基于仿真实验平台的液压传动实验对分课堂教学模式探索

【摘要】针对液压传动控制技术实验课程现状及问题，基于智能化测控液压传动综合实验台和模块化教学方式，提出了液压传动实验课程的对分课堂实施方案。通过课程改革激发了学生的学习兴趣，学生综合素质得到明显提高。

【关键词】对分课堂 液压传动 实验教学

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）03-0249-02

引言

实验教学作为工科教学的重要内容，对学生的理论知识掌握、科研方法、实验技能以及创新精神的培养，都具有极其重要的地位[1]。液压传动实验作为机械专业课程流体力学的延伸和拓展，进一步加强学生理论与实践相结合的能力，围绕液压油的物理和层流特征，依托液压传动实验室，系统开设了25个实验项目。

1.对分课堂的必要性

对分课堂教学模式把教学在时间上分为讲授、内化吸收和讨论3个基本步骤[2]。液压传动实验仿真平台，具有开放重复性、仿真性等特点，采用该教学模式基于以下考虑。①液压传动实验课程是围绕液压油物理及层流过程而设计的，实验必须在高温高压下进行，温度在 42～75℃，压力在 32MPa左右，实验过程中具有一定的危险性，学生在没有做预习和操作不当的情况下非常危险，所以在讲解基本概念和原理后有个内化吸收过程是非常有必要的。②实验研究对象为管路里的液压油，在各种控制阀中流动，涉及到的概念和机理具有一定的复杂性和抽象性；其次相关实验仪器昂贵复杂，操作不规范容易使实验仪器损坏。在实战操作之前，学生通过仿真实验平台进行模拟实验，深入理解理论难点和实验关键操作方法，平台的可视化、可修正和可重复性等特征打破了时间和空间限制。

2.对分课堂的教学实施

为了对比和提高实验教学效果，在 2017-2018学年春学期首先针对机械设计专业15级2个班进行试点教学，每班 40个学生，共 80人。该实验课程共 12个学时，包含 6个实验，采用模块化教学方式[3]，把实验项目分为 3个模块（①复杂状态下液压泵动、静态实验与仿真；②液压控制阀精确控制实验与仿真；③新型伺服阀控制实验与仿真），每个教学模块4个学时。

2.1 课程设计

针对液压传动实验现状，每2个人一组，每班20组，每次10组同时进行实验，除了第一次是标准的1个学时，用于教学模式的说明及第一个实验模块的理论讲授，指导学生进行液压传动实验仿真平台的操作使用；其余3个学时，包括： ①该实验模块回顾及实验细节讨论，考察学生是否已经理解和明确实验原理和过程；②进行实验操作，分工明确，实验有序进行；③上一个实验模块反馈以及下一个模块的理论讲授。

2.2 仿真实验平台设计

借助如今丰富的网络教育资源，无线通信技术，实现可视化学习，适用于对分课堂的内化吸收过程。学生通过手机APP利用课余时间即可轻松实现高温高压实验条件，同时通过滑动、点击等操作即可完成仿真实验，且在设计过程中，每一步都附带动画提示及文字说明，让学生在操作过程中理解实验基本原理。

2.3 考评及反馈

液压传动实验课程注重实验过程学习，其中3个实验模块，每个实验模块基础分20分，包括仿真平台模拟操作5分，实践操作表现10分，实验报告撰写5分，还有40分为平时积极发言及讨论分值，总计100分。实验反馈主要针对在上一组实验操作中容易出现的问题，共同交流讨论避免类似问题重复出现。

3.对分课堂教学过程心得体会

对分课堂自2014年推广以来，在国内各大高校受到广泛关注，迅速引发很多实践推广[4]。

在刚过去的春季学期尝试了对分课堂教学模式，学生明显积极很多，课堂气氛更加热烈，通过几周的内化吸收，学生对实验原理和操作过程已经有了基本了解，所以在问题讨论过程中，大家都有理可依，教师在学生讨论过程中主要负责引导和倾听，给了学生更好地沟通和展示机会。对分课堂有助于教与学相长，内化吸收和交流反馈环节，给了学生和教师进一步沟通的机会，在学生疑问中教师也在成长。

对分课堂相对传统课堂更加灵活，需要教师根据每个模块的实验内容和形式，安排好讲授和讨论实验的时间，而不用严格规定为1∶1的时间分配，因此教师需要夯实的理论基础，强大的课堂驾驭能力和引导能力。学生也必须从传统课堂的被动学习中及时转变，化被动为主动，基于实验仿真平台每个人都有內化吸收的过程记录，在讨论阶段个人经验问题共同分享，再分组实验；在此过程中，需要学生课下消化，课上思考交流。

结论

阐述了对分课堂在液压传动实验教学过程中的应用，首先在理论讲授后，基于实验仿真平台更有效地进行内化吸收，采用模块化教学把液压传动实验划分为 3个模块，每个模块4个课时，效地实施讨论和分组实验，形成了一套集教学、学习、讨论反馈、实验为一体的对分课堂教学模式，益于对学生进行过程考核，更加体现了高速发展的网络时代实验教学改革的尝试，调动了学生的主观能动性，教学相长，锻炼了学生通过实验求知探新的能力。

参考文献：

[1]宋国利，盖功琪.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2010（2）：91-93.

[2]杜艳飞，张学新.对分课堂： 高校课堂教学模式改革实践[J].继续教育研究，2016（3）：116-118.

[3]付帅师，李爱芬.实验模块化教学改革初探[J].实验室研究与探索，2015（10）：165-167，229.

[4]王尔馥.网络环境下的高效对分课堂教学模式改革[J].高师理科学刊，2016（5）：89-91.

作者简介：

王立东（1977-），男，甘肃张掖人，讲师，工学硕士，研究方向：光机电液一体化综合技术。