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【關 鍵 詞】 課程設計;液壓傳動;理實一體
一、課程定位與設計思路
(一)課程的定位
《液壓傳動》這門課程是工程機械專業學生必修的一門專業基礎課程;它是以機械制圖、機械基礎、電工與電子等課程為基礎,同時對后續的工程機械的液壓系統分析與故障診斷,解決生產實踐問題都有極其重要的作用。所以它在先修和后續課程中起到承上啟下的作用。
幾乎所有的工程機械都包含有液壓傳動知識,該專業對應的職業崗位有工程機械裝配、調試、維修和售后服務。根據崗位要求的職業能力和職業素養,我們把該課程的目標定位為:培養具有一定職業能力的從事工程機械使用保養、檢測、維護維修、運行管理及技術服務等工作的高素質技能型人才。
(二)課程的設計思路
基于該課程的定位,課程設計的思路從兩方面考慮。一方面,根據行業和崗位特點,確定有效的教學內容和教學形式;另一方面,針對中職學生的總體特點,確定全新的課程教學模式。
將枯燥難懂的教學內容融入工作過程中,整個課程由若干個學習情境構成,每個學習情境包含不同的工作任務。希望同學們完成各個工作任務后對液壓知識從認識了解到熟悉熟練。整個教學過程中知識點的難度在逐步增加,但希望教師的講授程度逐步降低,從最初的講授者、引導者直到學習的陪伴者;學生的學習自主度逐步升高,從最初的凝聽者、參與者直到學習的主導者。
教學模式的確定遵照任務驅動、實踐主導、能力拓展、教學做一體的原則,以典型任務為目標配以行動導向為指引;以學為主體,導為主線實現任務驅動的理實一體化教學模式最終實現課程的知識目標:夠用為度;技能目標:從模仿到熟練;情感目標:職業素養的養成。
二、教學內容的選擇
課程設計教學內容的選擇有兩方面考慮。一方面,以“必須”“夠用”為度選取教學內容;另一方面,根據崗位要求構建若干學習情境,及各個實用典型任務。
每個工作任務包含任務目的,主要知識點及工作任務書三部分內容。學生以小組學習的方式完成各任務工作過程及工作任務書。教學全部在專業的理實一體化教室完成,用四周半的時間實行整體連續性教學。
三、教學過程的組織與實施
根據對學情的分析,15個典型工作任務基本采用的是六步教學法,這是參照了德國行動導向六步法,在理實一體化教學的實踐基礎上形成的。分為設疑定標,自主探究,合作交流,引導創新,自主展示,反饋評價六步。以第一個工作任務液壓千斤頂為例:
第一步,設疑定標:教師布置信息收集任務,讓學生明白任務目標;學生收集傳動的例子。
第二步,自主探究:教師從學生感興趣的生產實例引入,通過播放視頻,從生活中常見的液壓設備出發,從而引發學生對本課程的聯想,為什么液壓千斤頂是大力士?學生分組討論、觀察、研究千斤頂。
第三步,合作交流:教師設置千斤頂游戲,給出引導問題,引導學生玩游戲的過程中如何觀察、體驗、思考。學生小組合作完成游戲,根據老師設定的引導問題,小組討論交流。
第四步,引導創新:教師根據重難點給出探討問題,小組探討。巡視各組的探討情況,及時給出不同的意見和指導。學生按小組討論探討問題。學生在老師的點撥下突破重難點。
第五步,自主展示:教師聽各個小組的成果展示。學生以小組為單位自主展示小組探討結果。
第六步,反饋評價:教師小結并點評各小組在合作、探討、展示中的表現。學生對本任務的完成情況進行小組互評、自評。完成工作任務書。
四、教學方法和手段
學習任務的過程中利用游戲法、興趣法、反饋法、設問法等讓學生分組探討、自主學習、自我評價、理論聯系實際實現知識的傳遞、遷移和融合最終促成學生養成良好的學習習慣,職業素養。利用透明教具、解剖教具、多媒體、動畫視屏、實物圖片等教學手段直觀多樣,激發同學們的學習興趣。這樣的教學方法和手段達到了一定的效果,讓同學們的學習積極性和自覺性有所增加,整體反應良好。
五、考核與評價
對這門課程的總體考核與評價分四個部分。考勤與文明安全生產占20%;小組內表現(包括代表小組總結陳述,小組內討論的積極性,任務執行的結果)占20%;操作表現占20%;期末考核占40%。其中期末考核包括操作,筆試,口試三部分。
該課程教學設計的特點是以任務驅動的理實一體化教學,教學模式注重學生能力拓展及多元化考核。
總之,教學設計是為了適應職業教育的不斷深化改革,滿足學生零距離就業的教學要求,使學生能夠將課本上的理論知識和實際應用很好結合。在具體實施過程中,我們還需不斷地總結分析并加以改進,讓我們的教學為培養高素質的專業人才發揮更大的作用。
【參考文獻】
(武漢理工大學華夏學院湖北武漢430223)
摘要:圍繞“地方本科院校轉型發展實踐與政策研究報告”重在培養應用技術型人才的目標,從實驗教學、課程設計兩方面分析了實踐教學現狀,并提出了相應的改革措施;同時,結合機電專業人才培養目標及專業課程的設置,增加了設計性、綜合性的實訓環節,它將電氣控制、PLC控制和氣動系統有機結合起來,進一步提高了學生綜合分析問題和動手實踐的能力。
關鍵詞 :轉型發展;液壓與氣壓傳動;實踐教學
中圖分類號:TH137-4 文獻標識碼:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.07.0033
0引言
由于液壓傳動獨特的技術優勢,使得它在工程機械行業、汽車工業、現代農業、采礦與冶金工程、油氣探測與加工、土木水利工程、航天與海洋技術、生物與醫學工程、軍事裝備、國防工程等領域獲得了廣泛應用,成為工業、農業、國防和科學技術現代化進程中不可替代的一項重要基礎技術,它具有綜合性、應用性及實踐性強的特點。
“應用技術大學(學院)聯盟”地方高校轉型發展研究中心2013年11月的《地方本科院校轉型發展實踐與政策研究報告》指出,“應用技術大學重在培養應用技術型人才,服務地方經濟發展”、“注重技術應用,突出實踐教學”。在該主旨下,如何改革《液壓與氣壓傳動》實踐教學內容與教學方法,激勵學生自主學習興趣,提高學生動手實踐能力,對地方性本科院校培養應用技術型人才具有重要的意義。
1實踐教學現狀分析
1.1實驗內容陳舊、設備落后
當前武漢理工大學華夏學院液壓傳動實驗內容主要分為典型液壓泵、液壓閥的拆裝實驗(屬開放式實驗,學生自由安排實驗時間)和液壓泵、溢流閥以及進油節流調速回路的性能實驗。實驗課時共計6學時。結合課堂教學的理論知識,學生親自動手對常用液壓泵、液壓閥進行拆裝,可加深對其結構、工作原理的理解。液壓泵性能實驗,主要讓學生了解測試液壓泵基本性能(如壓力、流量、容積效率以及總效率)的方法,得出泵的性能曲線,一方面可根據理論知識,判斷實驗數據的正確性,另一方面反過來可驗證課本理論知識的準確性。溢流閥性能實驗,主要讓學生了解溢流閥穩定工作狀態下的靜態特性,學會溢流閥靜態特性中的啟閉特性、壓力穩定性、卸荷壓力等測試方法,得出溢流閥的啟閉特性曲線。進油節流調速回路性能實驗,主要讓學生得出不同通流截面積下的速度-負載特性曲線,并能分析它們的調試性能。不管是拆裝實驗還是性能實驗,均屬于認知性與驗證性實驗,不利于提高學生的設計和綜合應用能力。實驗內容過多地側重于液壓元件的性能測試,弱化了對液壓系統基本回路的實踐,不利于學生綜合應用能力的培養。實驗設備落后、直觀性差,學生對實驗缺乏興趣。
1.2課程設計整體質量不高
課程設計是液壓傳動實踐教學環節必不可少的組成部分,主要考查學生對理論知識的綜合分析與應用的能力。課程設計環節時間僅一周,但設計的內容包括明確液壓系統設計要求、分析液壓系統工況、確定液壓缸主要參數、論證系統方案、擬定液壓系統原理圖、通過計算選擇液壓元件、驗算液壓系統主要性能等。學生要在一周的時間內翻閱大量文獻資料,獨立完成一個質量較高的課程設計,難度非常大。
2實踐教學改革
2.1實驗教學
引進新的實驗得設備,開發新的實驗內容。目前用得較多是快插任意組合式液壓傳動綜合教學實驗臺。改進實驗教學方法,將典型液壓泵、液壓閥的拆裝實驗穿插在理論教學中,將理論教學遷至實驗室進行現場教學,學生對照實物學習,能更好、更快地消化吸收新知識,同時還能提高學習興趣和積極性。將實驗安排在相應的理論教學過程中,比如液壓泵性能實驗,在液壓泵知識點全部講完之后,立馬進行液壓泵性能實驗,這樣不僅能避免學生對理論知識的遺忘,反過來可進一步強化對理論知識的記憶,加深對理論知識的理解。為了提高學生親自動手能力,每次進行實驗時,按小組進行,一班分成2~3組,保證每臺實驗設備3人左右,盡量要求每位學生親自動手操作。加強實驗內容在課程中所占的分值,比如:在課程考試試卷中,增加實驗考題或者提高實驗在平時成績中的考核比例,讓學生充分認識到實驗的重要性。
2.2課程設計
課程設計選題應結合液壓傳動的技術特點,立足于服務地方經濟發展,選擇工程實踐性較強的課題作為設計題目。比如工程機械行業常見設備:混凝土泵車、挖掘機、叉車等某一子液壓系統作為課程設計題目。由于課程設計時間短,要提高課程設計整體質量,靠學生的“單打獨斗”是不行的,必須依賴團隊的力量。因此,實際操作過程中,可將3~5人分為一個團隊,每個團隊挑選一個組長,負載整個團隊的統籌、協調工作。由組長根據組員意見挑選課程設計題目,并定期匯報整個團隊的成果以及遇到的難題,帶課老師及時給予解答并做好考評登記。答辯時,以小組為考核對象,對其中的每個成員所負責的設計內容進行考評。這樣,不僅能提高學生分析問題、解決問題的能力,同時還能提高團隊合作能力。
2.3綜合實訓
根據“地方本科院校轉型發展實踐與政策研究報告”重在培養應用技術型人才的特點,結合實驗內容與課程設計的局限性,開發設計性、綜合性的實踐環節勢在必行。綜合實訓是將過去簡單的、獨立的實踐環節轉變為綜合性、設計性的大型實踐訓練,旨在實踐中提高學生查閱資料、發現問題、提出問題和解決問題的能力。因此,根據機電專業人才培養目標及專業課程的設置,開發了新的綜合實訓內容即“基于PLC控制的氣壓系統設計與開發”,它將電氣控制、PLC控制和氣壓傳動有機地結合起來,實現了多學科之間的交叉融合。綜合實訓學時為2周,實訓分為三個階段,第一個階段確定實訓團隊(每個團隊3~5人)及其課題,下發任務書,給定已知條件,動員學生利用圖書館、網絡等查閱資料;第二階段理論設計,根據現有實驗器材和已知條件,設計氣壓傳動系統及其電氣控制電路,PLC控制的硬件和軟件設計;第三階段在實訓平臺上搭建氣壓傳動系統,完成控制系統接線,輸入控制程序,驗證設計結果。實訓平臺如圖1所示,它由電源模塊、PLC模塊、氣動元件模塊、按鈕模塊、繼電器模塊等組成,采用雙面布置,多個團隊可同時進行實訓。
綜合實訓不僅加深了學生對課程理論知識的理解,強化了學生動手操作和實踐的能力,激發了學生學習的興趣和積極性,同時還培養了團隊合作意識,為以后進入企業工作打下基礎。
3總結與展望
液壓與氣壓傳動課程是工科機械類專業一門非常重要的專業基礎課,也是一門實踐性很強的課程,根據地方本科院校應用技術型人才培養目標,應不斷改革和創新實驗內容、實踐教學方法,提高學生工程實踐能力。除此之外,在轉型發展大環境下,學校應健全校企合作機制,引進當地企業高端技術人才來校講課或將學生送進企業進行技術培訓或在校內建立校企合作培訓班,落實“培養應用技術型人才,服務地方經濟發展”的辦學宗旨。盡管這些目前較難實現,但相信在后續轉型發展中,這些問題都能迎刃而解。
參考文獻
1劉振天.地方本科院校轉型發展與高等教育認識論及方法論訴求[J].中國高教研究,2014(6)
2倪君輝.地方本科院校液壓與氣壓傳動課程教學改革與實踐[J].中國教育技術裝備,2014(20)
關鍵詞:高職教學;液壓傳動控制技術;任務驅動法;應用實踐
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.048
1 課程設計
(1)課程介紹。液壓傳動控制技術是高職教育的重要學科,主要是教授學生液壓元件的基礎知識,使學生正確識別各類液壓元件,詳知各個液壓元件的工作原理,在此基礎上能夠獨立的診斷和排除液壓設備的故障。該技術具有較強的實踐意義,常常應用于工業生產和實踐中,對于保障工業生產的連續性和安全性有著十分重要的作用。
(2)設計思路。教師應將液壓傳動控制技術教材上的內容進行歸納和細分,在上課之前向學生布置相關任務,學生之間可以自由形成學習小組,每組6-8人,小組成員分工合作,在課余時間搜集資料,共同制定解決方案。各個小組中還應選出一名學生負責在課堂上講述方案設計理念和問題的解決思路,最終由教師對各個小組的表現予以總結和點評。通過師生之間的討論交流探索出最佳的方案,以達到完成任務的根本目的。教師還應經常安排實驗課程,讓學生通過動手實踐驗證方案的可行性,使理論和實踐真正的結合到一起,以快速提高學生的實踐能力。
(3)設計流程。1)任務引入。以液壓缸的選擇為例,根據液壓缸的特點和工作原理為特定的工作環境選擇出性價比最高的液壓缸;2)制定方案。學生可以到書籍和網絡上搜集資料,通過教材明晰液壓缸的種類、特點、工作原理和具體的工作環境,根據任務要求的工作環境制定具體方案;3)課堂討論。教師可以借助現代化的教學設備組織實施教學,運用多媒體將學生制作的液壓缸課件進行演示,為其他學生提供清晰的參考素材,促使學生積極參與到討論中,檢查該方案是否合理,指出其中的不足之處,同時對自身的方案加以完善,以提高學生的課堂參與度,加深學生對知識的理解和掌握程度;4)總結評估。在各個小組都演示完畢后,教師要對每個小組的表現進行客觀的評價,對各個小組成員的辛勤付出加以肯定,指出方案中需要改進的地方,綜合各個小組的發言總結出最具有實踐價值的實施方案。教師還應對液壓缸的相關知識進行拓展延伸,例如運用類比教學法將液壓馬達與液壓缸放到一起教學,比較二者的相似點和不同點,促使學生對液壓馬達形成系統的認識,以便于學生對液壓傳動控制技術該門學科的整體理解和運用;5)結果應用。在實驗室模擬液壓缸的工作環境,讓學生將各自選擇的液壓缸放到實驗臺上,檢驗其是否能夠正常工作;如果液壓缸不能工作,那么說明該方案不具備可行性;如果液壓缸可以工作,那么對其工作效率進行計算,參考液壓缸的工作效率與市場價格,用科學可靠的數據說明各個方案的優劣,使學生更為信服。
2 任務驅動法的教學優勢
(1)提高了學生的學習能力。傳統的液壓傳動控制技術課程只需要學生帶著耳朵,在課堂上認真聽講,而不需要學生提問和發言,學生與教師之間缺乏交流和互動。這種教學方式很難吸引學生參與其中,學生對于晦澀難懂的知識無法理解和掌握,很難產生學習興趣,導致課堂效率十分低下。采用任務驅動法使學生做好課前預習,學生會對將要學習的知識有個大致的了解,在課堂上能夠更快的理解知識內容,同時通過查閱資料會提高學生的自主學習能力,有助于學生日后的獨立學習。
(2)有助于學生的全面發展。液壓傳動控制技術是理科知識,與機電、自動化等學科密不可分,以往的高職教育只重視培養學生的理性思維,卻忽視了訓練學生的表達能力。采用任務驅動法激勵學生在課堂上發言,在課下參與討論,能夠顯著提高學生的語言表達能力,而且采用分組競賽的教學形式很好的培養了學生競爭和合作的意識。除此之外,學生在查閱資料時還可以鍛煉信息的采集和篩選能力,從而快速的提取自身需要的資料,所以說任務驅動法對于促進學生的全面發展大有助益。
3 實施任務驅動法的必備條件
(1)對教師的要求。任務驅動教學法將高職教學的課堂環境由靜態轉變為動態,教師無法像以往一樣完全掌控課堂,也不能預知學生將要提出的問題,因此需要教師具備良好的職業素養和應變能力,能夠對學生提出的問題作出細致、精準的回答,切實的幫助學生解決各類實際問題。教師應該鼓勵學生大膽提問,對于簡單的問題也不要敷衍或是苛責學生,要平等對待每一位學生,表揚性的話語要多于批評和指責,讓學生感受到教師的關心和愛護,從而逐漸積累學習液壓傳動控制技術的興趣。教師還應經常與企業和工廠的技術人員交流,不斷完善自身的知識和技能,并根據企業的崗位要求設置課堂任務,使液壓傳動控制技術教學更具有實踐價值。
(2)對教材的要求。以往的教材注重知識的系統性、漸進性,忽略了學科間的聯系和理論聯系生產實際,知識應用于生產的要求。任務驅動法對教材的要求較高,綜合起來應滿足下面5個條件:1)應具有一定的學習價值和實踐意義;2)能將某一教學課題的理論知識和實踐技能結合在一起;3)與企業實際生產過程或實現的商業經營活動有直接的關系;4)學生有獨立進行計劃工作的機會,可以自行組織、安排自己的學習行為;5)有明確而具體的成果展示。
在編寫教材的過程中,需要按照這5個條件設計項目,同時也需要在各個項目中滲透整個《液壓傳動控制技術》的理論知識,保證學生學習知識的完整性。
4 小結
液壓傳動控制技術是機電一體化專業中的必學科目,將任務驅動法應用到該科目中能夠顯著提高學生的各項能力,促進學生的全面發展,使學生成為符合企業需要的復合型人才。高職教師應該加大對任務驅動教學法的研究,并將其推廣應用到其他科目中,讓其他專業的高職學生都能夠從中獲益,使高職學生在就業時具備更為明顯的優勢,以幫助學生早日找到心儀的工作,為企業和工廠輸送更多的復合型人才,從而創造高校、企業、學生的和諧共贏局面。
參考文獻:
[1]韓京海,張春陽.項目教學法在“液壓與液力傳動”中的教學實踐[J].中國電力教育,2011(04).
關鍵詞:創新能力;TRIZ理論;教學環節
作者簡介:曹賀(1978-),女,遼寧昌圖人,黑龍江科技學院機械工程學院,副教授;劉訓濤(1975-),男,黑龍江雞西人,黑龍江科技學院機械工程學院,副教授。(黑龍江 哈爾濱 150027)
基金項目:本文系黑龍江省高教學會“十二五”規劃課題“TRIZ理論在本科教學中的應用與大學生創新能力培養的研究”(項目編號:HGJXHC110906)、黑龍江省教育科學規劃課題“基于卓越工程師培養的本科畢業設計改革的研究與實踐”(項目編號:GBC1211109)的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)31-0027-02
高校推行教學改革進行素質教育,構建新型人才培養模式,必須重點突出創新,必須堅持知識、能力和素質的辯證統一。專業知識的傳授是教育的主要內容之一,但知識不等于能力,更不等于綜合素質。理論教學包括基礎課和技術基礎課等一系列課程,實踐教學包括各類實驗、實習、課程設計、畢業設計等。[1]為適應新時期應用型人才培養的要求,必須要使創新能力培養貫穿于教學的每個環節。即將理論教學與實踐教學很好地融合,將創新能力培養貫穿其中。
一、大學生創新能力的培養有規可循
聯合國教科文組織叢書《教育——財富蘊藏其中》指出:“在社會和經濟迅速變革的世界里,可能更重視想象力和創造性。”大學生是創新人才的主力軍,蘊藏著強烈的創新潛能,需要去培養開發。大學生精力旺盛,朝氣蓬勃,樂于接受新事物,不愿意固守陳規,他們思想活躍,精力充沛,善于學習,創新欲望強。大學生這些積極的特點需要愛護并正確引導,培養、開發和挖掘大學生的創新潛能。
人的創造性是隨著人的大腦進化而進化的,其存在的形式表現為創新潛能,將創新潛能轉化為顯能,也就是創新能力,這就是創新的可開發性,即創新能力是可以激發和提升的,創新思維是可以通過訓練培養的。
TRIZ是解決發明問題的理論。TRIZ理論是前蘇聯阿奇舒勒等研究人員在分析研究了全世界250萬件專利的基礎上所提出的發明問題解決理論。TRIZ理論認為發明問題的基本原理是客觀存在的,發明問題具有可預見性。TRIZ研究人員發現,在一個工程領域中總結出的技術系統進化法則、發明原理及解決方案可在另一工程領域實現。[2]正是在進行這些研究的基礎上,形成了解決發明問題的系統化方法——TRIZ理論。其中的進化法則、40個發明原理、矛盾矩陣、物-場模型分析、76個標準解法、ARIZ等發明創造模型成為了開啟創新之門的“金鑰匙”。應用TRIZ理論時,首先要將待解決的問題抽象轉化為TRIZ問題,然后利用TRIZ的發明原理、標準解等工具,得出該TRIZ問題的解決方案模型,最后再通過類比應用轉化為該問題的最終解決方案。[3]
大學生的創新思維和創新能力的培養和開發可以借助TRIZ理論這個系統化的創新工具,將TRIZ理論融入到教學的各個環節當中,形成基于TRIZ理論的創新訓練框架。如圖1所示。
二、理論教學中結合TRIZ理論
創新能力是靠教育、培養和訓練激勵出來的。在課程教學中引導學生進行自我訓練,有意識地觀察和思考一些問題,如“為什么”、“做什么”、“應該怎樣做”、“是不是只能這樣”、“有沒有更好的方法”等。依托與日常生活及各行業聯系緊密“工程流體力學”和“液壓與氣壓傳動”等專業基礎課,在教學過程中引導學生思考現實生活中的各種現象,啟發學生根據需要提出問題,并采用發散性思維解決實際問題。[1]讓學生在課堂中用TRIZ理論進行思考、討論,拓展學生分析和解決問題的思路,激發創新意識,進行創新思維訓練。比如,在“液壓與氣壓傳動”課程中,適當地加入訓練學生發散思維的環節,請學生運用TRIZ中的發明原理及技術矛盾解決矩陣來設計某些液壓元件的改進形式,或改變回路的布置方式來實現同樣的功能。從而使學生更加深入透徹地了解和掌握課程內容。又如,在“工程流體力學”課程教學中,流體力學的現象很多,在講授流體力學現象的時候,不按常規的方式去解釋現象及其原理,而是采用科學發現的方式,通過現場實驗或flas直觀展示流體現象的整個過程,引導學生觀察和思考,從而解釋現象,揭示其原理,這比灌輸式的教學方法更能使學生印象深刻,同時鍛煉了學生分析和解決問題的能力。
三、實驗教學中引入TRIZ理論
綜合性設計性實驗主要是用來培養學生綜合運用所學理論分析問題和解決問題的能力。[4]這些實驗不同于驗證性實驗,需要學生充分發揮創新思維能力對實驗進行設計和分析。比如,在液壓傳動綜合實驗的教學中,首先由學生自擬實驗方案,選取實驗元件,設計回路。其次在液壓系統仿真軟件Automation Studio下進行系統模擬,該軟件具有對液壓系統虛擬設計、模擬、測試、分析等功能,通過模擬可以進一步完善、修改液壓系統的設計及分析等工作。最后在我校力士樂液壓實驗臺上安裝、調試系統,并進行相關參數測試。在綜合性設計性實驗的教學中引入TRIZ理論,啟發學生的創新思維來完成實驗內容。同時,鼓勵學生找出現有實驗方法的不足,怎樣利用這些不足?這樣可以幫助他們發現有價值的內容,提出改進的方向,增加系統的理想度,指導學生應用TRIZ理論中消除矛盾的規律找出可行性方案。
四、課程設計和畢業設計中應用TRIZ理論
職業教育是民生教育,他的辦學、人才培養、教育教學模式具有不同于普通教育的特點。因此,在課程的教學上應該有自己的模式和方法。我們調查了多所職業中專學校,在《機械基礎》的教學方法與普通學校教法一樣。都是按照教材,圍繞單個機械零件為中心,以課堂上講授為主。由于理論聯系實際不夠,加之職業學校學生文化理論知識基礎較差,對機械零件的感性認識又模糊,造成課堂聽不懂,學不會,有厭學情緒。調查中多數職業中專的《機械基礎》課的教學進度趕不上,學習效果不佳。《機械基礎》是機電工程類各專業的主干課程,學的好與壞,影響后續的專業課學習。職業中專《機械基礎》課程的教學目標怎么定位?應當采用什么樣的教學法進行教學?為了職業中專能培養出企業需要的應用型、技能型人才,我們對《機械基礎》課程的教學目標和教學模式進行了探索。我們認為:實現《機械基礎》課的教學目標,最適合采用項目教學法進行教學。
1 《機械基礎》課程的教學目標
《機械基礎》是本專業的主干課程。本課程前面開設了機械制圖、金屬工藝學、極限配合與技術測量、工程力學等課程,學生在學習本課程之前,具有一定的機械制造的感性認識和實踐技能。本課程講敘中,應當聯系機械制圖、金屬工藝學、極限配合與技術測量、工程力學等課程的的有關內容,進一步掌握、提高這些課程理論與技能。通過《機械基礎》課程學習,學生掌握機械的原理、機械零件的分類、結構、用途、幾何尺寸計算、材料選擇、強度條件的理論知識,學會根據機械設備對零件的具體技術要求,能完成各類機械零件的合理選擇。學生基本掌握正確分析、使用和維護機械零件的基本知識、基本理論、基本技能,初步具備運用機械零件設計手冊、技術規范、技術標準,正確選擇機械零件的能力。為學習及參與技術改造打好必要的基礎。本課程的教學還應為今后學生繼續學習“金屬切削機床”、“機械制造工藝學”、“切削原理與刀具”、“機床夾具設計”等專業課打下知識的基礎。職業中專《機械基礎》課程的教學達到三個目標:
1.1知識目標
(1)掌握一般機械中標準件、常用件、傳動件、常用機構的結構、工作原理、受力分析、材料的選用、安全系數的選擇。(2)具有對機械零件和機構的圖樣表達方法的識別,使用國家標準和技術規范選擇機械零件的能力。3、能運用所學知識和技能,把簡單零件組裝成機械裝備的能力。
1.2職業技能目標
(1)掌握《機械基礎》課程學習的方法,培養善于觀察機械、發現、解決實際問題的能力。(2)培養學生嚴肅認真、一絲不茍的工作作風。
1.3素質目標
(1)通過了解機械的變化進步,增強學生的競爭意識,增強學生的審美情趣。(2)在以實際操作為主的項目教學過程中,鍛煉學生的動手能力和團隊合作精神。
2 職業中專《機械基礎》課程的項目教學法初探
2.1《機械基礎》課程選擇項目的指導原則
(1)《機械基礎》課程選擇的項目涵蓋課程講述的各種機械零件的內容,有利于學生在使用機械零件的過程中加深認識。(2)項目應圍繞機械中用到的機械零件的知識,貫徹少而精的原則,講深、講透,讓學生真正學到手。(3)項目選擇要難度適中,項目中所用機械零件、部件都應標準化,通用化、系列化,減少學生安裝機構時的麻煩。
2.2《機械基礎》課程共選七個教學項目
(1)認識機械教學項目。
講授內容:緒論,認識機器、機構、構件、零件、運動付。
實踐內容:到機械零件與機械傳動展示柜現場參觀。討論,對照實物回答問題。
(2)圓柱齒輪減速器教學項目。
講授內容:①齒輪傳動的類型及特點,漸開線形成,齒輪參數,失效形式任務。②蝸桿傳動的類型、特點、參數和尺寸任務。③鍵、銷用途,分類,標準和尺寸項目。④軸用途,分類,尺寸,強度計算項目。⑤軸承用途,分類,代號,尺寸,標準,強度計算項目。⑥聯軸器、離合器、制動器用途,分類,標準,強度計算項目。⑦輪系應用及分類,傳動比計算項目。
實踐內容:應用齒輪、軸、鍵、銷、軸承、軸承蓋、油封、齒箱體、齒箱蓋、窺油窗、油標、油堵等采用能包括課程大部分內容的部件,如減速器或簡單機械傳動裝置,安裝一臺單級國柱齒輪減速器。通過安裝學會選擇減速器的結構方案,計算功率選擇電動機;確定總傳動比和分配各級傳動比;計算各軸的轉速、轉矩和功率;進行箱體及附件的結構設計,應包括窺視窗、油標、排油孔及其螺塞、起吊裝置等。
(3)皮帶運輸機項目。
講授內容:①帶傳動類型,特點及應用項目。②鏈傳動類型,特點及應用項目。
實踐內容:根據給的三角皮帶輪、三角皮帶、平皮帶、鏈輪、鏈條、軸、托輪、軸承、鍵、銷、傳送帶架,安裝一臺皮帶運輸機
(4)螺旋千斤頂項目。
講授內容:螺紋、螺旋種類,幾何參數,標準代號,標注方法項目。
實踐內容:根據給的絲杠、螺釘、軸、鍵、銷、頂快頭、千斤頂座,扳杠,安裝一臺螺旋千斤頂。
(5)縫紉機踏板機構項目。
講授內容:平面機構運動簡圖,自由度,組成,形式判斷項目。
實踐內容:根據給的縫紉機機架、踏板、曲柄、搖桿、裝配縫紉機踏板機構
(6)汽車發電機氣門推桿機構。
講授內容:凸輪機構類型,應用,從動件運動規律項目。
實踐內容:根據給的四缸汽車發電機缸體,氣門推桿,彈簧、桃形軸,齒輪、軸承,安裝四缸汽車發電機氣門推桿控制機構。
(7)教學項目液壓傳動系統的組裝項目
講授內容:液壓傳動系統原理,組成。元件,回路項目。
實踐內容:根據給的液壓傳動系統的節流閥,液壓傳動系統的換向閥,溢流閥,雙出桿油缸,油箱,油管,濾清器、單向定量泵,壓力表,組裝一套液壓傳動系統。
2.3用項目教學引領《機械基礎》課程的教學
職業教育教學的方法很多:項目教學法、五步教學法、教學做一體化、卡片教學法、案例教學法、頭腦風暴教學法、角色扮演法、帽子教學法、主持人教學法、場景教學法等。職業教育的教學手段也有很多種:講課、實驗、掛圖、多媒體、現場實習、課程設計等。運用教學方法和教學手段的目的是為了找到一種適合本學校校情、學情,能充分調動師、生的積極性,擴大教學效果。德國在機電職業教育中最典型的教學方法是:師生圍繞具體操作項目,運用“五步教學法”教學。我校在《機械基礎》教學中也采取以項目為主線、教師為主導、學生為主體的五步教學法。學生在學完一個機械項目中所用的機械零件內容以后,再親自動手去安裝該零件可以組裝的機械設備項目,實現理論與實踐的結合。既可以加深對理論的理解、深化,又提高了動手能力。貫徹“五步教學法”的步驟是:第一步教師示范;第二步學生制定安裝計劃;第三步學生實施計劃;第四步學生成果展示,第五步老師作總結評比。這種方法在進行機械基礎知識的教育中,還能培養學生的動手能力、創新思維;師、生在機械安裝教學項目的互動中,實現《機械基礎》的教學目標。
(常州劉國鈞高等職業技術學校機電工程系,江蘇 常州 213025)
【摘要】基于高職院校的學習特點和培養目標,結合《液壓與氣動技術》課程的實際教學特點,開展項目化教學,設計了十個項目教學任務,并以小組形式組織進行項目教學。
關鍵詞 液壓;氣動;項目教學;實施
《液壓與氣動技術》是機電類設備維修與管理專業的核心課程,也是機電一體化專業和電氣自動化技術專業的專業課程之一[1]。隨著液壓與氣動技術的廣泛應用,《液壓與氣動技術》課程在高職機電類專業課中占據了越來越重要的地位,而該課程實踐性較強的特點也促使本課程教學逐漸由課堂轉換為實驗室教學。因此,原有的教學方式和教學內容已不再適合。在這種背景下,對《液壓與氣動技術》課程進行了項目化改革,對原有知識內容進行重新設計編排,通過項目形式呈現,滿足學生的學習需要,激發學生的學習興趣,使學生的理論水平和實踐技能均得到提高。
1項目教學法的涵義
項目教學法是從教學生“學會學習”目標出發,使教學從注重“教法”轉到注重“學法”,將學生的學習與學生發展密切結合起來[2]。以項目學習任務為載體,以目標為引導,以實踐為主線,以能力為核心;融知識學習、技能訓練、能力提高于一體的教學模式[2]。
在項目教學中,教師是項目活動的引導者和組織者。學生拿到項目后就進入了教師預設的情景中,在學習情境中,學生通過自主學習、自主探究、小組討論完成項目任務的學習,最后再由學生自行完成評價,反思自己的學習過程。在整個學習中,教師一直充當的應該是組織引導的角色,而學生才是真正的主人。項目教學強調的是在學習中充分發揮每個學生的主體作用。
2《液壓與氣動技術》課程項目設計
《液壓與氣動技術》課程教學在學校液壓實訓室和氣動實訓室進行,為期兩周時間。在課程學習期間,學生需要學習理論知識,還要掌握操作技能。
結合課程知識點、實訓條件和生產實際等情況,將課程設計為十個項目,每個項目圍繞一個主要任務展開,通過項目中知識的學習和訓練,最終完成項目任務。
項目一:液壓千斤頂的使用,目標:學會使用液壓千斤頂。液壓傳動系統的組成、特點和工作原理等相關知識支撐,建議4課時。
項目二:加工中心液壓系統動力元件的選擇和拆裝,目標:(1)會拆裝液壓泵,認識泵的結構組成、工作原理、主要零件形狀,增加動手操作能力;(2)能通過型號識別各種泵及泵的規格。液壓泵的作用、分類和性能參數,常用液壓泵的結構和工作原理,液壓泵的選用方法等相關知識支撐,建議4課時。
項目三:壓蠟機執行元件的選擇和分析,目標:(1)會拆裝液壓缸,認識液壓缸結構、工作原理、主要零件形狀,增加動手操作能力;(2)會拆裝液壓馬達,認識液壓馬達結構、工作原理、主要零件形狀,增加動手操作能力。液壓缸和液壓馬達的作用、分類和特點,液壓缸的結構和工作原理等相關知識支撐,建議6課時。
項目四:液壓鉆床液壓回路的設計,目標:(1)會調節液壓控制元件,組裝液壓控制回路;(2)會使用液壓仿真軟件,并進行液壓回路的設計。認識液壓方向、壓力、流量控制元件符號、結構和工作原理,會分析液壓控制回路等相關知識支撐,建議8課時。
項目五:CK6140數控車床的使用、維護及保養,目標:(1)能進行液壓回路的安裝、調試、維護和保養。液壓元件的應用,回路的分析。等相關知識支撐,建議6課時。
項目六:手動送料裝置的設計與調試,目標:(1)會識別和選用氣動元件;(2)能繪制簡單的氣動系統控制回路;(3)能根據元件的功能設計氣動回路,并進行相關調試運行。氣動系統的組成、特點及工作原理等相關知識支撐,建議4課時。
項目七:氣動夾緊裝置設計,目標:(1)能進行氣源裝置的日常維護;(2)能進行系統壓力調節;(3)會選用氣缸。氣源系統各元件的工作原理、圖形符號及功能,氣缸的類型和選用。等相關知識支撐,建議4課時。
項目八:折邊裝置氣動回路的設計與調試,目標:(1)能在仿真軟件中設計氣動回路;(2)能構建各種換向回路,并進行回路調試;(3)能進行氣動回路設計與調試。氣動控制元件符號、結構和工作原理,控制回路分析等相關知識支撐,建議6課時。
項目九:臥式加工中心氣動換刀系統分析,目標:(1)能在仿真軟件中設計氣動回路;(2)能進行氣動回路的安裝、調試,具備回路分析能力。仿真軟件的應用,氣動元件的應用,回路的分析等相關知識支撐,建議6課時。
項目十:壓印裝置控制系統的維護,目標:能分析判斷氣動系統,及時排除回路故障。氣動元件符號,氣動系統工作原理等相關知識支撐,建議4課時。
3《液壓與氣動技術》項目課程實施
項目化課程是以工作項目為核心,以應用為目的,以教學任務為載體,主動尋找知識點和解決問題的方法的一種有效的學習形式[3]。
項目教學通常以小組形式進行,因此在進行課程實施前,先進行分組并選出組長,建議每組3~4人為宜。分組時,教師應綜合評價學生的學習基礎、自主學習能力等因素,根據學生特點進行搭配分組,以充分調動每組學生在學習中的主動性和積極性。
項目課程的實施過程包括:任務分配、學習計劃制定、學習實施、成果展示、評價總結。
1)任務分配:學生以小組為單位,領取項目任務書,明確學習任務,所要達到的目標。
2)學習計劃制定:根據項目任務書描述,小組討論制定學習計劃,任務完成步驟,確定任務實施方案。
3)學習實施:學生根據小組制定的學習實施計劃進行項目實施,組內成員分工合作完成項目任務。
4)成果展示:項目完成后,每組選派一名成員公開講解展示任務實施情況,取得的成果,達到的效果。
5)評價總結:根據各小組任務完成情況,形成由小組自評、組組互評、教師評價的三維評價方式,綜合評價學生的參與程度、合作能力、任務完成情況等。
4小結
總之,在《液壓與氣動技術》課程中采用項目教學,能有有效激發學生的學習興趣和潛能,使學生在學習理論知識的同時獲得技能的提升,讓學生明白理論學習和實踐操作的相輔相依的關系,而且小組合作的學習方式,也促進了學生協調合作能力的提高,全面提升了學生的綜合素質,為今后就業打下良好基礎。
參考文獻
關鍵詞:機電工程;液壓與氣壓傳動;高校
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)04-0006-03
當今世界科學前沿的重大突破、重大原創性科研成果的產生,大多是多學科交叉融合的結果。因此,多學科交叉融合促進了優勢學科的發展,新興學科的產生,以及重大創新的推出,同時也對擁有交叉學科知識技能人才的培養提出了新的要求。機電工程作為一個典型的交叉學科,在其專業教學中越來越多的課程呈現出學科交叉性。相比其他一些專業基礎課程,其在課程內容和課程實踐等方面具有自身的特點。其中“液壓與氣壓傳動”課程是機械工程方向中機電結合比較典型的一門傳統課程[1]。該門課程融合了流體力學、機械設計及原理以及自動化控制等多門相關課程的知識運用,是一門將機械與電子控制技術相結合的具有交叉學科代表性的一門課程。
“液壓與氣壓傳動”課程知識點繁雜,理論性、系統性和邏輯性都較強,部分內容較抽象。同時作為一門傳統課程,雖然其教學理論基礎比較豐富,但是隨著當前應用領域和場景的變化,目前的課程體系已經不適應社會發展對創新型、應用型人才的需求,因此在課程教學上還需要與時俱進,進行相應的教學改革和調整。
一、“液壓與氣壓傳動”課程教學現狀
隨著我國高等教育由精英化向大眾化階段的穩步發展,人才培養的多元化格局日益明顯,將應用型本科人才作為學校主要的人才培養目標是很多普通高校的必然選擇。應用型人才指的是一切從事非學術研究性工作的實際操作者,他們需要把科學原理應用到社會實
踐中,以創造直接的經濟利益和物質財富。“液壓與氣壓傳動”作為一門經典的機械類專業基礎課,已經形成了“理論教學、驗證實驗、課程設計”的課程體系。在該體系下,結合我國高等教育的應用性趨勢,通過本課程的學習,學生要掌握液壓與氣壓傳動技術的基本概念和基本原理,掌握常見的液壓和氣壓元件的結構、工作原理、特點、應用和選用方法,熟悉各類液壓基本回路的功用、組成和應用場合,了解和掌握現有的系統,能夠分析系統和設計系統。本課程要使學生具有液壓設備的維護技能和自學能力,同時注重培養學生的工程實踐能力和創新能力。但是和上述課程定位矛盾的是,現有的教學內容安排和教學方式都無法完全達到相應效果和要求[2]。
(一)教材內容編排不合理,內容陳舊
現有的教材內容仍然是以流體力學基本理論、液壓氣壓傳動元件、液壓氣壓傳動回路為主,各章節的編排關聯性并不明顯,而且部分章節內容過于陳舊,與實際應用結合的部分比較缺乏,使得學生在學習過程中,難以抓住重點,對課程沒有形成整體準確的認識,造成學習興趣不高,學習效果不好的結果。例如,大部分傳統教材在傳動力學理論這一章中介紹了流體三大方程,引入了“液動力”的概念和計算方法。但是在舉例時,選擇的是比較抽象的示例,其和實際應用關聯不大,而且在后續的元件介紹章節中卻沒有對“液動力”做相關的介紹,導致學生在學習這部分內容時,感覺抽象難懂,且和液壓與氣壓傳送課程相關性不高,使得他們對此的學習興趣不高。
(二)教學方式單一
受教材和教學資源的限制,傳統教學方式還是以多媒體演示的方式進行輔助教學,即將部分教學內容以圖片或動畫的方式展示給學生,配以教師的講解,使得學生比較直觀地學習液壓系統工作原理。但是這種方式的缺點在于學生缺乏學習的自主性和互動性,學生學習還是處于被動,同時原理的展示與系統的實際應用關聯性較小,因此教學效果仍然差強人意。例如,在介紹各種液壓泵的工作原理時,傳統的教學材料是以簡化后的動畫來進行展示,這種方式的優點是原理性展示簡單直觀,但是展現不出實際元件的特征,例如在介紹齒輪泵的困油現象時,就無法展示清楚現象發生的所在位置和原因。
(三)實驗環節
在實踐實驗環節,目前的實驗平臺主要以液壓和氣壓傳動系統搭接平臺為主。其中以液壓傳動系統為例,受硬件配置的限制,搭接的回路比較有限,另外接口的拆裝費時費力,導致實驗環節的時間大部分浪費在連接系統元件上,而在系統的設計與整體認識上著力過少,導致學生對實驗學習的內容沒有清晰的認識,進而對實驗學習的積極性不高。
二、“液壓與氣壓傳動”教學策略
(一)優化教學內容
早期高等教育以精英教育為培養目標和培養群體,而隨著高教規模的擴大,高等教育逐漸向著普及性教育方向l展,教學培養的目標也針對群體需求逐漸多樣化,大學教育培養的不再僅僅是研究型人才,更多的是應用型人才。對于研究型人才,教學內容可著重放在課程的理論和推導部分,而對于應用型人才則應把教學內容重點放在工程應用上。前者的自學能力相對較強,其培養目標在于學科課程的繼續深造和學科理論知識的研究,而后者的培養目標在于實際工程應用系統設計和操控能力的培養[3]。因此在進行教學內容的選擇和組織時,不能再把時間花費在基本公式的推導和演算上,而
是把系統實際情況和流體理論基礎結合起來,強調理論的應用,而非理論的證明和推導。
作為一門綜合應用型的課程,“液壓與氣壓傳動”系統融合機電專業多門課程的內容。例如,系統中采用的各種液壓元件涉及了機械原理、機械設計等課程的相關知識,系統的控制部分涉及了傳感器、電路控制、PLC控制等課程的相關知識。因此,在講授這門課程時,不能將其看作一門獨立的課程進行介紹,而應該在講授過程中,引導學生結合之前所學的相關課程知識進行拓展性、思考性的學習。圖1所示為講授液壓溢流閥時的思路拓展。
當前大學畢業生到社會,特別是到企業工作,雖然需要有廣泛的知識,但由于任何工作單位都有重點有分工,因此,即便是到液壓元件或系統制造企業工作,也有不同的針對性和著重點。例如,做液壓元件設計的,需要對元件的設計及制造比較了解;而做系統設計的,則只需要了解元件的使用功能,而不需要掌握元件的設計制造過程。因此,在教學過程中,可以針對授課對象的學習興趣和特長,從這兩個方面分別進行引導和講解。如表1所示,兩種教學引導方向決定了講授內容的重點,以及對學生學習的重點要求不同。
表1 教學引導方向與教學內容重點
每一個學生的學習基礎不同,學習興趣不同,設定的學習重點方向也不同。在機電專業的“液壓與氣壓傳動”教學中,有些學生對機械設計方向感興趣,有些學生對機電系統控制技術感興趣,由此也決定了他們未來就業的方向,這樣在課程教學中教師應針對這些不同的方向,對其進行有針對性的引導,使得他們在各自感興趣的領域進行更多的課程實踐和學習。例如,對機械設計方向感興趣的學生,可引導他們著重液壓與氣壓傳動元件的機械結構設計的學習,如分析實用性較強且比較典型的元件結構設計方法,利用CAD軟件進行元件的設
計和圖紙的繪制等。而對機電系統控制方向感興趣的學生,則引導他們著重液壓與氣壓自動化系統的O計方面的學習,如機電伺服轉換技術、PLC控制等技術的應用,掌握自動化系統設計軟件的使用,完成液壓與氣壓傳動系統圖的繪制和軟件設計。
(二)運用基于問題的教學方式
“授人以魚,不如授人以漁”,自主學習能力是現代社會中對工科畢業生的最基本要求,同時自主學習也是學習效果較好的一種學習方式,因此在課程教學過程中要引導學生的這種自主學習的主動性。在“液壓與氣壓傳動”這類與工程類的課程教學中,要實現學生的自主學習能力的培養,就是把工程實際問題引入課堂,采用“面向問題的學習”的教學法,引導學生去尋找解決問題的方法[4]。
例如,在講解液壓損失的章節時,傳統的方式就是把液壓損失計算的相關參數和公式演算給學生,讓學生了解怎么計算液壓管道的液流壓力損失。但是從“面向問題的學習”角度出發,學生應該了解液壓管道中液壓損失的基本原則,并能應用這些原則來解決系統中設計損失的問題,還能選擇適當的原則來獲取解決液壓損失的方案和措施,進而能夠評價一個液壓管道設計的優劣,或能為一個新應用設計一個相應的液壓管道。
為了能夠實現“面向問題的學習”,首先在教學材料的準備上,相對傳統教材來說,需要準備更多開發的資料信息提供給學生。因此,開發數字信息化的教學資源平臺是一種必要手段。但是傳統的教學資源平臺,往往只是通過網站平臺提供一些課件PPT、教材插圖靜態信息,缺少互動性和對學生學習的漸進式引導,所以對提高學習效果并不明顯。隨著網絡技術的發展,Web平臺具有越來越強的動態特性,包括互動性、動態圖形、立體圖像的處理能力、移動性等。尤其是HTML5標準的Web平臺,它支持離線訪問、支持全媒體內容展示、支持交互式的2D/3D 圖像渲染、提供豐富的API 以調用移動設備的硬件,以此為基礎開發互動式數字化教學平臺,可以達到“面向問題的學習”的互動性和引導性的功能。在平臺中,對液壓與氣壓傳動系統的教學資源進行優化分類,采用更直觀和有趣的方式進行展示,同時展示的內容要與工程實際相適應,不再用抽象簡單的圖片或動畫來進行原理說明,而是結合工程實際,用現實系統和元件來加以展示。平臺的內容要方便學生檢索,同時要便于學生進行知識點的串聯和總結,幫助他們能夠對整個課程內容進行歸納,形成一個清晰的認識。
其次,在教學方式上,課前可提出液壓與氣壓傳動的實際工程問題,由學生自行查閱資料,課堂上展開小組討論或問題陳述和演示,然后教師再引導進行理論性的分析,帶出課程相關的知識點。目前比較有代表性的形式就是“翻轉課堂式教學”。通常情況下,學生的學習過程由兩個階段組成:第一個階段是“信息傳遞”,是通過教師和學生、學生和學生之間的互動來實現的;第二個階段是“吸收內化”,是在課堂前后由學生自己來完成的。由于缺少教師的支持和同伴的幫助,“吸收內化”階段常常會讓學生產生挫敗感,喪失學習的動機和成就感。“翻轉課堂”對學生的學習過程進行了重構。“信息傳遞”是學生在課前進行的,教師不僅提供視頻,還可以提供在線的輔導;“吸收內化”是在課堂上通過互動來完成的,教師能夠提前了解學生的學習困難,在課堂上給予有效的輔導,學生之間的相互交流更有助于促進他們知識的吸收內化過程。
(三)改進實驗教學方式
實驗實踐教學是對學生專業應用能力的一種訓練和培養,目前國家逐漸推進本科教育向應用型大學教育的方向發展,實驗實踐教學的比重也越來越大,要求實驗、實訓、實習環節,實訓實習的課時占總的專業教學課時的30%以上,并建立實訓實習質量保障機制。這樣使得其在課程教學中的重要性也越來越大,影響最終的教學效果。因為應用型教學的目的是要培養應用型人才,其強調專業性、職業性知識與能力的培養和訓練[5]。
目前大部分高校的“液壓與氣壓傳動”課程的實驗內容分為兩個部分:認知型實驗和驗證式綜合訓練型實驗。認知型實驗主要是通過對液壓與氣壓傳動元件進行拆裝實驗,進而了解其工作原理及其性能;驗證式綜合訓練型實驗主要是搭建液壓與氣壓傳動系統的幾個典型回路,進行性能驗證性實驗。因此,在進行“液壓與氣壓傳動”實驗教學時,教師不能再局限于傳統實驗臺的回路搭接,而應利用現有的仿真軟件,拓展實驗平臺,完成多種多樣的綜合性的工程實際系統的設計,加強對學生系統設計能力的培養。同時,教師在實驗教學過程中,引入工程實際問題,要求學生通過小組分析和討論,完成解決工程問題的方案設計。通過這種方式,學生的專業能力、個性能力、社會能力和方法能力將得到綜合性的訓練和培養。例如,在進行系統設計教學時,要求學生設計完成一個實際液壓與氣壓傳動控系統,要求學生利用仿真軟件,搭接出系統圖,并能夠完成系統的控制和運行操作。
同時在現有實驗條件下,在實驗實踐考核方式上做一些改進,也可以提高教學效果。例如,最終的實驗考核,采用抽簽選題,分組搭接的方式。題目從實驗項目中提取,只給學生提供所需的液壓與氣壓元件,按要求搭接相應功能的回路。這種帶有游戲色彩的考核方式,能讓學生避免呆板地應對考試,而體驗到考核的挑戰性和趣味性。通過題目給出的元件符號,學生選擇尋找正確合適的搭接元件進行回路搭接,由此體現學生平時的理論學習和實際動手的成果。
三、結語
從“液壓與氣壓傳動”作為一門機電工程學科交叉性應用課程的角度出發,提出在教學內容上從元件設計和系統設計兩個方面進行有針對性的優化組織。教學方式上采用“面向問題的學習”教學方式,將工程實例更多引入教學過程,以教會學生掌握系統綜合分析與設計為目的,同時開發互動性好的Web平臺輔助教學,引導學生帶著問題主動學習,這對提高課程的教學質量有積極的作用。
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進“液壓與氣壓傳動”課程教學改革實踐[J].液壓與氣
關鍵詞:汽車機械基礎;職業能力;課程改革;探討
高職汽車運用技術專業人才的培養目標是培養既有專業理論知識又有實踐技能的具備綜合素質的汽車運用與維護高技能人才,以適應我國汽車產業快速發展的需求。《汽車機械基礎》課程作為高職汽運專業的一門主要專業技術基礎課,是其人才職業能力培養和職業素養養成的第一階段,在該專業學生的培養中起著承前啟后的重要作用。但目前本課程的教學模式、教學內容和教學方法等方面與高等職業教育所突出的“職業能力”要求存在一定的差距,尤其是傳統的教學模式體系未能全面考慮高職學生素質的特殊性。因此,為適應目前汽車行業急需人才的能力結構和技能水平的需求,該課程迫切需要改革,探索一種新的教學體系和模式,從而體現高等職業教育以能力為本位的特色,適應社會需求。
一、《汽車機械基礎》課程傳統教學模式存在的主要問題
(一)課程內容與專業聯系性不強,教材未能反映高職教育特色
《汽車機械基礎》課程內容多、范圍廣,目前還基本承襲了我國高等教育重系統、重理論的傳統,沒有考慮到高職教育的要求和學生的特點,課程內容沒有針對專業要求合理設置,與專業聯系性不強。所選用的教材也仍以體現理論性和系統性為主,只是對部分難度較大的內容做了刪減或選用,內容抽象、缺少理論與實際相結合部分。由于針對性和實用性不明確,學生缺乏了解該課程與其專業之間的關系而對學習目標感到茫然,學習積極性和主動性不高,對所學知識的理解和記憶浮淺,影響了后續課程的學習。
(二)教學方法單一落后
傳統的《汽車機械基礎》教學方式大多是“灌輸式”,以教師講解為主,學生被動聽講,課堂教學仍沿襲粉筆板書、掛圖和簡單的教具,缺少形象化的教學手段,教學方法比較單一,學生對所學內容缺乏必要的感性認識,難以取得好的教學效果。
(三)實踐教學條件不足,學生實踐技能的培養有待加強
實踐教學能提高學生的學習興趣,是學生獲得知識的重要途徑,而且對培養學生的學風和素質、實際工作能力和創新能力具有十分重要的作用。汽車機械基礎是一門操作性很強的課程,但目前部分職業院校往往對這門專業基礎課實訓條件準備不足,實驗實習器材相對短缺、陳舊,遠遠不能滿足教學要求,有的甚至沒有汽車機械基礎實訓室,實驗無法開出,學生對零部件、運動過程缺乏感性認識,有的甚至感覺學習機械基礎無用,結果導致教學效果和后續專業課程的學習受到影響,這樣培養出來的學生動手能力差,不能滿足市場需求。
(四)部分教師自身專業理論、實踐知識不足
《汽車機械基礎》是一門服務于后續專業課和本專業的專業基礎課程,這就要求任職教師不僅要精通本課程的知識,還要熟悉本專業的相關專業理論知識和實踐技能,在教學中不斷總結教育教學方法,這樣才能更好地把握如何將相關的專業知識和技能貫穿于本課程的教學中,使其教學更貼近專業,更好地實現該課程與專業課的有機結合,最終實現教學質量的提高。而目前部分汽車專業基礎課的教師來自于非汽車類專業,由于缺乏汽車專業理論與實踐知識,造成該課程教學、考核重點與專業聯系不緊密,難以很好地為專業課服務。
二、《汽車機械基礎》課程教學改革思路
(一)課程教學改革總體思路
根據我國汽車行業發展對汽車運用技術專業人才素質要求、業務范圍、知識和能力結構等方面的要求,針對機械基礎傳統教學模式存在的問題,結合高職學生學習基礎參差不齊、缺乏基本機械常識的特點,對汽車機械基礎課程進行教學改革,其改革總體思路如下圖1所示。
(二)課程設計理念
在課程的教學設計方面,圍繞“職業能力培養”這一主線,根據專業所涵蓋崗位群的任務和職業能力分析,以本專業教學計劃培養目標為依據,結合學校現狀,開展基于工作過程為導向的課程開發,按完成典型工作任務所需的汽車機械基礎知識、技術應用能力、職業素質進行本課程內容的選取及重構,以服務后續課程為原則,將傳統的教學內容“工程力學”、“汽車材料”、“機械基礎”、“液壓傳動”等知識糅合到汽車機械中,每一個知識點都以具體汽車機械結構為依托,將其有機整合為《汽車機械基礎》,形成課程教學內容的學習項目,將各項目劃分成若干工作任務,每個工作任務根據實際教學特點,按照“資訊一決策一計劃一實施一檢查一評估”組織教學。教學中通過形式多樣的教學方式相互融合,讓學生掌握分析解決工程實際中簡單力學問題的方法,掌握常用汽車材料的性能、用途及選用,在了解常用機構、零部件的基本知識、理論的基礎上,學會分析、選用機械零件及簡單機械傳動裝置,掌握典型液壓元件的結構組成、原理及應用,能讀懂典型的液壓系統圖并分析液壓控制裝置的工作過程,能進行液壓系統的基本維護,同時在整個教學過程中使學生學會運用標準、規范、手冊、圖冊等有關資料,培養學生初步解決工程實際問題的能力,經驗和工作態度的養成在知識和能力的學習訓練過程中同步進行,素質教育貫穿于整個教學過程始終。
圖1 課程教學改革總體思路
(三)課程改革探索
1.優化整合教學內容