)失并具備全局觀念、大局意識(shí)，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作力量；通過(guò)“線上”教學(xué)及測(cè)評(píng)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)；通過(guò)實(shí)踐考核，培養(yǎng)學(xué)生遵守操作規(guī)范，精益求精的品質(zhì)等。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)課程教學(xué)改革，提升了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)參與度，強(qiáng)化了專業(yè)實(shí)踐能力和分析解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，提升了學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)，提高了學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度，學(xué)生在專業(yè)技能競(jìng)賽、創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目中取得了較好成績(jī)。課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)的《氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用》MOOC，被多所職業(yè)院校師生和社會(huì)工程技術(shù)人員采用。接下來(lái)，首先將課程建設(shè)改革經(jīng)驗(yàn)向?qū)I(yè)其他課程推廣；其次，基于本課程前導(dǎo)后續(xù)相關(guān)課程，探索多課程聯(lián)合綜合教學(xué)改革，整體提升課程群的育人效果。

本文系1.2021年江蘇省高等教育教改重中之重研究課題《產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)背景下，智能制造裝備技術(shù)專業(yè)群建設(shè)的研究與實(shí)踐》（課題編號(hào)：2021JSJG046）；2.2019年江蘇省高等教育教改研究課題《產(chǎn)教融合背景下智能制造裝備技術(shù)專業(yè)群“三教”改革的研究與實(shí)踐》（項(xiàng)目編號(hào)：2019JSJG557）的研究成果。

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（作者單位：南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

（責(zé)任編輯：袁麗娜）