基于“雙元制”模式下“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程教學(xué)改革研究＊

周樂(lè)峰，徐 征

（麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 麗水323000）

1 引言

1.1 “液壓與氣壓傳動(dòng)”課程背景

“液壓與氣壓傳動(dòng)”是機(jī)電類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。無(wú)論對(duì)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新能力以及在工作中職業(yè)能力的培養(yǎng)，還是對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，都具有十分重要的作用。根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該門課程的教學(xué)情況進(jìn)行了分析，總結(jié)了以下課程中存在的問(wèn)題，具體如下：①課程理論性過(guò)強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)繁雜。課程以流體力學(xué)為基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)公式較為煩瑣，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。同時(shí)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)于液壓元器件和氣動(dòng)元器件的認(rèn)識(shí)僅局限于課本中，對(duì)于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的元器件，難以通過(guò)結(jié)構(gòu)原理圖去掌握元器件的工作原理和使用方法。②課程應(yīng)用性、綜合性強(qiáng)，學(xué)生難以將所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)靈活應(yīng)用，去解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生只能設(shè)計(jì)和搭建簡(jiǎn)單的液壓回路和氣動(dòng)回路，對(duì)于企業(yè)里復(fù)雜的回路，無(wú)法進(jìn)行獨(dú)立地分析、設(shè)計(jì)乃至維修。③教學(xué)模式較單一，主要以課堂教學(xué)為主，實(shí)訓(xùn)操作以及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)較少。這種僅通過(guò)理論教學(xué)的滿堂灌模式既導(dǎo)致教師上課比較辛苦，同時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也很差。

1.2 雙元制教育的現(xiàn)狀

雙元制職業(yè)教育模式起源于德國(guó)，作為工業(yè)強(qiáng)國(guó)的德國(guó)，通過(guò)行動(dòng)導(dǎo)向法、項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等教學(xué)方法，為德國(guó)輸出了一大批應(yīng)用型的人才。所謂雙元制職業(yè)教育，是指接受職業(yè)教育的學(xué)生一方面要在企業(yè)或者跨企業(yè)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)里學(xué)習(xí)相應(yīng)職業(yè)的技能知識(shí)和培養(yǎng)從業(yè)能力，另一方面要在普通職業(yè)院校學(xué)習(xí)普通文化知識(shí)和對(duì)應(yīng)的專業(yè)知識(shí)。

2 教學(xué)改革思路

針對(duì)課程中存在的問(wèn)題，我們借鑒德國(guó)雙元制職業(yè)教育模式的優(yōu)勢(shì)，以更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，進(jìn)行“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程的教學(xué)改革。一方面，與學(xué)校周邊企業(yè)進(jìn)行深度合作，產(chǎn)教融合，共建教學(xué)資源，實(shí)行雙主體育人機(jī)制；另一方面，以學(xué)校中德合作辦學(xué)為契機(jī)，把“以人為本、教育為先、能力為重、全面發(fā)展”作為教學(xué)目標(biāo)，學(xué)習(xí)先進(jìn)教學(xué)理念，實(shí)施行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法，開發(fā)活頁(yè)式教學(xué)工作手冊(cè)，完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，更好地將學(xué)生培養(yǎng)成高層次的應(yīng)用型人才。

3 教學(xué)改革的舉措

3.1 校企合作，實(shí)行雙主體育人機(jī)制

與企業(yè)深度合作，按照企業(yè)需求共同制定雙元制模式下的課程教學(xué)大綱，重新梳理知識(shí)點(diǎn)，整合出18 個(gè)單項(xiàng)專業(yè)能力點(diǎn)和24 個(gè)知識(shí)目標(biāo)。在開發(fā)教學(xué)項(xiàng)目時(shí)，產(chǎn)教融合，共建教學(xué)項(xiàng)目，根據(jù)企業(yè)真實(shí)案例來(lái)合理設(shè)計(jì)教學(xué)模塊，更好地對(duì)接企業(yè)需求，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新能力以及在工作中解決實(shí)際問(wèn)題的能力。此外，上課的空間不僅僅局限于學(xué)校的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，還需將課堂延伸到企業(yè)的車間里，實(shí)行學(xué)校和企業(yè)的雙主體教學(xué)模式。這里可以參照德國(guó)的職業(yè)教育模式，進(jìn)行階段性的教學(xué)，比如學(xué)生在學(xué)校進(jìn)行兩周的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，后兩周再在企業(yè)或者跨企業(yè)培訓(xùn)中心學(xué)習(xí)專業(yè)技能。

3.2 中德合作，采用先進(jìn)教學(xué)理念

3.2.1 采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法

教學(xué)內(nèi)容按照企業(yè)實(shí)際案例分成多個(gè)模塊，各個(gè)模塊均按照行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法來(lái)進(jìn)行教學(xué)實(shí)施，這里以德方提供的雙活塞項(xiàng)目為例。該項(xiàng)目的新穎之處在于項(xiàng)目大多數(shù)機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)由學(xué)生獨(dú)立完成，在進(jìn)行該項(xiàng)目的氣動(dòng)部分搭建之前，學(xué)生已將完成了機(jī)械部件的加工、電氣工程技術(shù)部分的學(xué)習(xí)。雙活塞項(xiàng)目如圖1 所示。

該教學(xué)模塊總共分為六步進(jìn)行。

第一步是收集信息，教師布置模塊的任務(wù)，學(xué)生按照任務(wù)分析需要用到哪些知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)課本、學(xué)習(xí)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)等手段自行搜集、整理和學(xué)習(xí)本次任務(wù)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。該項(xiàng)目的任務(wù)目標(biāo)是需要搭建一個(gè)氣動(dòng)回路和電氣回路，完成后能夠控制氣動(dòng)馬達(dá)的啟停、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度以及進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)中的壓縮空氣的壓力大小。

圖1 雙活塞項(xiàng)目

第二步是設(shè)計(jì)過(guò)程，學(xué)生以小組為單位，按照任務(wù)的要求以及之前搜集的相關(guān)信息，在工作頁(yè)中設(shè)計(jì)并畫出符合任務(wù)要求的氣動(dòng)回路圖和對(duì)應(yīng)的電氣控制回路圖，并在仿真軟件FluidSim 上搭建回路來(lái)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的回路是否可靠。若所設(shè)計(jì)的回路無(wú)任何問(wèn)題，則按照回路圖來(lái)商討計(jì)劃工作過(guò)程，并列出項(xiàng)目中需要的工具和材料，確定各個(gè)工作步驟的順序。

第三步是進(jìn)行決策，各組對(duì)自己設(shè)計(jì)的工作過(guò)程、工作計(jì)劃進(jìn)行討論，若存在問(wèn)題，及時(shí)與教師進(jìn)行討論，確定最終的工作步驟。由于氣動(dòng)回路的運(yùn)轉(zhuǎn)還需要通過(guò)電氣回路進(jìn)行控制，所以在進(jìn)行回路的搭建之前，組員之間要分工明確，可以按照職能分成編程員、操作員、維運(yùn)員等。

第四步是實(shí)施過(guò)程，在細(xì)致準(zhǔn)備的工作前提下，按照工作計(jì)劃中確定的工作步驟和分工職責(zé)，各組完全獨(dú)立地開展工作，在該階段，教師需要監(jiān)督學(xué)生的實(shí)施情況，進(jìn)行過(guò)程性考核評(píng)價(jià)。

第五步是檢查過(guò)程，在搭建回路的過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢控，若出現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。氣動(dòng)回路以及相應(yīng)的電氣控制回路搭建好后要求不僅能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能，同時(shí)還要求所搭建的系統(tǒng)回路要有良好的工藝性，包括整體布局合理、氣管和電線布置美觀、搭建的器件不能有松動(dòng)等要求。

第六步是評(píng)價(jià)活動(dòng)，教師不僅僅只是對(duì)各組學(xué)生進(jìn)行成果性評(píng)價(jià)，還要在學(xué)生實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行過(guò)程性打分。在進(jìn)行成果性評(píng)價(jià)時(shí)，各組學(xué)生要上臺(tái)匯報(bào)自己的成果和不足，匯報(bào)完之后各組通過(guò)教師評(píng)價(jià)、生生互評(píng)、組內(nèi)互評(píng)的方式來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。最后，學(xué)生還需要做好5S 管理工作，對(duì)自己的工位進(jìn)行整理，整理好之后和教師進(jìn)行確認(rèn)。

3.2.2 開發(fā)活頁(yè)式教學(xué)工作手冊(cè)

德國(guó)的培訓(xùn)師的教材大多數(shù)采用的是活頁(yè)式工作手冊(cè)。它具有較好的可拆解性和組合性，可根據(jù)實(shí)際教學(xué)、實(shí)訓(xùn)需要將內(nèi)頁(yè)抽出或者加入新頁(yè)，具有高度的靈活性。所以在教學(xué)前，需自行開發(fā)相應(yīng)的活頁(yè)式教學(xué)工作手冊(cè)，采用理實(shí)一體化的編寫模式，內(nèi)容按照行動(dòng)導(dǎo)向法當(dāng)中的六步法來(lái)進(jìn)行編排，突出學(xué)生崗位能力的培養(yǎng)和職業(yè)核心能力的形成。活頁(yè)式教學(xué)工作手冊(cè)如圖2 所示。

圖2 活頁(yè)式教學(xué)工作手冊(cè)

3.2.3 采用信息化教學(xué)手段

課堂教學(xué)中采用學(xué)習(xí)通APP 來(lái)作為輔助教學(xué)手段，包括課堂簽到、微課觀看、習(xí)題練習(xí)、拓展作業(yè)提交等活動(dòng)，既提高了學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也能夠讓學(xué)生在課外進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)。此外，目前國(guó)內(nèi)外的AR 技術(shù)進(jìn)展較快，可以引用AR 教學(xué)手段，能夠使學(xué)生更加直觀地看到復(fù)雜元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)專門的AR 軟件還可以將搭建好的系統(tǒng)回路與該回路的實(shí)際應(yīng)用情況聯(lián)系起來(lái)。AR 技術(shù)在“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程中的應(yīng)用如圖3 所示。

圖3 AR 技術(shù)在“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程中的應(yīng)用

4 小結(jié)

經(jīng)過(guò)近幾年的教學(xué)改革探索，汲取德國(guó)“雙元制”職業(yè)教育模式的精華，采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法作為教學(xué)手段，開發(fā)與企業(yè)真實(shí)案例一致的項(xiàng)目式教學(xué)模塊，建設(shè)理實(shí)一體化的活頁(yè)式教學(xué)工作手冊(cè)，不僅促進(jìn)了教師自身教學(xué)能力的提升，同時(shí)有效地提高了學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)主動(dòng)性，更好地培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。