基于創(chuàng)客教育模式的液壓與氣壓傳動(dòng)課程改革研究

王曉晶 陳帥 周德繁 韓桂華 張艷芹

[摘 要]為增強(qiáng)學(xué)生的液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)踐能力，培養(yǎng)國(guó)家需要的專(zhuān)門(mén)型人才，哈爾濱理工大學(xué)開(kāi)展了基于創(chuàng)客教育模式的液壓與氣壓傳動(dòng)課程改革探索。根據(jù)液壓與氣壓傳動(dòng)課程的內(nèi)容與培養(yǎng)目標(biāo)，基于創(chuàng)客教育模式，以理論聯(lián)系實(shí)踐為出發(fā)點(diǎn)，將創(chuàng)客思維融入教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，并構(gòu)建了多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境和創(chuàng)新靈活的教學(xué)方式，搭建了廣闊的實(shí)踐平臺(tái)，還對(duì)課程考核制度進(jìn)行了改革。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)客教育模式;液壓與氣壓傳動(dòng);課程改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2020）09-0081-03

液壓與氣壓傳動(dòng)課程是完成基本工程素質(zhì)教育和高等工科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是流體傳動(dòng)與控制專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要組成部分，與其課程相關(guān)的知識(shí)與能力在航空航天、船舶工程、機(jī)械工程和自動(dòng)化生產(chǎn)線中得到了廣泛應(yīng)用。液壓與氣壓傳動(dòng)課程中液壓與氣動(dòng)元件種類(lèi)繁多、功能各異，流體力學(xué)的原理比較抽象，液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與元件選型中需要依靠實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的成分較多，對(duì)于缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，并且還未熟悉常用的液壓與氣動(dòng)元件的學(xué)生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)起來(lái)比較抽象，對(duì)該課程知識(shí)點(diǎn)的消化吸收非常困難。創(chuàng)客理念具有DIY導(dǎo)向、開(kāi)放共享、創(chuàng)新和創(chuàng)作等特點(diǎn)[1]，既注重創(chuàng)新理念又注重創(chuàng)新實(shí)踐，對(duì)于高校液壓與氣壓傳動(dòng)課程改革具有較大的借鑒作用。為了讓學(xué)生能夠打好液壓與氣壓傳動(dòng)課程基礎(chǔ)，提升對(duì)流體專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，并且能夠很好地將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中去，我們基于創(chuàng)客教育模式對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程進(jìn)行了改革探索。

一、創(chuàng)客的簡(jiǎn)介

“創(chuàng)客”這一概念由Dale Dougherty提出，他把通過(guò)創(chuàng)造和分享將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人或群體統(tǒng)一稱(chēng)為“創(chuàng)客”[2]。隨著創(chuàng)客的不斷發(fā)展壯大，其影響力逐漸擴(kuò)大，以創(chuàng)客為主題的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)也隨之增加，之后創(chuàng)客活動(dòng)逐漸演變成影響巨大的全球范圍的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)[3]。隨著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)不斷聚集，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的載體創(chuàng)客空間應(yīng)運(yùn)而生。麻省理工學(xué)院比特與原子研究中心在2001年發(fā)起的Fab Lab創(chuàng)新項(xiàng)目，標(biāo)志著創(chuàng)客空間的興起[4]。2012年，美國(guó)宣布在學(xué)校引入1000個(gè)創(chuàng)客空間，并在2014年將6月18日定為“國(guó)家創(chuàng)客日”。隨著創(chuàng)客空間在全球影響范圍的不斷擴(kuò)大，中國(guó)第一家創(chuàng)客空間“新車(chē)間”于2010年在上海誕生。2015年，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中引用了“創(chuàng)客”一詞，并提出了“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”的新理念，隨后，創(chuàng)客文化在大學(xué)中掀起一股熱潮，同時(shí)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在我國(guó)，國(guó)務(wù)院和科技部將“創(chuàng)客空間”定義為順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的特點(diǎn)和需求，通過(guò)市場(chǎng)化機(jī)制、專(zhuān)業(yè)化服務(wù)和資本化途徑構(gòu)建的低成本、便利化、全要素和開(kāi)放式的新型創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)?！皠?chuàng)客空間”應(yīng)當(dāng)順應(yīng)新一輪科技革命的趨勢(shì)，有效地滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的需求[5]。

創(chuàng)客教育模式能夠推動(dòng)大學(xué)科技園向企業(yè)治理模式轉(zhuǎn)型，促進(jìn)大學(xué)生的全面發(fā)展，并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和實(shí)踐能力[6]。將創(chuàng)客教育與高校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)工作相結(jié)合，對(duì)推動(dòng)高校創(chuàng)新教育的發(fā)展、豐富創(chuàng)新教育理論與實(shí)踐具有很大的研究?jī)r(jià)值。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)，創(chuàng)客教育作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的新平臺(tái)，能夠在一定程度上打破原來(lái)固化的教學(xué)模式，以點(diǎn)帶面，助推校園成為一個(gè)更具創(chuàng)造力的重要載體，塑造高校創(chuàng)新型人才。

二、液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)現(xiàn)狀

高校液壓與氣壓傳動(dòng)課程的教學(xué)任務(wù)是能夠讓學(xué)生明確課程中有關(guān)液壓與氣壓傳動(dòng)的基本概念，掌握常見(jiàn)的液壓和氣壓傳動(dòng)元件的工作原理、性能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特征和應(yīng)用方法;了解并且能夠靈活運(yùn)用常見(jiàn)系統(tǒng)的基本回路，獨(dú)立完成簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與元件選型，為以后的學(xué)習(xí)生活和生產(chǎn)實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)在液壓與氣壓傳動(dòng)課程的教學(xué)中存在以下問(wèn)題。

其一，液壓與氣壓傳動(dòng)元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理論知識(shí)相對(duì)抽象，學(xué)生對(duì)基本概念的理解比較模糊。教師在講授課程內(nèi)容時(shí)比較刻板，沒(méi)有合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，拓展教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而造成學(xué)生課堂參與程度不夠，在課上出現(xiàn)睡覺(jué)和逃課現(xiàn)象。

其二，液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用在日常生活中并不常見(jiàn)，再加上這種技術(shù)發(fā)展速度快，而課本內(nèi)容比較陳舊，不能及時(shí)反映國(guó)內(nèi)外的最新技術(shù)成果，這就容易使學(xué)生不了解液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)能夠解決什么實(shí)際工程問(wèn)題，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，對(duì)已經(jīng)掌握的理論知識(shí)也逐漸淡忘。

其三，受傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響，教師的教學(xué)模式單一，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不斷下降，教學(xué)效果不理想。由于學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)積極性不高，因此出現(xiàn)考前突擊復(fù)習(xí)現(xiàn)象。學(xué)生只是為了能夠順利通過(guò)課程考核而學(xué)習(xí)，并沒(méi)有培養(yǎng)出學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺(jué)性和學(xué)習(xí)熱情，這就嚴(yán)重偏離了教學(xué)目標(biāo)。

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)也逐漸深入到教育教學(xué)領(lǐng)域。為了應(yīng)對(duì)實(shí)踐平臺(tái)短缺，教學(xué)質(zhì)量下滑，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高、主動(dòng)性不強(qiáng)等問(wèn)題，我們將創(chuàng)客教育模式引入教學(xué)實(shí)踐中，豐富了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容與方式。教育活動(dòng)也由書(shū)本知識(shí)傳授變成面向科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)相結(jié)合的STEAM多學(xué)科教育，開(kāi)展以學(xué)生為中心的教學(xué)互動(dòng)和項(xiàng)目合作。強(qiáng)化問(wèn)題意識(shí)、目標(biāo)導(dǎo)向，推動(dòng)“以教為主”向“以學(xué)為主”的轉(zhuǎn)變。

三、液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)改革

基于創(chuàng)客教育模式的液壓與氣壓傳動(dòng)課程改革，主要包含正式課堂教學(xué)、非正式學(xué)習(xí)和開(kāi)放式創(chuàng)新活動(dòng)三個(gè)方面。正式課堂教學(xué)是基于課本、創(chuàng)客空間和實(shí)驗(yàn)室而開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng);相對(duì)于正式課堂教學(xué)而言，非正式學(xué)習(xí)是一種自發(fā)、自主和靈活的學(xué)習(xí)活動(dòng);而創(chuàng)新活動(dòng)是在課堂教學(xué)與自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上注重實(shí)踐，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)、自主創(chuàng)新、自主實(shí)現(xiàn)完成的學(xué)習(xí)活動(dòng)。以下是基于創(chuàng)客教育模式對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程進(jìn)行改革的具體內(nèi)容。

（一）營(yíng)造多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境

其一，建設(shè)包含與液壓與氣壓傳動(dòng)課程有關(guān)的學(xué)習(xí)資料、論壇講座和科技新聞等內(nèi)容的學(xué)習(xí)庫(kù)。這樣學(xué)生能夠在課前學(xué)習(xí)課程相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，提高課堂的學(xué)習(xí)效率;在課上可以和老師討論在學(xué)習(xí)中遇到的困惑;在課下進(jìn)行知識(shí)拓展，強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的原動(dòng)力。

其二，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)試題庫(kù)與項(xiàng)目庫(kù)。將液壓與氣壓傳動(dòng)課程的考試試題，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目，全國(guó)相關(guān)競(jìng)賽題目和學(xué)生參賽作品以及教師的有關(guān)基金項(xiàng)目放入網(wǎng)絡(luò)試題庫(kù)，供學(xué)生課下學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，避免出現(xiàn)學(xué)生考前突擊復(fù)習(xí)現(xiàn)象。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)試題庫(kù)也是學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)，由教師分配課程設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生自主選擇、自主創(chuàng)新、自主實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生能夠掌握液壓與氣壓傳動(dòng)課程的相關(guān)知識(shí)技能，并激發(fā)創(chuàng)新能力。

（二）創(chuàng)新靈活有效的教學(xué)方式

在液壓與氣壓傳動(dòng)課程開(kāi)始上課之時(shí)，由學(xué)生自由組成學(xué)習(xí)小組并選出組長(zhǎng)，以小組的形式參與課程學(xué)習(xí)，讓小組成員之間能夠互幫互助，小組之間能夠相互交流，加強(qiáng)學(xué)生自我管理，提高學(xué)生的課堂參與程度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

在課堂上，任課教師將最新的科研動(dòng)態(tài)恰當(dāng)引入液壓與氣壓傳動(dòng)課程的教學(xué)中，使學(xué)生了解液壓與氣壓傳動(dòng)知識(shí)可以應(yīng)用在哪，能夠解決什么實(shí)際問(wèn)題，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)可將典型的液壓與氣動(dòng)回路制作成二維動(dòng)畫(huà)，運(yùn)用豐富的色彩和動(dòng)態(tài)演示，再結(jié)合與課程配套的實(shí)驗(yàn)，有效地改善課堂教學(xué)效果。

課后由任課教師指定相關(guān)論文期刊，分配學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)生完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)后，以小組的形式通過(guò)PPT在課堂上分享，并與同學(xué)們進(jìn)行討論。通過(guò)以上方式對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)方式進(jìn)行改革，如圖1所示。

（三）搭建廣闊的實(shí)踐平臺(tái)

一方面，在液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)任務(wù)中增加三級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。三級(jí)項(xiàng)目類(lèi)似于傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)，與課程設(shè)計(jì)的主要區(qū)別是學(xué)生自主選題、自主設(shè)計(jì)、自主完成，必須以實(shí)物或者模型的形式呈現(xiàn)設(shè)計(jì)成果。課程的基本知識(shí)講解完成后，由任課教師給定項(xiàng)目范圍，學(xué)生根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)試題庫(kù)自主選擇三級(jí)項(xiàng)目任務(wù)書(shū)，然后由教師審核。項(xiàng)目任務(wù)書(shū)通過(guò)后，學(xué)生便可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與自主創(chuàng)新。如果遇到技術(shù)難題可以在網(wǎng)絡(luò)查找解決辦法或者請(qǐng)教老師。項(xiàng)目設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行實(shí)物制作，并在課堂匯報(bào)，任課教師給予評(píng)分，作為綜合成績(jī)的一部分，其具體評(píng)價(jià)方式如圖2所示。

建立學(xué)生創(chuàng)客工作室，開(kāi)放教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，組織相關(guān)的知識(shí)技能比賽，為學(xué)生提供能夠完成三級(jí)項(xiàng)目并進(jìn)行自主創(chuàng)新的平臺(tái)。讓學(xué)生自由組合學(xué)習(xí)伙伴，自主創(chuàng)新，自己解決問(wèn)題。最后選擇優(yōu)秀的項(xiàng)目參加省級(jí)以及全國(guó)性比賽，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，訓(xùn)練學(xué)生的合作和創(chuàng)新等能力。

另一方面，加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)之間的合作交流，將學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際落到實(shí)處。通過(guò)對(duì)企業(yè)的參觀學(xué)習(xí)，學(xué)生可以看到液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的具體應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，加強(qiáng)企業(yè)與學(xué)校的項(xiàng)目合作交流，讓學(xué)生能夠接觸到企業(yè)的技術(shù)難題，給學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新提供機(jī)會(huì)。

通過(guò)搭建廣闊的實(shí)踐平臺(tái)，以液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)為主體，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣控制等相關(guān)課程設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)單一的液壓與氣壓傳動(dòng)課程實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橛身?xiàng)目設(shè)計(jì)、企業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)組成的多層次的實(shí)踐教學(xué)體系。

（四）實(shí)施課程考核制度的改革

目前高校主要在機(jī)械類(lèi)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)液壓與氣壓傳動(dòng)課程，其綜合考核方式主要由以下三部分構(gòu)成：（1）平時(shí)成績(jī)（占10%），主要包括課堂出勤、課上表現(xiàn)和課下作業(yè)。（2）考試成績(jī)（占70%），主要包括對(duì)課本基礎(chǔ)知識(shí)和課上教學(xué)內(nèi)容的考核。（3）實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占20%），主要包括與課程配套的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)考核。

在傳統(tǒng)的考核方式中，學(xué)生在課上的參與度不高，學(xué)習(xí)熱情下降;課下作業(yè)和實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量不高，存在大面積抄襲現(xiàn)象;閉卷考試存在考前死記硬背、突擊復(fù)習(xí)的現(xiàn)象。針對(duì)傳統(tǒng)考試中出現(xiàn)的諸多弊病，我們對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程考核制度進(jìn)行了改革，改革后的考核制度主要包含以下三部分：（1）平時(shí)成績(jī)（占10%），主要包括平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)和出勤率。課后作業(yè)以小組的形式發(fā)放，每組的作業(yè)內(nèi)容不統(tǒng)一，可有效避免大面積抄襲現(xiàn)象，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。（2）小組項(xiàng)目匯報(bào)成績(jī)（占30%）。在正常教學(xué)課時(shí)中，學(xué)生以小組的形式完成一次三級(jí)項(xiàng)目作業(yè)，另外根據(jù)老師布置的期刊論文學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行一次課堂分享交流，然后由教師統(tǒng)一進(jìn)行評(píng)估，給予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。（3）考試成績(jī)（占60%），包括課程基本概念、理論知識(shí)、元件工作原理和課程配套實(shí)驗(yàn)的考核，再次強(qiáng)化課本的基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)踐，在實(shí)踐中深刻領(lǐng)會(huì)理論知識(shí)。

改革后的考核制度注重強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生去參與、去合作，提高學(xué)習(xí)過(guò)程表現(xiàn)在課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中的比例，讓學(xué)生提升知識(shí)應(yīng)用能力，體會(huì)到液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的作用與魅力。

四、結(jié)語(yǔ)

基于創(chuàng)客教育模式的液壓與氣壓傳動(dòng)課程改革實(shí)踐，以理論聯(lián)系實(shí)踐為出發(fā)點(diǎn)，豐富了教師的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作和創(chuàng)新能力。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]