基于仿真實驗平臺的液壓傳動實驗對分課堂教學模式探索

【摘要】針對液壓傳動控制技術實驗課程現狀及問題，基于智能化測控液壓傳動綜合實驗臺和模塊化教學方式，提出了液壓傳動實驗課程的對分課堂實施方案。通過課程改革激發了學生的學習興趣，學生綜合素質得到明顯提高。

【關鍵詞】對分課堂 液壓傳動 實驗教學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）03-0249-02

引言

實驗教學作為工科教學的重要內容，對學生的理論知識掌握、科研方法、實驗技能以及創新精神的培養，都具有極其重要的地位[1]。液壓傳動實驗作為機械專業課程流體力學的延伸和拓展，進一步加強學生理論與實踐相結合的能力，圍繞液壓油的物理和層流特征，依托液壓傳動實驗室，系統開設了25個實驗項目。

1.對分課堂的必要性

對分課堂教學模式把教學在時間上分為講授、內化吸收和討論3個基本步驟[2]。液壓傳動實驗仿真平臺，具有開放重復性、仿真性等特點，采用該教學模式基于以下考慮。①液壓傳動實驗課程是圍繞液壓油物理及層流過程而設計的，實驗必須在高溫高壓下進行，溫度在 42～75℃，壓力在 32MPa左右，實驗過程中具有一定的危險性，學生在沒有做預習和操作不當的情況下非常危險，所以在講解基本概念和原理后有個內化吸收過程是非常有必要的。②實驗研究對象為管路里的液壓油，在各種控制閥中流動，涉及到的概念和機理具有一定的復雜性和抽象性；其次相關實驗儀器昂貴復雜，操作不規范容易使實驗儀器損壞。在實戰操作之前，學生通過仿真實驗平臺進行模擬實驗，深入理解理論難點和實驗關鍵操作方法，平臺的可視化、可修正和可重復性等特征打破了時間和空間限制。

2.對分課堂的教學實施

為了對比和提高實驗教學效果，在 2017-2018學年春學期首先針對機械設計專業15級2個班進行試點教學，每班 40個學生，共 80人。該實驗課程共 12個學時，包含 6個實驗，采用模塊化教學方式[3]，把實驗項目分為 3個模塊（①復雜狀態下液壓泵動、靜態實驗與仿真；②液壓控制閥精確控制實驗與仿真；③新型伺服閥控制實驗與仿真），每個教學模塊4個學時。

2.1 課程設計

針對液壓傳動實驗現狀，每2個人一組，每班20組，每次10組同時進行實驗，除了第一次是標準的1個學時，用于教學模式的說明及第一個實驗模塊的理論講授，指導學生進行液壓傳動實驗仿真平臺的操作使用；其余3個學時，包括： ①該實驗模塊回顧及實驗細節討論，考察學生是否已經理解和明確實驗原理和過程；②進行實驗操作，分工明確，實驗有序進行；③上一個實驗模塊反饋以及下一個模塊的理論講授。

2.2 仿真實驗平臺設計

借助如今豐富的網絡教育資源，無線通信技術，實現可視化學習，適用于對分課堂的內化吸收過程。學生通過手機APP利用課余時間即可輕松實現高溫高壓實驗條件，同時通過滑動、點擊等操作即可完成仿真實驗，且在設計過程中，每一步都附帶動畫提示及文字說明，讓學生在操作過程中理解實驗基本原理。

2.3 考評及反饋

液壓傳動實驗課程注重實驗過程學習，其中3個實驗模塊，每個實驗模塊基礎分20分，包括仿真平臺模擬操作5分，實踐操作表現10分，實驗報告撰寫5分，還有40分為平時積極發言及討論分值，總計100分。實驗反饋主要針對在上一組實驗操作中容易出現的問題，共同交流討論避免類似問題重復出現。

3.對分課堂教學過程心得體會

對分課堂自2014年推廣以來，在國內各大高校受到廣泛關注，迅速引發很多實踐推廣[4]。

在剛過去的春季學期嘗試了對分課堂教學模式，學生明顯積極很多，課堂氣氛更加熱烈，通過幾周的內化吸收，學生對實驗原理和操作過程已經有了基本了解，所以在問題討論過程中，大家都有理可依，教師在學生討論過程中主要負責引導和傾聽，給了學生更好地溝通和展示機會。對分課堂有助于教與學相長，內化吸收和交流反饋環節，給了學生和教師進一步溝通的機會，在學生疑問中教師也在成長。

對分課堂相對傳統課堂更加靈活，需要教師根據每個模塊的實驗內容和形式，安排好講授和討論實驗的時間，而不用嚴格規定為1∶1的時間分配，因此教師需要夯實的理論基礎，強大的課堂駕馭能力和引導能力。學生也必須從傳統課堂的被動學習中及時轉變，化被動為主動，基于實驗仿真平臺每個人都有內化吸收的過程記錄，在討論階段個人經驗問題共同分享，再分組實驗；在此過程中，需要學生課下消化，課上思考交流。

結論

闡述了對分課堂在液壓傳動實驗教學過程中的應用，首先在理論講授后，基于實驗仿真平臺更有效地進行內化吸收，采用模塊化教學把液壓傳動實驗劃分為 3個模塊，每個模塊4個課時，效地實施討論和分組實驗，形成了一套集教學、學習、討論反饋、實驗為一體的對分課堂教學模式，益于對學生進行過程考核，更加體現了高速發展的網絡時代實驗教學改革的嘗試，調動了學生的主觀能動性，教學相長，鍛煉了學生通過實驗求知探新的能力。

參考文獻：

[1]宋國利，蓋功琪.開放式實驗教學模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2010（2）：91-93.

[2]杜艷飛，張學新.對分課堂： 高校課堂教學模式改革實踐[J].繼續教育研究，2016（3）：116-118.

[3]付帥師，李愛芬.實驗模塊化教學改革初探[J].實驗室研究與探索，2015（10）：165-167，229.

[4]王爾馥.網絡環境下的高效對分課堂教學模式改革[J].高師理科學刊，2016（5）：89-91.

作者簡介：

王立東（1977-），男，甘肅張掖人，講師，工學碩士，研究方向：光機電液一體化綜合技術。