基于“項目驅動”的《液壓傳動與控制》混合式課程教學改革

吳毅

摘?要：大多數高校開設的《液壓傳動與控制》課程都面臨著課程課時量大幅度壓縮、先導課程開設不全面、教學模式和手段單一、理論課程和實踐操作脫節、學情差異性大、學生學習效果不理想等問題。針對上述問題，該文以就業崗位要求為導向，結合“項目驅動式”教學和混合式課程建設的特點，構建了以“項目驅動”的混合式教學模型。在項目式教學的基礎上，以教師教學活動和學生項目實施兩條主線設計教學環節，采用多元化的教學方式，使學生明確了學習任務和目標，有效提高了學習興趣和學習自主性，同時教師的教學重點更突出，能夠更針對性地培養學生的創新思維能力和工程應用能力。

關鍵詞：液壓傳動與控制??項目驅動??混合教學??教學項目設計??課程考核??課程評價

中圖分類號：G642.0;TH137-4

Teaching?Rreform?of?Hybrid?Course?of?Hydraulic?Transmission?and?Control?Based?on?"Project-Driven"

WU?Yi

（School?of?Intelligent?Manufacturing，?Panzhihua?University，?Panzhihua，Sichuan?Province，617000?China）

Abstract：TheHydraulic?Transmission?and?Control?course?offered?by?most?colleges?and?universities?is?faced?with?problems?such?as?greatly?compressed?class?hours?of?the?course，incomplete?opening?of?pilot?courses，single?teaching?mode?and?means，disconnection?between?theoretical?courses?and?practical?operation，?great?differences?in?learning?conditions，?and?unsatisfactory?students'?learning?effect.In?view?of?the?above?problems，taking?the?employment?requirements?as?the?guidance，this?paper?constructs?the?hybrid?teaching?model?based?on?"project-driven"?in?combination?with?the?characteristics?of?"project-driven"?teaching?and?mixed?course?construction.On?the?basis?of?project-driven?teaching，?teaching?links?are?designed?by?the?two?main?lines?of?teachers'?teaching?activities?and?students'?project?implementation，?and?diversified?teaching?methods?are?adopted，?which?make?students?clear?learning?tasks?and?goals?and?effectively?improve?their?learning?interest?and?learning?autonomy，and?make?teachers'?teaching?focus?more?prominent?and?can?train?students'?innovative?thinking?ability?and?engineering?application?ability?pertinently.

Key?Words：Hydraulic?transmission?and?control;?Project-driven;?Blended?teaching;?Teaching?project?design;?Course?assessment;?Course?evaluation

在《中國制造2025》中，指出了我們的最終目標是轉變為制造業強國，提出了制造業創新中心建設的工程、強基工程、智能制造工程、綠色制造工程和高端裝備創新工程這五大工程[1]。液壓傳動與控制技術是實現工業自動生產的關鍵性技術之一，廣泛應用于機械設備、工程機械、車輛工程、航空航天、國防裝備、機器人等領域。《液壓傳動與控制》課程具有多學科交叉且實踐性強等特點，涵蓋了機械、電子、控制、流體等多學科知識。課程教學內容主要有基本理論、液壓元件、基本回路、系統構成這4個部分。通過理論與實驗教學相結合，著重培養學生的工程應用實踐、創新設計思維、團隊協作等能力。但在傳統的教學模式下，學生對課程教學內容的理解和掌握倍感吃力，導致學習主動性不高，學習效果差，難以達到預期培養目標。同時，大多數高校的《液壓傳動與控制》課程都面臨著課程課時量大幅度壓縮、先導課程開設不全面、教學模式和手段單一、理論課程和實踐操作脫節、學情差異性大等問題[2]。為此，各高校都對《液壓傳動與控制》課程進行了一系列基于項目驅動式、OBE（產出教育模式）、CDIO（工程教育理念）、翻轉課堂、混合式教學等的教學改革[3-13]，來提升學生的專業知識學習效果和綜合能力。

1?以“項目驅動”的混合式課程建設模型

從事液壓相關工作崗位既要求學生有扎實的專業知識技能，又要求學生有較強的團隊協調、溝通表達和自主學習等能力[8]。因此，以就業崗位要求為導向，結合“項目驅動式”教學方法和“混合式”教學模式的特點，提出了《液壓傳動與控制》課程的以“項目驅動”的混合式課程建設模型，如圖1所示。課程資源建設分為“線上+線下”兩個部分。課程以項目設計為依托而展開教學知識點，根據教學培養目標的要求，在課程教學實施過程中，將課程分為“課前—課中—課后”3個階段，以教師教學活動和學生自主活動作為兩條主線進行教學設計，各教學環節中教師和學生實時互動，交流討論，可有效掌握學生的學習動態。為了改進和完善課程建設，引入社會（如校企合作企業等）和師生多方評價體系，可根據評價反饋結果對課程培養目標和課程知識體系做優化和調整。

2?以“項目驅動”的混合式教學設計

2.1?課程教學目標

通過就業崗位對學生的要求，制定了該門課程對學生的培養要求。依據培養要求并細化進行教學目標設計。該課程的培養目標如下。

2.1.1?能力目標

通過課程學習學生應具有識別各種液壓元器件和液壓回路的能力，并能初步應用標準、規范、手冊、樣本完成設計計算液壓系統和液壓元器件選型；應具有一定地查閱有關技術資料的能力；掌握常用液壓元件、液壓回路的分析和實驗測試方法。具有一定的實驗技能操作能力，能夠排除液壓回路故障。同時通過教學中的項目訓練學生的工程應用、團隊合作、溝通表達等能力能得到較大提升。

2.1.2?知識目標

（1）掌握液壓傳動系統的基本概念、基本理論、設計原理和計算方法。

（2）能夠識別常用液壓元件和液壓回路，并能對其進行設計計算或選型。

（3）理解液壓傳動系統的設計方法及其在工程實際實踐應用。

（4）掌握液壓元件、液壓回路性能測試和分析的實驗設計及操作方法或仿真分析方法。

2.2?教學內容改革

2.2.1?增加新型液壓技術內容

現代液壓技術發展迅速，而課程中的教學內容更新滯后。因此，在現有《液壓傳動與控制》課程教學內容的基礎上應該加強當前的新技術內容講解，例如插裝閥、電液伺服閥、電液比例閥等。在各部分內容中引入對應的實際工程案例，提高學生對液壓技術應用和現狀的認知。

2.2.2?引入工程實際案例分析

通過液壓技術在實際工程中的應用案例使學生將課堂所學理論知識和工程實際應用情景緊密聯系，消除學生在遇到實際工程問題時的陌生感。

2.2.3?實踐環節和理論環節安排應保持統一

各部分理論知識應設置相應實踐教學內容，學生完成理論學習后便進行對應的實踐訓練，加深學生對理論知識的理解。傳統教學多為理論教學在前，實驗教學在后，學生實踐訓練達不到預期效果。實驗操作項目應以元件性能分析實驗、綜合型設計實驗、系統優化實驗等為主，傳統的驗證性實驗項目可借助仿真分析平臺完成。

2.2.4?引入CAD平臺和仿真分析技術

利用計算機輔助設計（CAD）平臺讓學生在課堂中實時觀看或參與液壓元件的裝配，了解其具體結構，分析其工作原理，增加教學直觀性，提升學生學習興趣。將傳統實踐教學中的驗證性實驗項目借助仿真分析平臺，并結合國標規定的試驗方法，在課堂講解理論中讓學生實時參與并動手操作得出教材中結論。

2.3?教學項目設計

合理的項目設計是各教學環節有效性的必要保證。應注重“學生為主體，教師為主導”，并與教學計劃相一致。通過實際工作情景創設引入項目任務，引導學生理解項目任務，制訂項目實施方案，明確完成項目所需的理論知識，通過線上教學平臺發布學習任務和要求，讓學生借助線上教學平臺的教學資源完成對應內容的自主學習、測驗。教師根據自學測驗情況，針對學生易錯易混淆以及理解起來較為困難的知識點、開展主題討論。依據課前活動反映出來的學生自學情況，及時調整線下課堂的教學安排。

2.3.1?項目設計思路

在教學過程中，學生是以項目小組為單位來完成學習任務，因此在項目設計時應對課程知識點進行合理劃分，在保證教學進度要求的同時要控制項目設置的難度，讓學生在規定時間內能夠完成。課程項目設計方案及知識板塊劃分如圖2所示。課程內容劃分為元件認知、基本回路、系統設計、系統安裝調試4個板塊來進行項目設計，以元件拆裝和工作原理分析為基礎，理解元件工作特性及測試方法，掌握基本回路的構成和工作特性，再基于工程應用情景來完成液壓系統設計、仿真驗證，最后進行系統搭建調試和系統測試驗證。

2.3.2?教師教學活動設計

教師根據學生的項目進度匯報情況，及時指出學生執行項目過程中的問題，并對相關理論、原理、計算方法和測試方法等做解析，引導學生分析思考，尋找解決方案；組織小組互評和小組交流討論；最后，教師應對各小組的項目執行情況進行評價和總結，給出拓展應用的建議。

2.3.3?學生自主活動設計

學生在課程中，需要完成元件的虛擬拆裝和工作特性測試、回路搭建和工作特性仿真驗證、系統原理設計和仿真分析、系統實際安裝、調試和測試。

2.4?教學設計舉例

以“單向閥的結構性能與典型應用”為例。對課程設計流程加以說明。以“液壓系統中某一油路上，要求油液只能沿著一個方向流動”實際工況創建工作情景，提出“單向閥的結構性能和典型應用”的項目任務。課前，首先讓學生按照教學計劃和學生學習任務及要求，利用“線上教學平臺”資源完成自主學習任務、自學測驗；然后教師通過自學測驗的結果針對性組織主題討論；最后讓學生采用CAD軟件平臺對單向閥進行元件拆裝，分析工作原理，如圖3所示。在理解了單向閥的結構組成和工作原理后，教師引導學生猜想單向閥工作特性，并給出單向閥工作特性測試方法[14]，如圖4所示，學生自主完成測試方案詳細設計。課中，學生按小組實施項目，采用仿真軟件平臺（該文采用AMESim軟件）搭建測試回路，如圖5所示，仿真計算單向閥的正向最小開啟壓力、正向流動壓力損失、反向流動泄漏量等性能參數，驗證猜想結論；教師實時指導、檢查、督促各小組項目執行進度，在學生完成項目后聽取各小組的項目成果匯報，組織學生完成組間、組內評價，然后教師對各小組項目成果做整體評價與總結；最后教師拓展單向閥的典型應用案例。

3?課程考核與評價

3.1課程考核

考核是檢驗學生學習質量和效率的重要環節，也反映出了教師的教學質量。為了提高學生的自主學習性，激發學生的學習興趣，該門課程在考核中加大了過程性考核成績所占比例，降低了結課考試成績比例，注重學生學習過程的考核，過程考核以學生個人和項目小組完成項目情況為主。課程成績構成如圖6所示。

3.2?課程評價

為了使教學內容和培養目標達到就業崗位對學生的能力和技能要求，在課程評價中采取了社會評價和師生評價兩種方式。社會評價主要是招聘企業、校企合作企業等依據其對人才的需求對課程的技能知識體系和能力培養體系進行評價，其評價的意見將作為課程建設改進和完善的參考依據。師生評價是由課程任課教師和修課學生對課程中的知識板塊劃分、教學模式、教學設計等進行評價，其評價作為教學設計改進的參考依據。

4??結語

該文以就業崗位要求為導向，構建了基于“項目驅動”的混合式教學模型，力求實現《液壓傳動與控制》課程對學生專業知識技能和工程應用能力的全面提升，課程分為“課前—課中—課后”3個階段，以項目設計為依托，以教師教學活動和學生項目實施兩條主線進行教學設計，采用多元化的教學方式，使學生明確了學習任務和目標，有效提高了學習興趣和學習自主性，同時教師的教學重點更突出，能夠更有針對性地培養學生的創新思維能力和工程應用能力。《液壓傳動與控制》課程也將根據課程應用和課程評價的反饋持續改進和完善，以適應當下學生學習特點，達到“新工科”人才的培養要求。

參考文獻[1]?“中國制造2025”可簡單概括為“一二三四五五十”：工業和信息化部部長苗圩談“中國制造2025”[J].中國中小企業，2015（6）：22-25.