工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下液壓傳動(dòng)課程教學(xué)模式探討

尹凝霞 麥青群 張世亮 李偉洪 梁景松

[摘要]工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，同時(shí)也是工程教育國際互認(rèn)及工程師資格國際互認(rèn)的基礎(chǔ)，已成為工科專業(yè)在新工科背景下非常重要的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。目前，工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下液壓傳動(dòng)教學(xué)存在內(nèi)容枯燥、實(shí)踐課程少，教學(xué)效果差，教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺等問題。針對(duì)這些問題，提出教學(xué)目標(biāo)設(shè)定以畢業(yè)要求為導(dǎo)向，教學(xué)過程以學(xué)生為主體，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)等具體措施，以促進(jìn)工程教育專業(yè)一機(jī)制專業(yè)的建設(shè)和學(xué)科的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]工程教育專業(yè)認(rèn)證;液壓傳動(dòng);教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]2095-3437（2020）07-0042-03

一、引言

1989年，由美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)發(fā)起的，由英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞及新西蘭等6個(gè)國家的工程專業(yè)團(tuán)共同倡導(dǎo)制定的《華盛頓協(xié)議》是加人工程教育本科專業(yè)認(rèn)證的綱領(lǐng)性文件。其突出：1.以學(xué)生為中心，改變現(xiàn)在的以“教”為中心至以“學(xué)”為中心，并且綜合所有學(xué)生的表現(xiàn)與評(píng)價(jià);2.以成果為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生的能力為中心，改變以往只是單純傳授知識(shí)點(diǎn)的模式，并強(qiáng)調(diào)工業(yè)界與教育界的銜接，回歸工程本身，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀已成為當(dāng)今工科教育的核心內(nèi)容之一;3.以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為宗旨，持續(xù)改進(jìn)。通過評(píng)價(jià)反饋教學(xué)過程，修正并改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié)，只有通過反復(fù)修正改進(jìn)才能提高教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而提升畢業(yè)生的素質(zhì)。

通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，可規(guī)范學(xué)校的專業(yè)建設(shè)和管理;同時(shí)使教師改變教學(xué)觀念，以學(xué)生為中心，并且關(guān)注所有學(xué)生而非優(yōu)秀學(xué)生;以成果為導(dǎo)向，以學(xué)生的能力培養(yǎng)為中心，進(jìn)而增強(qiáng)畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)力。

教育部2016年開始實(shí)施工程教育專業(yè)認(rèn)證，2017年開啟了新工科建設(shè)，在大力發(fā)展新興工科專業(yè)的同時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)進(jìn)行改造升級(jí)，以使我們的工科教育能對(duì)“中國制造2025”起到有力支撐，現(xiàn)在制造業(yè)的生產(chǎn)模式和思維都已發(fā)生巨大的變化。

機(jī)制專業(yè)作為廣東海洋大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┦着こ探逃龑I(yè)認(rèn)證專業(yè)之一，液壓傳動(dòng)課程是機(jī)械制造類、機(jī)電類及電氣自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程在修完高等數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)及電工學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)，本課程在講述液壓傳動(dòng)中的流體力學(xué)基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，闡述液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸、液壓閥及輔助元件結(jié)構(gòu)與工作原理，重點(diǎn)分析液壓基本回路和典型液壓系統(tǒng)，并進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算?？梢?，液壓傳動(dòng)課程是一門與實(shí)際連接比較緊密的課程。

二、工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下液壓傳動(dòng)教學(xué)中存在的問題

工程教育需要依據(jù)社會(huì)發(fā)展不斷調(diào)整課程設(shè)置模塊，突出工科特色，但人文社科通識(shí)課程也應(yīng)加以重視，培養(yǎng)學(xué)生的文化底蘊(yùn)，課程設(shè)置及課堂設(shè)置需關(guān)注學(xué)生通用能力的培養(yǎng)，相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)尤其是畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)工程性，反映專業(yè)性與實(shí)踐能力的畢業(yè)設(shè)計(jì)要貫穿整個(gè)教學(xué)過程，尤其是一些專業(yè)基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)。如何提高教學(xué)質(zhì)量是高校教育的永恒主題。在工程教育認(rèn)證背景下，傳統(tǒng)課堂教學(xué)與工程教育專業(yè)認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)需求還有一定的差距，具體表現(xiàn)在如下方面。

（一）內(nèi)容枯燥，實(shí)踐課程少

液壓傳動(dòng)課程具有知識(shí)點(diǎn)多且雜、難點(diǎn)多、跨度大、與實(shí)際結(jié)合緊密、工程實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)?，F(xiàn)在液壓傳動(dòng)課程學(xué)時(shí)相對(duì)較少，筆者所在的學(xué)校液壓傳動(dòng)課時(shí)已縮減為48學(xué)時(shí)（其中6學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)），每學(xué)時(shí)45分鐘課時(shí)壓縮后內(nèi)容并沒有減少，要求也沒有降低，教師若講得細(xì)則不能按時(shí)完成教學(xué)任務(wù)，講得粗則擔(dān)心學(xué)生聽不懂。開始上課時(shí)教師會(huì)先講一些流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論，也就是推導(dǎo)液體動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的三大基本方程，這會(huì)使得學(xué)生在剛剛開始學(xué)習(xí)本課程時(shí)覺得課程抽象、枯燥、不好學(xué)。實(shí)驗(yàn)課程少，我?，F(xiàn)在6個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，開設(shè)三個(gè)驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)，這種通過傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法來提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)理解的做法，無法培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)分析液壓回路的能力，這與《華盛頓協(xié)議》中對(duì)人才的培養(yǎng)要求還有一定的差距。并且由于學(xué)時(shí)的原因，原本該有的液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)也于2012年取消。因而與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容，只是用少量課時(shí)在課堂上進(jìn)行簡(jiǎn)單講解，根本沒法與實(shí)際工程問題相結(jié)合，缺少必要的應(yīng)用訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

（二）教學(xué)效果差

班容量大，現(xiàn)在專業(yè)課的課容量在70人左右，部分課程班容量更大，班容量直接影響到教學(xué)效果和課堂教學(xué)的組織?！傲_森塔爾效應(yīng)（Rosenthal Effect）”告誡我們，班容量的增大會(huì)使教師很難關(guān)注到所有學(xué)生，這在一定程度上會(huì)影響教學(xué)效果。并且班容量的擴(kuò)大，會(huì)使得教學(xué)反饋不夠及時(shí)，在有些時(shí)候可能會(huì)影響到部分學(xué)生后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)?，F(xiàn)在影響學(xué)生上課聽課效率的因素很多，教師授課形式單一、學(xué)生低頭玩手機(jī)便是其中一個(gè)很重要的因素。而且現(xiàn)在學(xué)生的生活豐富多彩，社團(tuán)活動(dòng)名目繁多，相當(dāng)一部分學(xué)生的自律性不夠強(qiáng)，請(qǐng)假甚至直接曠課去參加社團(tuán)活動(dòng)，課下卻很少花時(shí)間來學(xué)習(xí)。另一個(gè)原因是很多學(xué)生習(xí)慣了中小學(xué)強(qiáng)迫式的學(xué)習(xí)，不適應(yīng)大學(xué)半自主的學(xué)習(xí)方式。

（三）教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺

現(xiàn)在的高校教師大都畢業(yè)于國內(nèi)外名校，理論基礎(chǔ)扎實(shí)，科研能力較強(qiáng)，但工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足。工程實(shí)踐能力的欠缺在一定程度上限制了工科教師的理論教學(xué)厚度。與此同時(shí)，工程實(shí)踐能力的欠缺，在一定程度上也會(huì)影響其在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，制約其在課堂教學(xué)中引入鮮活的工程案例、先進(jìn)的工程技術(shù)以培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)與工程實(shí)踐的能力。

綜上所述，目前的課堂教學(xué)與工程教育認(rèn)證要求還有差距，在進(jìn)行反思的同時(shí)，需要進(jìn)行必要的改革，以期學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)可有效運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際工程問題。

三、教學(xué)改革措施與方法

為配合工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的開展，我校液壓傳動(dòng)課程組針對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證需求，堅(jiān)持以學(xué)生為核心，以成果為導(dǎo)向，以提高解決復(fù)雜工程問題能力為目標(biāo)，重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，具體改革措施如下。

（一）教學(xué)目標(biāo)設(shè)定以畢業(yè)要求為導(dǎo)向

“能力導(dǎo)向”是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心之一，通過工程教育專業(yè)認(rèn)證確保其工科畢業(yè)生全部達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，液壓傳動(dòng)課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要圍繞其能對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)來進(jìn)行。依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）中對(duì)畢業(yè)要求的12項(xiàng)，包括工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、復(fù)雜工程問題研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)影響評(píng)價(jià)、工程實(shí)踐與環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展理解評(píng)估、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)角色承擔(dān)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)能力要求。

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的上述畢業(yè)能力要求和液壓傳動(dòng)課程規(guī)劃，首先確認(rèn)液壓傳動(dòng)課程對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)率主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.分析問題能力方面。需要利用前期學(xué)習(xí)的力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、物理及控制方面的知識(shí)去理解液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理，分析液壓元器件結(jié)構(gòu)、組成及原理。在掌握這些液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，在面對(duì)復(fù)雜工程問題時(shí)，能運(yùn)用液壓傳動(dòng)基本原理與方法進(jìn)行合理分析判斷。

2.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案能力方面。在需要設(shè)計(jì)實(shí)際液壓傳動(dòng)系統(tǒng)問題時(shí)，可依據(jù)液壓傳動(dòng)的基本原理，應(yīng)用液壓元器件和液壓基本回路，設(shè)計(jì)/開發(fā)出可滿足需求的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行合理處理，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠進(jìn)行合理的觀察與分析。

3.復(fù)雜問題研究能力方面。面對(duì)液壓傳動(dòng)領(lǐng)域中非常復(fù)雜棘手的工程問題時(shí)，可依據(jù)液壓傳動(dòng)的基本原理，對(duì)復(fù)雜的液壓系統(tǒng)進(jìn)行模塊化分析，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行合理判斷并驗(yàn)證，通過詳盡分析得到行之有效的結(jié)論，并制定出相對(duì)合理的解決方案。

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證上述能力需求，在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時(shí)先對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式下的教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，適當(dāng)刪減部分純推導(dǎo)內(nèi)容，增加知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用，同時(shí)在課程的設(shè)置方面，結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)，拓展教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

（二）教學(xué)過程以學(xué)生為主體

隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證的逐步推進(jìn)，需徹底改變以往的教學(xué)模式，堅(jiān)持以學(xué)生為本，課程的所有教學(xué)活動(dòng)必須圍繞學(xué)生進(jìn)行，讓學(xué)生參與進(jìn)來，并且成為主體。筆者在英國訪學(xué)的這幾個(gè)月，深切感受到了作為工程教育專業(yè)認(rèn)證發(fā)起國的大學(xué)課堂與國內(nèi)課堂的不同。其依據(jù)課程和教學(xué)內(nèi)容的不同，課堂形式可以分為Lec-ture、Seminar、Tutorial、Essay/Report等。Lecture的人數(shù)非常多，內(nèi)容也非常多，如果課下不好好準(zhǔn)備，那上課就會(huì)很吃力，但教師會(huì)提前把PPT發(fā)給大家。Seminar的人數(shù)就少很多，其借助Lecture中的話題，或者某一問題進(jìn)行，形式非常隨意，小組討論過后得出結(jié)論，由選出的代表進(jìn)行陳述，然后由教師依此給出成績，Seminar相比Lecture學(xué)生的參與度高很多。Tutorial的人數(shù)就更少了，一般是一對(duì)一或者一對(duì)三/四，但范圍非常寬，可以是論文進(jìn)度，可以是課堂內(nèi)容等，機(jī)會(huì)非常難得。Essay/Report需要重視，英國普遍對(duì)Essay的抄襲和考試中的作弊處罰嚴(yán)重，一旦證實(shí)，輕則掛科，重則直接開除，且會(huì)記錄到檔案中。整體來看，可能由于生源沒有國內(nèi)高校那么多，所以，多種上課形式容易開展，學(xué)生的整體參與度比較高。

作為國內(nèi)普通高校，師生比沒有那么高，要達(dá)到同樣的效果，需要采取一定的措施。就液壓傳動(dòng)課程而言，可以把液壓傳動(dòng)課程建設(shè)成基于OBE（Outcomes-based Education）理念的在線開放課程資源，在方便學(xué)生學(xué)習(xí)、突破學(xué)時(shí)限制和班容量限制的前提下，為專業(yè)的后續(xù)發(fā)展和新工科建設(shè)提供保障。學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容遇到疑難問題時(shí)，教師可與學(xué)生在線交流和答疑，這能縮小師生間的心理距離，教師也容易關(guān)注到更多學(xué)生。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在遇到問題時(shí)自己去圖書館或者網(wǎng)上查找答案，遇到有價(jià)值的問題，可以引入到課堂去討論，這能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)液壓知識(shí)的積極性與主動(dòng)性。

教師要轉(zhuǎn)變觀念，明確OBE理念是國際工程教育認(rèn)證體系接受的教育模式，OBE理念主要包括如下四個(gè)問題：學(xué)生的預(yù)期學(xué)習(xí)成果是什么？為什么設(shè)定這樣的預(yù)期學(xué)習(xí)成果？如何讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果，如何確定學(xué)生是否實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)？這個(gè)預(yù)期學(xué)習(xí)成果是階段性的，因此需要把OBE理念貫穿于整個(gè)液壓傳動(dòng)教學(xué)過程。

（三）教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)

要更新教育觀念，就要強(qiáng)化主講教師尤其是青年主講教師的工程實(shí)踐意識(shí)，只有教師自己意識(shí)到工程實(shí)踐能力對(duì)教學(xué)過程中學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要性，他們才會(huì)主動(dòng)提升自己的能力;依據(jù)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，學(xué)校主動(dòng)與企業(yè)聯(lián)合起來，搭建長期且穩(wěn)定的教師工程實(shí)踐基地，為教師持續(xù)提升工程實(shí)踐能力提供必要的支持。教師也要充分發(fā)揮自己的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，積極參與工程實(shí)踐活動(dòng)，努力豐富自己的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，學(xué)校還可以定期聘請(qǐng)一些國內(nèi)外企業(yè)界的專家及時(shí)傳遞業(yè)界的最新成果，以彌補(bǔ)本校師資工程實(shí)踐能力的不足。

在主講教師具有一定工程實(shí)踐能力的基礎(chǔ)上，在課堂教學(xué)過程中引入工程案例，可幫助學(xué)生理解相關(guān)的理論知識(shí)，因工程案例源于工程實(shí)踐，這樣還可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如在講到伯努力利方程時(shí)，讓學(xué)生分析為什么學(xué)校的高層宿舍經(jīng)常停水。

工程教育要求注重學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，如通過設(shè)置實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，增設(shè)課外興趣實(shí)驗(yàn)、組織引導(dǎo)學(xué)生開展科研活動(dòng)、布置課程論文、開展討論課程、閱讀文獻(xiàn)，教師則在課堂教學(xué)中將課本知識(shí)與實(shí)際生活現(xiàn)象聯(lián)系起來，讓理論知識(shí)與課程知識(shí)相關(guān)聯(lián)，最大限度地強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解和運(yùn)用。這些強(qiáng)化實(shí)踐的教學(xué)手段將培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生綜合分析的能力、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生深入鉆研思考，并真正做到因材施教。

隨著高校的不斷擴(kuò)招，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ诫y以滿足對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的需求，在此情形下，液壓傳動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建就顯得尤為重要了。虛擬實(shí)驗(yàn)不僅可節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，還能讓學(xué)生依據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行搭建，同時(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，迎合學(xué)生喜歡玩電腦的心理，并且更注重個(gè)性化的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維及科研素養(yǎng)。

廣東海洋大學(xué)于2019年制定了《廣東海洋大學(xué)青年教師赴企業(yè)掛職鍛煉提升專業(yè)實(shí)踐能力管理辦法》（以下簡(jiǎn)稱《辦法》），并正式開始實(shí)施?！掇k法》要求青年教師，即學(xué)校新人職未滿兩年，未曾在廠礦、企業(yè)、社區(qū)和鄉(xiāng)村工作、年齡在35歲以下的專業(yè)課教師均須參加為期半年以上的脫產(chǎn)赴企業(yè)掛職鍛煉，通過帶薪掛職鍛煉，促使青年教師在了解行業(yè)法規(guī)與企業(yè)規(guī)章制度的前提下，熟悉生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備、工藝流程與生產(chǎn)技術(shù)，在幫助企業(yè)解決生產(chǎn)管理與技術(shù)服務(wù)問題的同時(shí)，提升自己的實(shí)踐能力，為游刃有余地進(jìn)行課堂教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

四、總結(jié)

本文在工程教育專業(yè)認(rèn)證大背景下探討了機(jī)制專業(yè)基礎(chǔ)課液壓傳動(dòng)課程傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題，積極對(duì)照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，秉承以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，并依照持續(xù)改進(jìn)、關(guān)注未來進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革與實(shí)踐，促進(jìn)了工程教育專業(yè)一機(jī)制專業(yè)的建設(shè)和學(xué)科的發(fā)展。乘著工程教育專業(yè)認(rèn)證的東風(fēng)，緊盯《中國制造2025》戰(zhàn)略發(fā)展人才需求，緊緊把握第四次工業(yè)革命的發(fā)展機(jī)遇，讓我們培養(yǎng)的學(xué)生能夠順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。