汽車液壓與氣壓傳動課程創新實驗研究*

辛江慧 張雨 鄒政耀

南京工程學院 南京 211167

作者：辛江慧，博士，講師，主要從事車輛智能監測與控制。

實驗教學是實驗知識與能力、理論與實踐相結合的關鍵，是學生掌握知識、技能的一個途徑。綜合性、設計性實驗能夠培養車輛工程專業學生的創新能力，是獲得新知識的源泉。本文針對汽車液壓與氣壓傳動課程實驗進行研究，如何依托課程實驗培養車輛工程專業學生的創新能力是研究的重點。

1 汽車液壓與氣壓傳動課程驗證性實驗向綜合性、設計性、探究性實驗的轉化

創新教育需要創造性的教與學，教師創新驗證實驗，不但能使學生掌握有關的知識，還能起到言傳身教和潛移默化的作用，培養他們不迷信課本，激發求知欲和好奇心、敢于創新的精神，引發創新意識，進而達到培養學生創新能力之目的[1]。

汽車液壓與氣壓傳動課程是車輛工程學生的專業課程之一，因此，加強該課程的實驗教學，培養學生該課程的實踐與創新能力是該課程的重要環節。而該課程實驗的綜合性、設計性、探究性克服了傳統驗證性實驗的弊端，對學生實驗操作技能、探究能力、創新能力和科學素養的形成具有舉足輕重的作用。因此，驗證性實驗逐漸向綜合性、設計性、探究性實驗轉化具有非常重要的意義[2]。教師的教學內容設計和教學方法的不同與學生實驗條件的不同等因素的存在，使課程實驗的教學目標與學習目標之間必然存在一定距離，教與學之間不能形成目標的共鳴效應，這種差距被稱為教與學的“目標鴻溝”，如圖1所示。為了縮短目標鴻溝，從驗證性實驗向綜合性、設計性實驗轉化。

圖1 教與學的目標鴻溝

1)汽車液壓與氣壓傳動實驗教學設計應從驗證性向探究創新轉化。在實驗教學設計過程中，汽車液壓與氣壓傳動驗證性實驗的教學目標設計是讓學生驗證已有知識的正確性和科學性，僅此而已，這種被動的方式不利于他們創造能力的培養。這種機械地獲取知識和能力的方式不利于對學生創新能力以及科學素養的培養。在教學方法設計方面，該課程驗證性實驗采用的是傳統的教學方法，常常是教師詳細講解實驗目的、內容、步驟，甚至將結論也預先告訴學生，學生只需照貓畫虎進行實驗即可。這種教學方法盡管培養了學生一定的觀察能力，能夠提高學生操作的熟練程度，但是學生基本上處于被動接受狀態，卻不利于思維能力訓練和創新能力培養。

實驗教學目標應該從“培養學生的觀察能力”向“知識、能力、情感態度與價值觀”三維目標轉化，不僅強調學生知識的獲得，而且注重學生能力以及情感態度與價值觀的形成[3]。為了改變這種情況，教師進行實驗教學方法設計時，應該建立正確的教材觀，創造性地選擇和應用教材的內容，應該按照車輛工程專業實驗課程體系的要求建設一批設計性和研究性的實驗項目，指引學生通過實驗發現問題，提出猜想，然后通過實驗去驗證猜想。系里應該開出多門課程的開放性設計性實驗項目，讓學生自己通過實驗去獲取實驗成果。另外，還應該鼓勵學生參與到教師的科研項目中去。學生做創新性實驗時，會存在一定的困難和問題，這就迫使學生主動去思考、去查資料，對開發學生的創造潛力大有益處。

2)改進實驗教學方法，汽車液壓與氣壓傳動實驗教學實施應從“講授式”向“探究式”轉化。著名化學家戴安邦教授對實驗教學做了精辟論述：實驗教學是實施創新教育的有效形式，起著課堂理論講授不能替代的特殊作用。在驗證性實驗教學實施的過程中，常使用講授式的課堂組織形式，教師一邊講解實驗過程，一邊向學生進行實驗示范，使學生獲得對實驗的形象性認識[4]。實驗教學的效果不是靠教師講出來的，而是靠學生做出來的。立足于讓實驗本身說話的原則，強化目的，講清要求，明確目標和任務。只提示需要注意的地方，不再詳細講解具體步驟，更不給最后答案或結論。有時可設多種疑問，甚至顛倒順序和步驟，為學生提供機會，以求在實驗中發現問題，澄清事實。

創新教育是以培養人的創新精神和創新能力為基本價值取向的教育，是通過對學生施以系統教育，在傳授知識、培養能力的同時，把培養學生的創新意識、創新思維和創新能力有機地統一起來，為將來成為創新人才奠定基礎。為此，在汽車液壓與氣壓傳動教學中，應通過多種途徑，注重對學生創新能力的培養。正確把握學生的好奇心、感動心和自律心[5]，使它們融匯貫穿于整個教學活動之中，結合課程的基本目標，循序漸進地加強指導，激發學生參與實踐的積極性和主動性，促進其個性的發展。

2 改革實驗室模式，有條件地向學生開放實驗室

傳統的實驗教學中，汽車液壓與氣壓傳動課程實驗課是嚴格按照課程表安排進行的，學生只能在實驗課時間進入實驗室進行實驗，其余時間很難進入實驗室。即使是實驗課期間，進入實驗室也是教師把實驗儀器等都準備好，學生只按照實驗指導根據實驗步驟被動地做一些驗證，很難發揮他們的自主創新能力。為了培養學生的創新能力[6]，實驗室模式需要改革，在課余時間實驗室向學生有條件開放，鼓勵學有余力、有創造激情的學生進入實驗室做實驗。他們可以自帶實驗項目，也可以參與教師的課題，列出實驗方案并寫申請報告，如果實驗方案有意義而且可行，就可以在課余時間進入實驗室進行實驗。這樣可以激發與培養學生創新能力，并為他們提供一個獨立探索、自主研究的良好氛圍和空間。

另外，可以增加開放型實驗。學生接到題目后，在教師的指導下查閱文獻，選擇合適的實驗方法，寫出詳細的實驗步驟，經教師審閱批準，獨立完成實驗，寫出實驗報告。學生在這種體系中，可以完美地發揮他們的主觀能動性，帶著問題去做實驗，去探討實驗中的各種現象和結果，具有事半功倍的效果。學生可以自由支配實驗時間，選擇實驗地點，并可以全身心地投入到實驗中去，不但可以促進學生實驗的教學效果，而且可以大大培養學生的科研興趣，進而聯系自己學習的實際，促進理論課程學習的效果。

3 汽車液壓與氣壓傳動課程實驗應有針對性、前沿性

由于實驗傳統教育模式過分強調本科生教材和教學內容的完整性和正確性，對于存在爭議、理論體系尚不十分完整、邏輯體系和處理問題的方法還不是十分成熟的知識，在教科書中很少見到，有的甚至是絲毫沒有涉及。然而學科前沿問題，大部分都是直接來自于自然、社會和人們的實際生活，是研究者對傳統的觀念、思想和理論的揚棄，是突破和發展，其理論不可能馬上成熟起來；從不成熟到成熟往往是很長的歷史過程，甚至需要幾代人、十幾代人的努力。這樣在一定程度上，傳統的教育模式必然會造成實驗教學內容與學科前沿的脫節(鴻溝)，形成學生知識發展的斷層，如圖2所示。目前開設的汽車液壓與氣壓傳動課程實驗中，只是有關液壓與氣壓傳動基礎的實驗，而針對汽車方面的還沒涉及，這是亟待解決的問題。

圖2 學生的知識發展的斷層

4 通過液壓與氣壓傳動課程綜合性、設計性、有針對性的實驗，培養學生創新能力實例

綜合性、設計性、有針對性實驗實施的基本步驟：選題、文獻資料查詢、設計確定實驗方案、實驗操作、處理分析實驗數據、完成實驗報告。整個實驗過程的主體是學生，教師的任務是給予學生必要的指導和解答學生的問題。

如一組學生的實驗題目是“汽車液壓助力轉向系統”，通過汽車液壓助力轉向系統的實驗，總結液壓與氣壓傳動的工作原理在實際中的應用。由于該題目與車輛工程專業息息相關，實驗題目貼近工作實際，實用價值大，因此可以調動學生開展實驗的積極性和主動性，激發他們解決問題的欲望。在實驗準備階段，教師可以先播放有關助力轉向系統的視頻，并向學生提供部分參考文獻資料并講解其查閱方法，然后學生明確實驗的重點和難點，并在教師的指導下設計具體的實驗方案。學生可根據文獻設計實驗步驟，分為方向盤不動、方向盤左轉、方向盤右轉三種情況，根據不同情況下各個泵和閥的工作狀態確定的油路的通斷狀態，確定油液壓力的作用方向。

實驗過程中，教師可提出讓大家思考的問題，以及在該應用中應該改進的方面，讓學生去發現問題。該實驗項目既應用了液壓與氣壓傳動課程所包含的理論知識，又涉及車輛的有關知識，能夠使學生在鞏固理論知識的同時了解到在汽車方面應用的特點，為后續課程的學習和實際工作能力的提高奠定良好的基礎。

5 結束語

綜上所述，在液壓與氣壓傳動課程實驗的教學過程中，如何消除目標鴻溝，形成目標共鳴效應，縮短知識與學科前沿、實際應用的距離，為學生知識的發展和應用鋪平道路，實現液壓與氣壓傳動課程綜合性、設計性、有針對性的實驗，這是擺在所有實驗教師面前的一個極富挑戰性的課題。筆者結合車輛工程專業特點，針對液壓與氣壓傳動課程實驗存在的問題與大學生創新性實驗與創新能力培養之間的關系，認為大學生創新性實驗計劃應該分步走：首先讓學生接受系統的基礎理論教學和實踐教學的培養，在獲得一定理論知識和實踐動手能力的積累后，進行全開放的自主實驗，完成從被動學習到主動學習的轉變，促進學生綜合素質與創新能力的提高。

[1]張起祥.綜合性、設計性實驗研究[J].黑龍江高教研究,2008(2):165-166.

[2]張小林,周美華,李茂康.綜合性、設計性實驗教學改革探索與實踐[J].實驗室技術與管理,2007(7):94-96.

[3]周學君,趙亮方.大學生創新性實驗計劃教育體系的探討[J].實踐教學,2011(1):111-112.

[4]郭艾俠,萬艷春,潘春華.《網絡與信息安全》課程綜合性設計性實驗建設的探討[J].農業教育研究,2009(1):2-5.

[5]伍新春.高等教育心理學[M].北京:高等教育出版社,2001:130-135.

[6]郭春生,孫曜.面向創新能力培養的理工科實驗教學研究[J].現代教育科學,2009(6):124-126.