基于“专创融合”背景下《液压与气压传动》课程教学改革的研究＊

秦娟娟，杨永萍，解浩，李怀远

(兰州工业学院，甘肃 兰州 730050)

《液压与气压传动》是研究以液体（气体）为工作介质进行能量传递和控制，来实现各种机械传动和自动控制的学科。作为机械电子工程专业的专业基础课，其课程与工程实际有非常紧密的联系，是集理论学习、实验分析、实践设计、数学物理建模和工程问题的解决方案为一体，目的在于培养学生解决工程实际问题的创新意识和设计能力，在衔接基础课程和专业课程之间起着非常重要的作用。

1 课程改革研究背景

随着“专业教育”与“创新创业教育”深度融合的提出，将创新创业教育融入专业教育是高等教育更深入、更全面、更高层次的创新与改革，也是国家创新发展、经济创新驱动、人才培养模式创新改革的重要环节[1]。那么，液压与气压传动课程在“专创融合”课程建设上需要新的革新与挑战。目前，一些学者对液压与气压传动课程建设进行了探索和改革。湖北工业大学[2]在基础实验、课程设计和综合实验创新训练三个实践性教学环节中加强对学生综合能力、创新能力和工程应用能力的培养。湖南汽车工业学院[3]从实践教学课程设置、校企合作以及教学科研相结合等方面对课程实践教学环节进行探索。淮南师范学院[4]从工程教育专业认证角度出发，修订教学大纲，明确课程目标与毕业要求之间的对应关系，对课堂教学改革及考核体系建设等方面的实践进行探讨。这些改革在培养实践创新型及应用型人才，提高学生动手实践的工程应用能力上有所欠缺。以培养双创人才的需求为契机，以创新“人”的全面教育为核心，贯彻学生思维培养、能力培养和知识培养的双创核心素养理念，依据课程组教师多年课堂教学效果的总结及机械电子工程专业学生的学习状况及特点，对液压与气压传动课程进行“专创融合”教学探究。那么，如何在教学过程培养学生的创新能力、实践能力及综合素质？这将是课程改革亟须解决的问题。

2 课程改革思路及措施

本课程建设秉承“专创融合”的宗旨，以注重对学生思维培养、知识培养和能力培养为目标，着手从优化教学内容融入思政元素、辅助教学手段创新、实践教学创新及优化考核方式四个方面展开课程建设与改革。

1) 优化教学内容、融入思政元素。针对当今社会工业领域发展的多元化，应用型工程技术人才的实际要求，依据本校机械电子工程专业的人才培养方案对《液压与气压传动》教学大纲进行编写，划分教学模块，详实教学内容。理论教学内容划分为五个单元模块，如图1 所示。其中，对“绪论”“液压传动基础知识部分”“液压元件部分”和“液压系统部分”四个模块的教学内容分别融入与本模块教学内容相关且处于发展前沿的液气压技术知识点，帮助学生理解与模块相关知识点，明白液气压技术在工业领域的应用以及发展方向。课程内容讲解的同时，融入思政元素，以激发学生们的爱国情怀。五个模块知识点分层建立，层层递进，规划讲授，突出重点难点，使教学内容做到系统化、专业化及高效化。

图1 《液压与气压传动》课程改革思路框图

2) 辅助教学手段创新。搜集课程中所学各类压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀及辅助元件的零件结构图纸，利用设计宝和“SolidWorks”建立元件模型；将所建立元件的三维模型制作组装、拆装动画过程并库存，完成元件模型教学软件。元件的结构由传统平面图片认识改变为新的立体结构认知，方便教学中液气压元件结构的讲解，帮助学生理解各类液压元件及辅助元件的工作原理，激发学习兴趣。

在课外利用线上“腾讯课堂”“钉钉””或“QQ 群视频”辅导课堂难点、疑点及作业，学生课外可利用线上“MOOC”“爱课程”“精品课”“学堂在线”及“智慧树网”在线教学网络资源，根据课程教学模块的设置，线下在每个教学模块的适当课堂教学时间段组织“翻转课堂”。将以教师“教”为中心转为以学生“学”为中心；体现学习过程的“探究性”和学习结果的“个性化”。

3) 实践教学创新。根据专业特点，在理论课程结束后开设《电液系统综合设计》课程设计，结合机电系统装备中液压与气压传动的应用，设计创新题目作为机电液综合课程设计题目，锻炼学生液压与气压系统设计创新思维。课程设计具体内容包括明确设计要求，进行工况分析，完成主要参数的计算、拟定液压系统原理图、液压元件的计算与选择、液压系统的性能验算、液压系统上机调试、电控系统硬件设计、电控系统程序设计、电液系统综合调试及编写设计说明书。在上试验台调试之前，学生可借助“AMESim”或“FluidSIM”电液系统虚拟仿真软件创新设计系统模型，体验创新设计，以验证所设计液压系统的可行性，然后通过试验设备实践验证设计的正确性。

通过这一实践环节，帮助学生将液压与气压传动、机电传动控制、机械控制工程的理论知识综合应用于电液系统综合设计，增强学生机、电、液方面知识的综合应用能力，加深和巩固对课堂教学内容的理解，锻炼学生工程设计、沟通协作及成果撰写表达能力，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。

4) 优化考核方式。降低理论考试的比重，提高教学过程考核比重，课程考核环节包括过程考核（占比40%）和期末闭卷笔试成绩（占比60%）。过程考核由实验成绩、课堂表现及互动、作业与课堂考勤四环节组成，课堂互动中包括课堂分组讨论与“翻转课堂”，作业包括平时作业及大作业（液压基本回路的设计），考核方式更注重学生在学习过程中知识、素质和能力的获得。在实验考核中注重学生平时实验预习情况、实践参与情况、实验课堂实验表现、实验态度、主观能动性、创新意识、团队协作能力等方面的考核，激发学生实验兴趣，调动学生积极参与。

3 总结

该课程改革紧密围绕“专业教育”与“创新创业教育”深度融合要求，依据本校应用型本科人才办学定位，结合本校机械电子工程专业的人才培养方案对课程教学大纲进行编写，划分教学模块，优化教学内容及教学方法，课程内容体现液气压传动技术在专业中的应用性及专业发展的前沿性。辅助教学手段创新及线上、线下混合式教学模式，让学生学习思维转变为“爱学习”和“要学习”。理论教学与实践教学相融合，以提升教学效果。优化考核方式，加重过程考核，注重知识-能力-素质的培养。本课程用两年时间在机械电子工程专业不同班级行使了改革措施，并且完成了本校课程评估建设，取得良好的效果，其改革思路及措施对“专创融合”教学改革具有指导性的作用。