信息化條件下面向培養一流應用型人才的液壓與氣壓傳動課程教學改革

孫霽宇，陳東輝，郭 麗，莊 健，吳 薇

（吉林大學，吉林 長春 130000）

0 引 言

專業和課程是人才培養的核心要素，是貫徹和落實國家人才培養方案及專業課程教學大綱的重要載體。在我國全面推進“中國制造2025”及“工業4.0智能制造”[1]的重大發展戰略背景下，液壓與氣壓傳動課程成為機械類專業重要的專業課程。液壓與氣壓傳動課程內容包括流體力學基礎、液壓與氣壓元件的結構及功用、系統基本回路及其在典型設備中的應用等，廣泛應用于工程機械、機床設備、醫療設備、航空航天等領域。液壓與氣壓傳動課程內容較為抽象，知識點繁多，元件結構復雜[2]。隨著國家教育改革的不斷深入，傳統教育教學和人才培養模式中存在的問題不斷顯露，以教師為主的“填鴨式”教學[3]不易激發學生學習興趣及培養學生思維能力，因此創新教學模式，優化課程內容，提升教學質量，培養實用型人才成為目前高校課程教學改革的重點。

1 液壓與氣壓傳動課程教學中存在的問題

1.1 課程內容陳舊，教學模式簡單

傳統的教學模式以教師為主體，教學理念滯后，采用“填鴨式”教學方式，教學模式單一；學生被動接受學習，沒有主動性和積極性，“以學生為中心”的教學理念沒有得到充分體現。在教學內容上，“重理論輕實踐”現象還較為嚴重[4]，教材資料老舊，部分元件早已淘汰，但還作為關鍵知識點和重點學習內容，教學內容與社會生產實際需求不匹配。此外，液壓與氣壓傳動課程的教學信息化水平相對落后，教師通常以現成的元件作為教學教具，學生只是粗淺了解元件外觀，而對其內部結構和工作過程沒有深入掌握；更甚于有的教師還將掛圖作為教學手段[5]，與現代教育信息技術嚴重脫節。

1.2 “雙師型”教師數量不足，實踐教學缺失

液壓與氣壓傳動是一門與實踐結合緊密的課程，但是目前高校中“雙師型”“技能型”教師數量嚴重不足，影響了課程實踐教學的正常開展。個別教師自身實踐水平薄弱，卻不愿去學習和培訓，使理論教學與實踐應用不能有機結合；有的學校液壓與氣壓傳動實驗室設備老舊，缺少新型元件器材，實驗教師只能給學生介紹簡單的元件，演示簡單的回路，而伺服控制等工程應用較為廣泛的系統結構則無法講授；學生動手能力較弱，不能滿足崗位需求；學校與企業聯系不緊密，沒有形成校企合作辦學育人模式，課程教學較為盲目，不清楚社會發展對知識的需求走向。

1.3 教學評價指標單一，有失全面系統

目前，對學生的評定和考察重點依然停留在學科專業知識層面；實踐教學環節和過程性評價較少，評估主體單一；忽視對學生實踐能力、創新能力等的考核，學生綜合素質得不到有效發展。此外，該評價模式對教師教學內容和過程也有影響，形成了以理論教學為中心的教學模式，教師一味追求理論知識灌輸，對學生創新能力和實踐能力培養重視不夠，導致學生學習死板，只精通理論，缺乏實踐與創新能力。

2 液壓與氣壓傳動課程教學改革方案

2.1 深入課程改革，突出實踐能力培養

為使液壓與氣壓傳動課程更好地體現實踐教學理念，突出“能力培養、知識傳授、職業導向”三位一體人才培養目標牽引，本文對其教學方法、教學模式和考核標準進行改革。課程改革思路如圖1所示。

圖1 課程改革思路

改變“填鴨式”的單純理論灌輸思路。理論性知識的傳授依然離不開課堂教學，這就需要對傳統教學方法進行改革。開展實踐案例式、任務驅動式、分組研討式等組合教學，可增強理論學習效果，激發學生學習的熱情與積極性；以實際需求為導向，培養學生創新意識。

靈活開展教學。摒棄傳統以教師為中心的教學組織形式，采用“以學生為中心”的教學方式。將知識課堂變成學問課堂，將句號課堂變成問號課堂；結合翻轉課堂、雨課堂、微課等教學模式，對工程實踐案例進行討論和設計，讓學生積極、主動投入到學習中，激發學習潛能，提高課堂教學質量[6-8]。

增加實踐教學比重，建立多元考核評價體系。為提高學生綜合素質，應拓展考核層面和指標，全面、系統地對學生進行考核；加大實踐教學比重，克服重“學”輕“術”的傾向，關注學生創新能力；將學生團隊協作、職業態度等一并納入考核體系中，培養綜合素質高、適應性強的技能型人才。

2.2 采用現代化信息教學手段，增加實踐應用

液壓與氣壓傳動課程與工程應用聯系緊密，因此在教學過程中要跟隨科技發展不斷更新知識和教學工程實例，將新的技術、結構和工藝引入教學過程，拓展學生知識深度。教學中應積極采用現代化信息教學手段，幫助學生加深理解和記憶[9]。利用Festo Fluid SIM、AMESim等流體仿真軟件建立液壓和氣壓回路模型，通過仿真分析傳動過程中的流體走向、壓力大小、行程變化等，使教學過程更加直觀生動，激發學生的學習興趣[10]。比如一種平衡閥的AMESim模型就是利用模型仿真分析閥口開度變化對壓力、流量等指標的影響，從而培養學生工程素養、創新思維及實踐應用能力，為工程設計提供參考。平衡閥AMESim模型如圖2所示。

圖2 平衡閥AMESim模型

2.3 教師向“雙師型”轉變，建立工學結合的教學體系

針對當前液壓與氣壓傳動課程實踐教學薄弱的問題，應著力促進教師隊伍轉型，加大培訓力度，使其由專職的理論教師向理實一體技能型教師轉變。實行“校企合作、工學結合”是實現這一目標的有效途徑，因此高校應采用“走出去、引進來”的方式增加學校實踐教學水平。“走出去”主要是教師到企業去學習和實踐，了解當前最前沿的液壓與氣壓技術發展現狀，不斷更新落后的理論知識，實現工學結合、理論與實踐相結合的教學目標；“引進來”則是將企業內精通液壓傳動理論的技術人員請到學校教學，發揮其實踐經驗。通過這樣的改革可以把先進的人才培養理念貫穿于教學各環節，最終培養出適應社會發展的一流技能型人才。基于工學結合的“雙師型”教師教學過程如圖3所示。

圖3 基于工學結合的“雙師型”教師教學過程

2.4 建設創新人才培養基地，實現校企深度融合

為滿足應用型人才的培養目標，保證實踐教學質量，建立液壓與氣壓傳動課程實踐教學人才培養基地。依托科研部門，與企業合作構建“產—學—研”一體化合作模式。企業為人才培養提供資金和培訓基地，學校負責創新型人才的培養，解決了學校教師實踐能力不強、企業技術瓶頸等問題，實現校企深度融合；加大一流創新團隊建設和一流應用型人才培養力度，從根本上解決學校教學過程中理論與實踐相脫節的問題，實現學生理論知識與實踐能力的轉化，提高學生的實踐動手能力、分析解決問題能力和創新意識。“產—學—研”合作模式如圖4所示。

圖4 “產—學—研”合作模式

3 結 語

傳統的“以教師為中心”的灌輸式教學理念制約了液壓與氣壓傳動課程改革與發展，束縛了學生的創新能力。因此，本文提出的教學改革以培養學生實踐能力、創新能力為著力點，將建設一流課程、培養一流應用型人才作為育人目標，將其貫穿于人才培養的全過程；加大實踐教學能力水平，從深入課程改革、教師隊伍建設、校企深度融合等方面制定措施，推進信息技術與教育教學；全面提升大學生綜合素質、創新意識及核心競爭力，以適應崗位工作為目標；不斷推進液壓與氣壓傳動課程改革，探索和打造一流的本科課程。