混合式教學(xué)在液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程中的應(yīng)用*

周柏健 邵秋瞳 王漢其 張中寶

（廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

一、教學(xué)分析

液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程是自動(dòng)控制領(lǐng)域的一門重要課程，課程包括液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)兩大部分內(nèi)容。由于液壓傳動(dòng)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓力大，氣壓傳動(dòng)具備操作方便、環(huán)保無(wú)污染等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、車輛、航空和智能制造等領(lǐng)域[1-4]。液壓與氣動(dòng)技術(shù)作為高職機(jī)電類的一門專業(yè)核心課，課程內(nèi)容理論性較強(qiáng)，而學(xué)生多喜歡互聯(lián)網(wǎng)與高科技軟件應(yīng)用，喜歡觀看可視化教學(xué)資源，但缺乏空間想象力和創(chuàng)新性。若還采用以課堂講授為主、無(wú)實(shí)物教學(xué)、考核方式單一的傳統(tǒng)授課方式，易導(dǎo)致理論教學(xué)脫離實(shí)踐，難以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量。因此，教學(xué)改革迫在眉睫。

針對(duì)以上情況，諸多學(xué)者對(duì)液壓與氣動(dòng)課程改革進(jìn)行了研究。吳嘯天[5]以溢流閥單極調(diào)壓回路為例，利用網(wǎng)絡(luò)共享課程、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、院級(jí)精品課程等，將信息化技術(shù)充分融入到課程教學(xué)中，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。劉洋[6]利用“課堂派”教學(xué)平臺(tái)，建立了全面的線上線下考核方法。黃娣[7]采用了組內(nèi)自評(píng)與組間互評(píng)的兩級(jí)考核體系評(píng)價(jià)方式，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。張慶旭[8]細(xì)說了液壓實(shí)踐教學(xué)過程中的教學(xué)改革，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，包括元件認(rèn)知困難、系統(tǒng)動(dòng)作過程認(rèn)知困難，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容缺少創(chuàng)新性等問題進(jìn)行了實(shí)踐改革，取得了良好的實(shí)踐教學(xué)效果。牛艷娥[9]和陳輝[10]認(rèn)為，采用項(xiàng)目教學(xué)法更能提高教學(xué)效果，并系統(tǒng)闡述了項(xiàng)目教學(xué)在課程中的應(yīng)用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)獲得技能的提升。劉長(zhǎng)志[11]基于工廠實(shí)際項(xiàng)目，用專業(yè)機(jī)床液壓系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)過程采用實(shí)體教學(xué)，以及校內(nèi)外的實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐等教學(xué)手段，提高了教學(xué)質(zhì)量。蔡群[12]注重實(shí)際和課程間的銜接，對(duì)液壓與氣動(dòng)技術(shù)教學(xué)方法進(jìn)行了一定的探索，取得了一定效果。

從以上學(xué)者的研究可以發(fā)現(xiàn)，液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程內(nèi)容繁瑣，但學(xué)生喜歡實(shí)際操作，不喜歡單調(diào)無(wú)趣的理論知識(shí)。因此，在探討如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)知，以多元化的評(píng)價(jià)方式鼓勵(lì)學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和科學(xué)學(xué)習(xí)方法，是該課程教學(xué)模式探索的重中之重。

二、線上線下混合的教學(xué)策略

（一）教學(xué)設(shè)計(jì)

為了使學(xué)生更輕松、愉快、高效地完成學(xué)習(xí)任務(wù),教學(xué)過程借助職教云平臺(tái)，圍繞典型的液壓回路，在一體化教室中采用邊講邊練線上線下混合式的教學(xué)模式，通過“課前—課中—課后”全過程引導(dǎo)啟發(fā)式來展開教學(xué)，具體安排如表1所示。

表1 “課前—課中—課后”教學(xué)設(shè)計(jì)安排表

（二）教學(xué)方法

針對(duì)單缸點(diǎn)動(dòng)液壓控制回路等典型液壓回路，在一體化教室對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。學(xué)生通過在一體化教室搭建液壓回路及其控制回路，識(shí)別液壓回路圖，掌握液壓系統(tǒng)的基本組成和液壓傳動(dòng)的基本概念，簡(jiǎn)單分析基本液壓系統(tǒng)的工作過程。

（三）教學(xué)資源

為有效解決教學(xué)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，高效執(zhí)行本課堂教學(xué)策略，學(xué)生可利用微課、各類液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)圖、三維動(dòng)畫、三維模型、實(shí)物零件、仿真設(shè)計(jì)軟件等多種信息技術(shù)手段開展教學(xué)活動(dòng)。同時(shí)建設(shè)理實(shí)一體化教室，其布置圖如圖1所示，為隨講隨練提供硬件支撐。

圖1 理實(shí)一體化教室布置示意圖

三、線上線下混合教學(xué)實(shí)施過程

（一）課前預(yù)習(xí)

（1）首先在職教云新增課程，建立液壓與氣動(dòng)技術(shù)這門課程，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，在課程設(shè)計(jì)中引入《大國(guó)工匠》《大國(guó)重器》等一系列紀(jì)錄片，引入傳統(tǒng)名著《西游記》《中國(guó)勸學(xué)詩(shī)歌》《紅星故事》《國(guó)有企業(yè)家的發(fā)展崛起》等故事，把愛國(guó)主義教育、學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)的理念帶給學(xué)生。

（2）新增班級(jí)，建好班級(jí)名稱、學(xué)期和院系，從學(xué)校庫(kù)導(dǎo)入學(xué)生，保存好課程邀請(qǐng)碼，確保每一位學(xué)生都能接收到課程資源，隨時(shí)隨地地在職教云平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（3）在課堂教學(xué)下新增今日課堂，標(biāo)題為單缸點(diǎn)動(dòng)液壓控制回路。

（4）進(jìn)入課堂教學(xué)，在課前環(huán)節(jié)導(dǎo)入導(dǎo)學(xué)視頻，如液壓傳動(dòng)的基本概念、組成部分、特點(diǎn)以及液壓回路相關(guān)的動(dòng)畫、視頻、三維模型等，讓學(xué)生有側(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（5）布置課前任務(wù)，讓學(xué)生收集液壓傳動(dòng)的典型應(yīng)用系統(tǒng)，以及我國(guó)在液壓傳動(dòng)方面的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生信息收集加工及表達(dá)的能力，增強(qiáng)自信。

（二）課中學(xué)練

1.導(dǎo)入

課程導(dǎo)入是整堂課的首要環(huán)節(jié)，課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)的效果好壞直接影響到整堂課的課堂氛圍。本次課程通過展示智能制造生產(chǎn)線工作臺(tái)的工作場(chǎng)景，展示液壓系統(tǒng)的應(yīng)用與工作原理，并讓學(xué)生展示搜集到的液壓與氣動(dòng)技術(shù)在日常生活、工作中的應(yīng)用，將學(xué)習(xí)內(nèi)容與日常生活或接觸到的場(chǎng)景進(jìn)行對(duì)接，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.新課講授

首先，課程講授緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)展開，以單缸點(diǎn)動(dòng)液壓控制回路為例，首先通過展示單缸點(diǎn)動(dòng)液壓控制回路，播放液壓控制回路的工作動(dòng)畫，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)液壓系統(tǒng)基本組成及工作原理，讓學(xué)生形成思考習(xí)慣，慢慢培養(yǎng)學(xué)生分析問題的職業(yè)習(xí)慣，提升學(xué)生的專注度和理解能力。

第二，隨講隨練。在一體化教室，將學(xué)生分為5-6人為一組，利用pec500型自動(dòng)化液壓綜合實(shí)訓(xùn)裝置（簡(jiǎn)稱PC機(jī)），根據(jù)液壓回路圖，在PC機(jī)上自己動(dòng)手實(shí)踐，將理論與實(shí)物結(jié)合，提高學(xué)生的認(rèn)知，學(xué)以致用。其中PC機(jī)包括液壓動(dòng)力元件，如由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的液壓泵；液壓控制元件，如三位四通M型電磁換向閥、溢流閥；液壓執(zhí)行元件，如液壓缸；液壓輔助元件，如油管、線路、油箱；液壓傳動(dòng)介質(zhì)，如液壓油；電力控制部分，如開關(guān)、中間繼電器等。pec500型自動(dòng)化液壓綜合實(shí)訓(xùn)裝置實(shí)物圖如圖2所示。

圖2 pec500型自動(dòng)化液壓綜合實(shí)訓(xùn)裝置圖

第三，啟發(fā)式教學(xué)。在學(xué)生實(shí)踐操作的過程中，可能會(huì)面臨大大小小的問題，導(dǎo)致回路連接不成功。如三位四通M型電磁換向閥的進(jìn)出油口接錯(cuò)，液壓缸進(jìn)油路和回油路接反等。此時(shí)，教師需要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。通過提出問題：若油管破裂，液壓缸是否能繼續(xù)工作？從而分析油路的走向，引出液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)和基本概念，進(jìn)而成功連接回路。

第四，作好總結(jié)。在課堂最后5分鐘時(shí)間里，教師應(yīng)回顧上課思路，通過推送相關(guān)客觀測(cè)試題，串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)，帶動(dòng)學(xué)生一起作課堂總結(jié)，在職教云課后環(huán)節(jié)提寫關(guān)鍵詞，進(jìn)行課后總結(jié)，并對(duì)教師的教學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出意見和建議。教師通過查看學(xué)生評(píng)價(jià)與學(xué)生表現(xiàn)，及時(shí)反饋，改進(jìn)教學(xué)方法。

3.課后拓展

課后布置學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生以自愿組合為前提，分工合作，以教學(xué)中的重難點(diǎn)為主，針對(duì)液壓傳動(dòng)的基本概念、組成、優(yōu)缺點(diǎn)和工作原理等為主題，以教師的維度講解，對(duì)課程進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)，通過EV錄屏、剪印等軟件拍攝錄制10分鐘左右的視頻，上傳到職教云平臺(tái)。

四、考核評(píng)價(jià)

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，課程考核往往采用期末考試作為唯一的考核標(biāo)準(zhǔn)，顯然采用這種“一刀切”的方式考核學(xué)生，現(xiàn)如今已經(jīng)不能展現(xiàn)新時(shí)代背景下學(xué)生的多維度發(fā)展。在本研究中，對(duì)于《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》課程實(shí)施實(shí)施多元化的課程考核評(píng)價(jià)方式，開發(fā)課程的知識(shí)、能力和素質(zhì)三維綜合評(píng)價(jià)體系，重點(diǎn)考核本課程所涉及到的基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)、基本分析方法和操作能力，注重對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的考察。

本課程考核分為平時(shí)考核和期末考核兩部分。平時(shí)考核評(píng)價(jià)占總分值的60%，在職教云平臺(tái)班級(jí)信息中進(jìn)行權(quán)重設(shè)置，包括課件學(xué)習(xí)（權(quán)重20%）、課堂活動(dòng)（權(quán)重40%）、課后作業(yè)（權(quán)重15%）和章節(jié)考試測(cè)試（權(quán)重25%）四部分內(nèi)容。期末考核分值包括期末理論考核（權(quán)重40%）和期末技能考核（權(quán)重60%）。期末考核主要將考核重點(diǎn)放在對(duì)學(xué)生的崗位職業(yè)能力綜合評(píng)價(jià)上，以平時(shí)工作過程表現(xiàn)為主，過程評(píng)價(jià)與終結(jié)評(píng)價(jià)相結(jié)合，占總分值的40%。《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》課程考核權(quán)重分配圖如圖3所示。

圖3 《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》課程考核權(quán)重分配圖

五、教學(xué)改革效果

課前利用職教云平臺(tái)推送教學(xué)資源，能夠更好地將思政教育融入專業(yè)教學(xué)。學(xué)生通過觀看典型液壓系統(tǒng)工作視頻、動(dòng)畫，自選收集相關(guān)資料，了解液壓技術(shù)的應(yīng)用，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。

課中采用實(shí)物直觀教學(xué)、在線測(cè)驗(yàn)、關(guān)鍵詞總結(jié)，并增設(shè)課堂評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生以小組合作的形式在一體化教室進(jìn)行隨講隨練，直面現(xiàn)實(shí)情境，提高了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和分析能力，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。

課后讓學(xué)生錄制視頻，由學(xué)生來當(dāng)“老師”，學(xué)生從“我要學(xué)”變成了“我樂學(xué)”，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。學(xué)生通過錄制視頻回顧課堂知識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)液壓技術(shù)深入學(xué)習(xí)的動(dòng)力，更好地提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和教學(xué)效果。

通過課前—課中—課后全過程教學(xué)，對(duì)學(xué)生系統(tǒng)地進(jìn)行多元化的考核評(píng)價(jià)方式，明確教學(xué)目標(biāo)，更新教學(xué)模式，持續(xù)地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使教學(xué)各環(huán)節(jié)呈現(xiàn)了新的活力。

六、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，采用線上線下混合式教學(xué)模式，實(shí)施多元化的考核評(píng)價(jià)，能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自我認(rèn)知，優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量。與此同時(shí)，不斷豐富和完善線上教學(xué)資源，建設(shè)完善的一體化教室，為線上線下混合式教學(xué)模式提供支撐并增加其吸引力，能促進(jìn)學(xué)生便捷高效地完成學(xué)習(xí)。