翻轉課堂在“液壓與氣壓傳動”實踐教學中的應用研究

孟爽　李德溥　卜遲武

摘要：液壓與氣壓傳動課程在實踐教學中存在教學方式單一、開展形式程式化等問題。作者通過將翻轉課堂應用于實踐教學，以學生為中心組織設計教學活動，激發了學生的學習熱情。這一應用研究表明，在液壓與氣壓傳動實踐教學中開展翻轉課堂，對培養學生自主學習習慣、提高學生的工程實踐能力有積極的作用。

關鍵詞：翻轉課堂;液壓與氣壓傳動;實踐教學

引言

液壓與氣壓傳動課程是機械專業等工科專業一門具有實踐性、綜合性和應用性的重要專業課。液壓與氣壓傳動的實踐教學環節是課程的重要組成部分，它為學生驗證了氣液壓傳動理論的正確性，加深學生對氣液壓傳動知識的理解，有助于培養學生的工程實踐能力、工程思維及創新意識，在機械及相關工科專業的教學中有著重要的作用。

隨著科學技術的發展，高等教育也處于信息技術的變革中，教育教學與現代信息技術的深度融合是現階段提升學生學習效率和人才培養質量的重要手段。翻轉課堂可有效借助現代信息技術克服傳統教學中教學方式單一、開展形式程式化等不足，從以教師為中心轉移到以學生為中心開展教學活動。在教師的規劃、引導下學生作為教學主體：課前學生通過線上學習或其他方式完成課程主要內容的學習;課堂上與老師、同學通過共同討論解決存在的問題與難點，并對知識進行總結與鞏固，改變了傳統教學中以教師為主體的講授、演示為主的教學方式。如何將翻轉課堂應用于本門課程的實踐教學，激發學生的學習興趣、培養學生的工程創新意識和提高學生的工程素養是當前該課程適應教學信息化亟待研究的問題。

一、液壓與氣壓傳動課程實踐教學現狀

國內大多數高校的液壓與氣壓傳動課程實驗雖然已經實現了從驗證性到設計性、綜合性實驗的轉變，但和國外院校相比仍然落后較多。 針對加強學生工程實踐綜合能力培養和工程素養的綜合性、設計性實驗的數量較少，教學手段落后、開展形式程式化，學生的工程創新意識與思維方式的培養相對薄弱。

該課程的傳統實踐教學大多采用學生預習實驗報告，教師進行實驗原理介紹，并對實驗目的、實驗方法和內容進行闡述與講解，最后由學生動手完成實驗與報告的程式化的教學模式。 通過這種教學方式學生基本能夠獲得相關知識，但缺乏學習的主動性，不能充分激發學生的學習熱情和創造力，學生的交流溝通能力和協作能力也未能充分提升。同時，預習實驗報告又流于形式，實驗過程學生過于依賴教師的指導，缺乏對實驗成敗原因的思考與總結，學生難以完全掌握實驗課程的核心知識，不能達到工程實踐能力培養的目標，教學效果不佳。

二、基于翻轉課堂的液壓與氣壓傳動課程實踐教學模式改革

（一）優化教學內容，整合實驗項目

實驗項目的內容對教學效果起著關鍵作用，要求實驗項目既能體現對基本理論知識的理解和掌握，又要充分提高學生的實踐創新能力。 實驗項目設計與實施的過程在對培養學生液壓與氣壓傳動工程知識的綜合應用能力、工程創新意識和工程素養起決定性的作用。 因此教師應充分挖掘科研和工程實際方面的實驗項目素材，根據具體教學目標、學生特點與興趣，對實驗項目進行精煉，以確保實驗的典型性、啟發性和創新性。通過典型氣液壓傳動工程實例，將相對獨立的氣液壓元件的理論知識貫穿起來，使之與課程實驗內容相互融合、互為補充成為有機的整體，充分激發學生參與工程實踐的興趣，提高實踐教學的效果。

液壓與氣壓傳動實驗項目的設計應具有一定的靈活性，以保證具有不同水平和不同能力的學生都能夠通過努力完成項目內容。同時，項目的設計應兼具典型性，保證學生能夠掌握實驗課程的核心知識。實驗項目確定后，教師要根據課程知識邏輯結構將項目劃分成子項目，將子項目分解到后續實驗教學中（子項目間互相聯系，且為層層遞進關系）。隨著項目的逐步開展與深入，保證學生真正深入到項目實施過程中，通過層層推進、承上啟下的項目參與方式，使學生獲得成就感，激發學習興趣，培養學生的工程思維方式與創新意識。

（二）依托網絡教學平臺，豐富課程資源

豐富的課程教學資源是實施翻轉課堂的基礎，本門課程的教學資源主要包括實踐教學中應用到的相應氣液壓實驗臺、各種氣液壓元件的實體與模型以及開展翻轉課堂教學必不可少的課程教學資源庫（教學資源庫主要包括教學視頻、教學動畫、電子教案、實踐案例、作業、習題等）。為保證教學效果，除實驗設備等硬件保障外，課程教學資源庫的建設將起到至關重要的作用。 因此任課教師應根據優化整合后的課程內容和相應的教學知識點制作和搜集教學 PPT、教學視頻等多種形式的教學資源供學生下載學習。 授課教師充分利用網絡資源給學生布置學習任務、作業、測試，及時了解學生學習進展。學生通過學校的網絡教學平臺，利用相關的教學APP隨時進行學習與作業提交，與老師同學進行課程內容的討論與交流。

（三）以學生為中心，建立多元化教學模式

改變液壓與氣壓傳動實踐課程的傳統的教學方式，建立以學生為中心的多元化教學模式，可充分激發學生的學習興趣。

轉變學生學習方式，變被動學習為自主學習。任課教師對學生進行分組，學生通過在線學習，對所要學習的實踐課程知識進行了基本的了解，學生分組根據教師布置的任務，完成實驗方案的設計。課堂的實踐環節主要是完成知識的細化，各組學生向教師匯報展示實驗方案， 反饋在學習、實驗方案制定和實驗操作中遇到的問題，任課教師針對學生遇到的問題進行解答并對其進行講評， 然后由學生動手完成實踐操作。

轉變課堂教學模式，教學中心由教師變為學生。將傳統的教師介紹實驗原理、方法與步驟和學生在教師指導下完成實驗，變為學生在課下通過教學平臺自主完成實驗原理、方法與步驟的學習，并根據實驗任務，事先設計制定實驗方案，再在課堂上匯報、討論、解決遇到的問題，動手完成實驗項目。采用“做中學、做中教”的項目教學方法，教師可以引導學生進行相關知識探索，培養了學生的工程思維意識; 學生通過完成具體的液壓或氣動工程項目學習相關氣液壓知識，激發了學習熱情，培養了自主學習能力，獲得了探索解決工程實踐問題的方法和途徑。

（四）建設評價體系，科學評定成績

為適應翻轉課堂的教學特點，提高實踐教學效果，必須建立課程的科學評價體系。傳統的僅由教師作為主體評定成績的考核方法主觀性過強，不利于激發學生的學習興趣，應該在評價體系中進一步深化以學生為中心的教學模式改革，以便積極發揮學生的主體作用。教師在考核實驗結果的同時，還要提高對實驗實施過程評價的權重，尤其應注重實驗過程中對每位學生創造力的激發。

教師要從實踐學習過程和實驗報告兩個方面進行實驗成績的考核。一方面，由學生自己完成學習過程和實踐過程的主體評價，實驗團隊成員根據每位成員在項目執行過程中的實際表現進行互評;教師根據學生課堂實踐的具體情況，結合課程平臺提供的學生學習教學視頻的時間、在線討論、作業和實驗方案完成情況等相關數據對實踐學習過程進行輔助評價。另一方面，教師作為實驗報告評價的主體，要根據學生具體的報告完成情況進行打分評價。這種考核方式可有效的解決實驗過程中部分學生“等”“靠”“看”等消極怠工問題， 確保他們在實驗過程的分工協作，激發其參與實驗項目的積極性，使學生可以主動通過在線學習、查閱資料、在線討論等方式解決工程實際問題，充分保障他們在實踐教學中的主體地位。

三、結論

翻轉課堂的應用是液壓與氣壓傳動實踐教學課程改革的一種嘗試，通過翻轉課堂，使學生變被動接受知識為主動獲取知識，提高了其自主學習的能力，同時又提高了課堂效率，使教師可以將更多的精力投放到課堂教學內容與實施環節的設計工作中，并以學生為中心組織設計教學活動，激發學習熱情，培養學生工程素養與自主學習習慣，提高學生團隊協作能力。

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編輯∕楊波

作者簡介：孟爽（1979-），女，黑龍江牡丹江人，博士，副教授，研究方向：現代食品加工機械與設備。

基金項目：黑龍江省高等教育教學改革研究項目“基于CDIO模式的液壓與氣壓傳動課程實驗教學研究”（SJGY20180247）;“工程教育專業認證背景下機械設計制造及自動化專業人才培養模式研究”（SJGZ20180027）;“基于典型案例的現代機械設計能力全過程培養模式的探索與實踐”（SJGY20180233）;黑龍江省高校首批“新工科”研究與實踐項目“高等

商科院校新工科人才創新創業教育體系的構建”（2018-13）