创新驱动发展背景下液压传动课程教改探讨

尹凝霞 张世亮 李伟洪 梁景松

[摘 要]创新驱动发展战略的提出和新技术新产品的出现，对传统液压传动课程提出了更高要求，本文以培养学生创新能力为目标，分析了当前液压传动课程教学中存在的问题，通过优化课程体系，将工程思维融入课程教学，使课程教学与现代教学理念相吻合，教学中围绕工程应用实践，强化实践环节，优化考核方法，培养学生的创新意识和创新能力。

[关键词]创新驱动；液压传动；教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）08-0088-03

江泽民同志早在1995年全国科学技术大会上就指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”党的十八大再次明确提出“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，须摆在国家发展全局的核心位置”。高校作为科技第一生产力与人才第一资源的汇聚地，需在创新驱动中起到引领作用[1]。实施创新驱动发展理念落实到高校中具体开设的课程，主要是指有效整合教学资源，合理梳理知识点并分配学时，突出实踐应用，改革教学方法及优化考核方法，使教学更有效。

对传统课程进行教学改革是创新驱动发展背景下的必然趋势。液压传动课程是机械制造类、机电类及电气自动化等相关专业的一门重要主要专业基础课，其教学目的是使学生掌握液压传动与控制技术的基础知识，胜任一般液压系统的分析及设计工作，为学习其他专业课程和从事机械设计制造、使用维修等方面工作打下基础，因此液压传动是机械技术与电气控制技术的桥梁，学好液压传动课程，对学生今后走向工作岗位，尽快适应工作不无裨益。在创新驱动背景下，液压传动课程的课程体系、授课方法及考核方法等都须进一步优化，亦即在创新驱动背景下，液压传动课程的一个重要任务是培养学生的创新能力，因此须以创新能力培养为主旨对现有教学内容、授课方法和课程考核进行改革，对已有的教学体制进行思考与创新。

一、液压传动课程改革的紧迫性

基础教育是科教兴国的奠基工程，基础课程在基础教育中处于核心地位，是教育理念和教学思想的集中体现，是落实培养目标的“施工蓝图”，同时它还是教学活动最主要的依据。液压传动课程是机械类专业的核心课程，属于必修课，其主要特点是：（1）理论性强，液压传动是在流体力学知识和实验结果基础上推理建立起来的，液压系统定律为理论基础。（2）实践性强，液压传动与我们的生活和工程实际紧密相连，如现代组合机床的制造与使用维护、工程机械的开发，无一离不开液压传动。（3）抽象性强，液体在缝隙中的流动、液压冲击与气穴现象均难以用语言描述其状态和原理[2]。

（一）学时少内容多

随着社会化进程加快，科学门类增多，知识愈加丰富，像液压传动这样的专业基础课分担的学时越来越少，但新技术新产品不断涌现，学时少内容多的矛盾愈加突出，单纯减少课程内容并不可取，同时也不利于学生以后发展。很多学校已经把液压传动课程设计砍掉，液压传动的课堂教学也一减再减，笔者所在的广东海洋大学液压传动课时已减为48学时。

（二）班容量大，教学手段单一，离实用性较远

小班制教学便于教和学沟通，便于因材施教，便于尝试各种新式的教学方法，可充分调动双方积极性，提高课堂效率[3]。而大学的连年扩招造成教学资源日渐短缺，因此现在很多课程都选择的是大班制上课，一般专业课课容量也在70人左右，有的课程课容量更大，甚至达到140人或者更多，班容量的增大和学时的限制，使得目前的教学大都以教师的单向传授知识为主，不是以“学生”为本，而是以“知识”为本，只是向学生灌输知识，而未考虑到学生需求与接受程度。

教学模式上，采用统一的教学计划、同一种教学模式、同一种教学进度，未能充分考虑到学生的差异性和个性特点。在当今高速发展的信息时代，获取知识的途径越来越多样化，原有的知识载体和教学方法越来越不受欢迎，“重教轻学”是现在高校教学过程中普遍存在的问题，教学改革的关注点大都集中在教学方法改革上，而实用性需要学生的自主学习为基础。

（三）考核评价方式单一

现有的考核方式主要是平时成绩（20%～40%）+期末成绩（80%～60%）的形式，其中平时成绩主要包括对平时考勤、课堂表现、平时作业方面的考核；期末成绩主要是依照教学大纲对本门课程进行涵盖本门课全部内容的考核。这虽然不等同于“一卷定终身”，但仍存在如下弊端：平时考勤，由于现在上课的班容量非常大，不可能每堂课都记考勤、课堂表现，考核往往只能对少部分同学进行，覆盖面不够宽；平时作业，只能以学生交上来的作业结果作为参考，虽然教师可以花时间做到全批全改，但由于学生作业存在抄袭情况，有的时候一个班的同学交上来，只有两三个版本，甚至有的同学不管什么题目，不管自己会不会，都一概去网上百度答案，直接对照着直接抄，如此做来，评价公正性欠缺，对大范围的作业抄袭，很多时候任课老师也只能是不了了之；考试中以引导学生记忆为主，以分数定夺学生的学习效果，在一定程度上严重束缚了学生的创新能力培养。

二、液压传动教学改革措施

（一）建立突出实践应用的液压传动课程教学体系

在知识高速发展、科技高度发达，知识以指数级增加的今天，不可能所有内容的学习都在课堂上进行。随着教学学时的缩减，教学内容的选择显得尤为重要，这就要求任课教师认真编选并组织精要的内容集中教学，并以学生为主体进行教学。面对几百页的教材，只有48个有限学时，在第一次课堂上，教师可主动把教学大纲和教学计划公布给学生，先告诉学生哪些知识点是重点要掌握的，哪些知识点一般掌握即可，哪些章节内容可以不讲，这能消除学生畏难情绪，另外还要让学生了解这门课的具体要求，考核方式与标准等。液压传动是一门很重要的专业基础课，毕竟不是科普，因随着学时少内容多矛盾的突显，首要任务就是调整大纲，既要考虑到学生的基础，又要帮助他们建立工程的概念，为以后的自主创新打基础。在有限的学时内合理选择课堂教学内容是关系到能否真正实现课程目标的关键一环。综合各种情况，建立如图1所示的液压传动课程体系。

在完善教学体系的同时，还要更新教学理念，改变以往传统的、单一按章节知识点教授的教学方式，通过梳理知识点间的内在联系，选取合适的工程实例贯穿于知识点的讲授中，结合工程实例及生活中的工程现象对液压的原理加以解释分析。如三峡大坝为什么建得特别高？液压设备为什么运动得特别慢？高层宿舍为什么经常停水？埋在地下的煤气主管道为什么特别粗？可以把这些生活中和工程中的案例融入课堂的理论教学。

将工程思维融入课堂教学，将工程问题渗透于教学过程，理论教学中遵循由简到繁、由浅入深、循序渐进的授课要求，从单纯传授知识到培养能力的层次提升，在课堂教学互动中融入工程思维问题的探讨与分析，使学生在不知不觉中掌握液压基本原理。同时，可通过对液压传动知识点进行系统分类，对各类知识点匹配选取合适的工程实例，以工程实例带动理论，调动学生学习兴趣。也可以通过工程案例教学法，将理论与实践教学有机结合，使学生的动手能力、创新创业能力等得到全面提高。

对于部分大纲内的内容，上课没时间讲授，可留到课下让学生自己学习，推荐学生翻看参考书，讲明要求，并在适当时间进行考核，考核成绩作为平时成绩一部分。另外，随着网络和手机的普及，网络几乎成了大学生生活中不可缺少的部分，尤其是今天这些90后大学生，我们可以就此引导学生通过网络进行学习。广东海洋大学的液压传动课程已立项成为广东省精品资源共享课程[4]，共享课程中还设有答疑模块，可利用大学生比较热衷的QQ群和微信群社交平台进行即使答疑，使学生的学習更有效，还可以帮助老师及时掌握学生的学习情况，加强任课老师与学生之前的沟通交流，接地气的教师更受学生欢迎。

（二）改革液压传动教学方法，强化学生实践环节

1.要改变传统的教学方法。虽然改变传统的教学方法并非一朝一夕就能实现，受到诸如具体的教学内容、学生现有水平、学生学习风格、教师教学风格、学校教学条件等因素影响，但即使这样，我们仍然要依据液压传动课程的特点，在教学过程中充分考虑学生的实际情况，以教师和学生的互动作为出发点来设计教学方法，并且突出“以工程应用为主线”，提高学生分析和解决工程实际问题的能力，这样才能使得我们培养的人才能够适应时代的发展和国家的战略发展规划。工程思维是工程实践与现实生活中提出问题，进而运用科学理论与工程技术来解决问题的过程，此过程不仅将理论知识和工程实践紧密相连，使枯燥的理论通俗易懂，而且还可培养学生的工程实践能力。工程案例教学法是一种能提高学生综合决策、解决实际应用问题能力的教学方法，具有高度的拟真性、灵活的启发性、鲜明的针对性等特点，能让枯燥、抽象的理论转化为鲜活的实例，能大大的调动学生的学习兴趣，非常适用于大学工科专业课程的教学。通过把生活中和工程中的案例融入理论课堂教学，增强学生的学习兴趣，让学生把理论知识融会贯通，进而提高其分析问题和解决问题的能力。为了让液压传动课堂教学内容更贴近工程实际，教学内容更鲜活，让学生记忆深刻，也可以通过工程案例教学引导学生开展探究式学习，提高学生理论联系实际能力和动手能力，增强创新能力。

2.从工程视角创设问题，驱动课堂教学互动。将液压传动的理论课堂教学过程转变为液压工程思维训练过程，将工程思维贯穿于理论教学过程之中，变“纸上谈兵”为鲜活的工程思维训练，这不仅是学生学习方面一个质的飞跃，也是任课教师思维发展与完善的过程。同时以重视知识传授转向重视教会学生学习和良好学习习惯的培养，目的是为了使我们的教学更有效，因为学会学习远比掌握某个知识点更重要。

3.实施多梯度多层次实验教学。液压传动课程的特点是实践性强，加强实验室建设、重视实践环节、实施多层次实验教学是液压传动课程建设的一个重要方面。传统液压传动实验课程受困于实验设备及其他原因，以验证性实验为主，主要验证理论课教学中学习的液压泵、液压阀及一些回路的特性。随着“工业4.0”时代的加速来临和“中国制造2025”战略及创新驱动发展战略的提出，制造业的模式和思维将发生重大改变，制造业升级换代发展中面临的挑战对制造业人才培养提出更高要求，发现问题和动手解决问题的能力急需提高，依据学生能力和需求，开设一定学时的设计性实验、综合性实验、开放性实验是非常重要而且非常必要的，这不仅可加深学生对液压系统组成元件与基本回路的理解和应用，还可让学生通过动手实验提高解决问题的能力。

虽然随着广东省教育厅在教育方面投资力度的加大，很多实验室的实验条件得以改善，但并非所有实验室的条件短期内都能得以改善，而且受大班制教学所限，并非所有学生都能动手进行实验。实验设备短缺、人数众多的问题可以通过虚拟实验平台得以解决。虚拟仿真实验平台通过虚拟现实技术、多媒体技术、人机交互技术、数据库技术、虚拟实验环境来模拟实验，使学生在虚拟环境中完成实验，同样可以达到实验教学的目的。而这一平台更受到当前90后大学生的欢迎，这一技术也引发越来越多的关注，包括重庆大学、南京理工大学等都先后有了自己的虚拟实验室[5]。

4.重视课程设计。课程设计是液压传动教学过程中很重要的一个教学环节，课程设计的性质决定了其对学生工程意识及设计能力培养方面的优势。液压传动可与三维CAD课程结合起来进行综合课程设计，通过这个综合课程设计可让学生更充分的理解液压元器件的内部结构与原理、液压油路的通与断，同时还能鼓励学生熟练的利用三维建模软件设计出三维实体模型。这样的题目综合性非常强，需要学生课下查阅大量的资料和设计手册，为最终的毕业设计乃至以后的工作打下基础。

（三）改革考核评价方式，多元评价

考核评价是课程中重要的一环，是提高教学质量、促进学生获取知识、提高应用知识能力及促进素质培养的重要手段。建立科学、合理的课程评价体系可促进教学和提高教学质量。依据液压传动的特点及创新驱动发展的需要，我们对液压传动课程的考核评价做了一些有益的探索和尝试。

1.考核方式多元化。改变以往以闭卷考试为主，以笔试成绩为主的考核方式，加强平时教学过程的考核。针对平时的考核，考勤毕竟也是理论课的保障，可以通过电子签名实现，或者给学生排好位置，直接针对位置进行点名就可以了，这样不仅可以大大缩减时间，而且也可在一定程度上提高到课率；针对平时抄作业的情况，可以让作业在题库里随机生成，每个学生的题目不同，并且限时作答，这样新颖的作业形式，比较适合当今90后大学生，抄作业的情况在一定程度上大大减少了，但这要求题库里的题目要比较多，需要任课教师课下多花功夫，使题库里的题目不仅有上课的重点，也要有上课只是点过，要求大家课下自己学习的内容。

2.考核内容综合全面。考试不仅多元，内容更应全面，笔试内容重在对液压传动基础理论知识和阀、回路分析计算能力的考核，不管是内容的深度还是广度，不管是疑点还是难点都要合理规划。平时的作业适当增加难度，尽量以综合题目给出，使学生在掌握基础理论的基础上，将其用于实际工程案例分析，因此平时的题目既要具有一定的液压传动基础知识，又要具有一定的工程背景，并且尽量是开放式的题目，鼓励学生大胆思考、勇于探索。理论课教学尽量“考教分离”，任课教师不直接参与课程考试。

三、总结

在创新驱动发展战略实施的大背景下，为了提高液压传动的教学效果，帮助学生养成独立自主学习、自我约束学习的习惯，我们对液压传动课程进行了一些有益的尝试和探索，通过有效整合液压传动教学资源、合理梳理液压传动课程的知识点并分配学时、突出实践应用改革教学方法及优化考核方法使液压传动的教学更有效。实践表明，在液压传动教学中突出以学生为中心，融入工程思维，可培养学生独立自主学习能力和创新能力，体现液压传动专业基础课必须、够用的原则，并为后续课程的学习打下坚实基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 彭渝丽，周黎萍.论高校在国家创新体系中的地位和作用[J]. 技术创新与管理，2007（3）：16-18.

[2] 葛立臣，李新华. 液压传动课程的教学特点与教学方法[J]. 科技风，2011（20）：200.

[3] 宋广文，刘凤娟，杨超. 论全面推行小班制教学的必要性与可能性[J]. 教育研究与实验，2013（4）：72-75.

[4] 尹凝霞，张世亮，梁景松. 液压与气压传动精品课程建设实践[J]. 大学教育，2017（4）：65-67.

[5] 吴涛.机械液压虚拟实验仿真平台的设计与实现[D]. 重庆：重庆大学，2016

[责任编辑 钟 岚]