汽车液压与气压传动课程创新实验研究*

辛江慧 张雨 邹政耀

南京工程学院 南京 211167

作者：辛江慧，博士，讲师，主要从事车辆智能监测与控制。

实验教学是实验知识与能力、理论与实践相结合的关键，是学生掌握知识、技能的一个途径。综合性、设计性实验能够培养车辆工程专业学生的创新能力，是获得新知识的源泉。本文针对汽车液压与气压传动课程实验进行研究，如何依托课程实验培养车辆工程专业学生的创新能力是研究的重点。

1 汽车液压与气压传动课程验证性实验向综合性、设计性、探究性实验的转化

创新教育需要创造性的教与学，教师创新验证实验，不但能使学生掌握有关的知识，还能起到言传身教和潜移默化的作用，培养他们不迷信课本，激发求知欲和好奇心、敢于创新的精神，引发创新意识，进而达到培养学生创新能力之目的[1]。

汽车液压与气压传动课程是车辆工程学生的专业课程之一，因此，加强该课程的实验教学，培养学生该课程的实践与创新能力是该课程的重要环节。而该课程实验的综合性、设计性、探究性克服了传统验证性实验的弊端，对学生实验操作技能、探究能力、创新能力和科学素养的形成具有举足轻重的作用。因此，验证性实验逐渐向综合性、设计性、探究性实验转化具有非常重要的意义[2]。教师的教学内容设计和教学方法的不同与学生实验条件的不同等因素的存在，使课程实验的教学目标与学习目标之间必然存在一定距离，教与学之间不能形成目标的共鸣效应，这种差距被称为教与学的“目标鸿沟”，如图1所示。为了缩短目标鸿沟，从验证性实验向综合性、设计性实验转化。

图1 教与学的目标鸿沟

1)汽车液压与气压传动实验教学设计应从验证性向探究创新转化。在实验教学设计过程中，汽车液压与气压传动验证性实验的教学目标设计是让学生验证已有知识的正确性和科学性，仅此而已，这种被动的方式不利于他们创造能力的培养。这种机械地获取知识和能力的方式不利于对学生创新能力以及科学素养的培养。在教学方法设计方面，该课程验证性实验采用的是传统的教学方法，常常是教师详细讲解实验目的、内容、步骤，甚至将结论也预先告诉学生，学生只需照猫画虎进行实验即可。这种教学方法尽管培养了学生一定的观察能力，能够提高学生操作的熟练程度，但是学生基本上处于被动接受状态，却不利于思维能力训练和创新能力培养。

实验教学目标应该从“培养学生的观察能力”向“知识、能力、情感态度与价值观”三维目标转化，不仅强调学生知识的获得，而且注重学生能力以及情感态度与价值观的形成[3]。为了改变这种情况，教师进行实验教学方法设计时，应该建立正确的教材观，创造性地选择和应用教材的内容，应该按照车辆工程专业实验课程体系的要求建设一批设计性和研究性的实验项目，指引学生通过实验发现问题，提出猜想，然后通过实验去验证猜想。系里应该开出多门课程的开放性设计性实验项目，让学生自己通过实验去获取实验成果。另外，还应该鼓励学生参与到教师的科研项目中去。学生做创新性实验时，会存在一定的困难和问题，这就迫使学生主动去思考、去查资料，对开发学生的创造潜力大有益处。

2)改进实验教学方法，汽车液压与气压传动实验教学实施应从“讲授式”向“探究式”转化。著名化学家戴安邦教授对实验教学做了精辟论述：实验教学是实施创新教育的有效形式，起着课堂理论讲授不能替代的特殊作用。在验证性实验教学实施的过程中，常使用讲授式的课堂组织形式，教师一边讲解实验过程，一边向学生进行实验示范，使学生获得对实验的形象性认识[4]。实验教学的效果不是靠教师讲出来的，而是靠学生做出来的。立足于让实验本身说话的原则，强化目的，讲清要求，明确目标和任务。只提示需要注意的地方，不再详细讲解具体步骤，更不给最后答案或结论。有时可设多种疑问，甚至颠倒顺序和步骤，为学生提供机会，以求在实验中发现问题，澄清事实。

创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育，是通过对学生施以系统教育，在传授知识、培养能力的同时，把培养学生的创新意识、创新思维和创新能力有机地统一起来，为将来成为创新人才奠定基础。为此，在汽车液压与气压传动教学中，应通过多种途径，注重对学生创新能力的培养。正确把握学生的好奇心、感动心和自律心[5]，使它们融汇贯穿于整个教学活动之中，结合课程的基本目标，循序渐进地加强指导，激发学生参与实践的积极性和主动性，促进其个性的发展。

2 改革实验室模式，有条件地向学生开放实验室

传统的实验教学中，汽车液压与气压传动课程实验课是严格按照课程表安排进行的，学生只能在实验课时间进入实验室进行实验，其余时间很难进入实验室。即使是实验课期间，进入实验室也是教师把实验仪器等都准备好，学生只按照实验指导根据实验步骤被动地做一些验证，很难发挥他们的自主创新能力。为了培养学生的创新能力[6]，实验室模式需要改革，在课余时间实验室向学生有条件开放，鼓励学有余力、有创造激情的学生进入实验室做实验。他们可以自带实验项目，也可以参与教师的课题，列出实验方案并写申请报告，如果实验方案有意义而且可行，就可以在课余时间进入实验室进行实验。这样可以激发与培养学生创新能力，并为他们提供一个独立探索、自主研究的良好氛围和空间。

另外，可以增加开放型实验。学生接到题目后，在教师的指导下查阅文献，选择合适的实验方法，写出详细的实验步骤，经教师审阅批准，独立完成实验，写出实验报告。学生在这种体系中，可以完美地发挥他们的主观能动性，带着问题去做实验，去探讨实验中的各种现象和结果，具有事半功倍的效果。学生可以自由支配实验时间，选择实验地点，并可以全身心地投入到实验中去，不但可以促进学生实验的教学效果，而且可以大大培养学生的科研兴趣，进而联系自己学习的实际，促进理论课程学习的效果。

3 汽车液压与气压传动课程实验应有针对性、前沿性

由于实验传统教育模式过分强调本科生教材和教学内容的完整性和正确性，对于存在争议、理论体系尚不十分完整、逻辑体系和处理问题的方法还不是十分成熟的知识，在教科书中很少见到，有的甚至是丝毫没有涉及。然而学科前沿问题，大部分都是直接来自于自然、社会和人们的实际生活，是研究者对传统的观念、思想和理论的扬弃，是突破和发展，其理论不可能马上成熟起来；从不成熟到成熟往往是很长的历史过程，甚至需要几代人、十几代人的努力。这样在一定程度上，传统的教育模式必然会造成实验教学内容与学科前沿的脱节(鸿沟)，形成学生知识发展的断层，如图2所示。目前开设的汽车液压与气压传动课程实验中，只是有关液压与气压传动基础的实验，而针对汽车方面的还没涉及，这是亟待解决的问题。

图2 学生的知识发展的断层

4 通过液压与气压传动课程综合性、设计性、有针对性的实验，培养学生创新能力实例

综合性、设计性、有针对性实验实施的基本步骤：选题、文献资料查询、设计确定实验方案、实验操作、处理分析实验数据、完成实验报告。整个实验过程的主体是学生，教师的任务是给予学生必要的指导和解答学生的问题。

如一组学生的实验题目是“汽车液压助力转向系统”，通过汽车液压助力转向系统的实验，总结液压与气压传动的工作原理在实际中的应用。由于该题目与车辆工程专业息息相关，实验题目贴近工作实际，实用价值大，因此可以调动学生开展实验的积极性和主动性，激发他们解决问题的欲望。在实验准备阶段，教师可以先播放有关助力转向系统的视频，并向学生提供部分参考文献资料并讲解其查阅方法，然后学生明确实验的重点和难点，并在教师的指导下设计具体的实验方案。学生可根据文献设计实验步骤，分为方向盘不动、方向盘左转、方向盘右转三种情况，根据不同情况下各个泵和阀的工作状态确定的油路的通断状态，确定油液压力的作用方向。

实验过程中，教师可提出让大家思考的问题，以及在该应用中应该改进的方面，让学生去发现问题。该实验项目既应用了液压与气压传动课程所包含的理论知识，又涉及车辆的有关知识，能够使学生在巩固理论知识的同时了解到在汽车方面应用的特点，为后续课程的学习和实际工作能力的提高奠定良好的基础。

5 结束语

综上所述，在液压与气压传动课程实验的教学过程中，如何消除目标鸿沟，形成目标共鸣效应，缩短知识与学科前沿、实际应用的距离，为学生知识的发展和应用铺平道路，实现液压与气压传动课程综合性、设计性、有针对性的实验，这是摆在所有实验教师面前的一个极富挑战性的课题。笔者结合车辆工程专业特点，针对液压与气压传动课程实验存在的问题与大学生创新性实验与创新能力培养之间的关系，认为大学生创新性实验计划应该分步走：首先让学生接受系统的基础理论教学和实践教学的培养，在获得一定理论知识和实践动手能力的积累后，进行全开放的自主实验，完成从被动学习到主动学习的转变，促进学生综合素质与创新能力的提高。

[1]张起祥.综合性、设计性实验研究[J].黑龙江高教研究,2008(2):165-166.

[2]张小林,周美华,李茂康.综合性、设计性实验教学改革探索与实践[J].实验室技术与管理,2007(7):94-96.

[3]周学君,赵亮方.大学生创新性实验计划教育体系的探讨[J].实践教学,2011(1):111-112.

[4]郭艾侠,万艳春,潘春华.《网络与信息安全》课程综合性设计性实验建设的探讨[J].农业教育研究,2009(1):2-5.

[5]伍新春.高等教育心理学[M].北京:高等教育出版社,2001:130-135.

[6]郭春生,孙曜.面向创新能力培养的理工科实验教学研究[J].现代教育科学,2009(6):124-126.