一流本科课程建设下液压传动与控制课程教学探索与实践

肖文荣 冯利娟

摘 要：课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。本文以《液压传动与控制》课程为例，主要探讨了该课程在运用微课与慕课等信息化手段辅助教学过程中存在的问题，特别是“信息化填鸭式”教学的不足，并从课程教学、课程考核、课程目标三个方面重点论述了液压课程“以学生为中心”的微课与慕课教学实践。

关键词：教学实践 液压传动 一流本科课程

2019年10月，教育部发布的《关于一流本科课程建设的实施意见》指出，课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量；必须深化教育教学改革，必须把教学改革成果落实到课程建设上。意见还提到，加强对学生课堂内外、线上线下学习的评价，强化阅读量和阅读能力考查，提升课程学习的广度[1]。本文以普通高等学校机械专业的《液压传动与控制》课程为例，重点阐述在课程建设过程中遵循的建设原则：以学习产出为导向（OBE）理念下“以学生为中心”的混合教学、5+1综合评价等。

1 液压传动与控制课程简介及在教学存在的主要问题

液压传动与控制（以下简称液压）是机械设备实现传动与控制的关键技术之一，广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，是机械类专业的必修课程。本课程以液压传动与控制的基本概念、基本理论、基本方法、以及工程实例为主线，主要学习：流体力学基本知识，各类液压元件的结构及工作原理，各类液压基本回路的组成及特点，液压系统的分析与设计方法以及工程实例等。使学生掌握液压流体力学的基础知识和相应的计算技能，掌握各种液压元件的工作原理、性能及基本结构，熟练掌握液压基本回路的构成及工作原理，为后续课程进一步分析、阅读、设计液压系统打下坚实基础。

传统液压传动与控制课程教学以理论为主、观摩性实验和课后作业为辅。该模式已无法适应一流本科课程建设下“新工科”专业人才培养的时代要求，虽然随着信息化技术的发展，大量如微课、慕课等新的信息化手段逐渐运用到了液压的教学中，但仍处于发展阶段，主要存在如下问题：

1.1 微课、慕课中产生了新型“信息化填鸭式”教学

传统的“填鸭式”教学将教学看作是一个“传递—接受”的过程，把教学看作是产品的生产加工过程，往往过于强调学习效率。它一般有如下特征[2]：（1）以教师为中心，强调知识的输出效率；（2）学生学习的主观能动性难以发挥，学生是知识的被动接受中；（3）片面追求教学的效率，不注重学生的个体差异；（4）教学方法以讲课为主；（5）教学评价以结课卷面评价为主，忽视过程评价。传统的液压课程教学多为“填鸭式”教学，教学多以PPT，板书的形式讲授，这导致学生缺乏对齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、相应类型的液压马达、液压缸、换向阀、溢流阀、减压阀、调整阀等关键元件的形象认知，难以理解如斜液压盘式轴向柱塞泵滑靴副的静压支撑，进而难以理解柱塞泵为什么能做高压泵；难以理解双叶片结构或子母叶片的工作原理，进而难以理解双作用叶片泵的高压化趋势。

近来运用信息化手段辅助液压课程的教学，如微课、慕课等均是以视频为主要载体，学生学习的过程处于单向状态，学生与教师几乎丧失了宝贵的实时交流机会，学生完全处于一种被动学习状态。尽管信息化教学手段的运用能够帮助学生理解液压的相关知识点，特别是各液压元件的原理，但多数情况下，动画、声音等多媒体的运用，并不是为了帮助学生理解和分析液压系统，而是为了让学生“记住”液压的知识，而且，微课与慕课视频的时间短，信息量更大，学习强度更大，导致“灌输”思想指导下的死记硬背成为必然。甚至由于学生在缺少监督的情况下学习，导致微课与慕课很多情况下处于“放空打卡”状态。

以学习产出为导向来看，学生的学习兴趣、自觉性、主动性等方面的差异导致了学习结果存在显著的群体差异。从激励来源看，获取学分和考试成绩仍然是吸引和激励学生进行微课和慕课学习的主要因素，学习的目的多是外在的，而非内在的。从教师中心论的角度来看，当前的微课与慕课不过是信息化的“教师中心”。以教学过程来看，现阶段液压课程的微课与慕课，其学习内容仍然是教师指定的，学习的过程由教师或者平台来控制，学习的方法由教师所选择。学生“被动”打开视频，“喂”他们知识的还是教师，只不过由课堂中现场的教师变成了屏幕视频里的教师而已。因此，与传统的“填鸭式”教学相比，微课与慕课中的“填鸭式”教学表现得更加隐蔽，给人感觉更加“高科技”。虽然微课与慕课中融入了更多的现代教学方法，但是，视频毕竟不同于现实课堂，教师难以实时掌握学习进度，难以个别指导，更少的实时交流，不能及时启发学生思考，缺少了现实课堂中那种“生动勃勃”与“潜移默化”的一步步达成教学目标的充满智慧的过程，其形式看似丰富，其内容看似饱满，实则更加生硬死板，极易淪为教师探究的“表演”，而非学生 “灵动”的探究。

故而，现阶段微课和慕课等信息化教学手段在液压课程教学中的应用，虽然丰富了教学形式，对教学也不无裨益，但大多数仍然属于“填鸭式”教学的范畴，本质上不过是一种升级了的新型“信息化填鸭式”教学。

1.2 课程知识点分散，融合度不够，学习负荷大

液压传动为理论联系实际，多学科融合性较强的一门课程。在分析问题时，需要综合运用流体分析、理论力学、材料力学、制造工艺学、控制论等众多学科知识，但教学编写一般以元器件为单元编写，知识点分散，体系性与逻辑性较差，学生先导课程如果掌握不好，学习效果较差。而且，在微课和慕课的学习中，为了保证学习的注意力，视频时间一般不宜过长，视频时间要尽量压缩，一节课的视频长度一般在10分钟上下，教学时长与知识容量矛盾突出，其结果就是与课堂相比，微课与慕课的教学节奏普遍更快，反而强化了知识的分散性，割裂了知识点之间的内存联系。

另一方面，为了保证线上教学的完整性，相比课堂教学，微课和慕课视频的教学内容和教学环节并没有明显减少，相反，由于信息化手段的运用，视频中能够融入更多的信息，进而使得教学内容更加丰富，一般在液压课程的微课中情境创设、探究发现、新知学习、练习巩固、小结反思等教学环节都会完整呈现，进一步加重了学生的认知负荷。

1.3 课程考核方式过于简单，缺乏过程性评价内容

传统的液压课程教学的考核方式多采用期末闭卷考试，通过卷面分数与平时作业来评价学生最终的学习成绩。卷面考试成绩分析偶然性较强，而且工科学生，特别是机械学生的课程学习任务一般偏重，作业偏多，而现在信息技术的发达，作业抄袭较过去更加普遍，导致最终评价指标失真，亟需建立一流课程多元化过程性评价机制。

2 一流本科课程建设下液压课程的教学实践

2.1 以学生为中心，以目标为导向完善理论教学模式

以学生为中心，即要以学生的学习为中心，以学生学习效果为中心，以学生发展为中心[3]。围绕“两性一度”开展教学实践。

首先，顺应一流本科建设要求，积极更新授课知识点，将大数据、人工智能和数字孪生等新兴技术融入到液压课程理论教学中，促进授课方法的升级和教学内容的优化。如以斜盘式轴向柱塞泵为例，结合教师科研，构建斜盘式轴向柱塞泵的数字孪生模型，包括几何模型、物理模型和过程模型，使学习内容以更加透明的形式展现给学生，使学生容易理解其几何结构、工作原理以及运行模式，这样学生既能更好的掌握教学内容，又能紧跟科技前沿，更能激发学生的学习热情。

其次，开展项目驱动式教学，将各零散的知识到，集成到一个个小型的液压项目中，通过边学习、边探究项目、边发现问题、边查找资料、边提出解决方案、边论证、边设计、边优化，最终完成项目，达到将理论与实际贯通，变灌输式学习为探究式学习，变“填鸭式”被动学习为主动迎接挑战，变枯燥的理论学习为有趣的理论“探索”。

最后，基于液压课程的工科属性，强化学生提出问题，分析问题，解决问题的能力，强化工科思维。将一个个小的教学目标，分解为一个个具体的数学建模过程，让学生能够聚焦学习目标，根据液压传动与控制的理论知识提出假设、抽象建立数学模型、求解数学模型、定性分析、定量分析，并利用结论分析实际问题。强化工科思维，让学生不仅能学到液压的基本知识，更能掌握分析问题的方法。

在微课与慕课等信息化手段的应用上，应避免一个教学内容一个视频讲到底，不要在一个视频中讲完成所有的知识点，应当根据不同的学情、教学目标和教学内容，灵活设计，留给学生更多空间去思考与探究知识，引导学生自我寻找路径去自主建构知识。以齿轮泵的微课设计为例，不要将整个齿轮泵的教学内容在一个视频中讲解完毕，而应结合图片、动画、提问、视频设计成启发式、切片式的形式以串联或并联的形式接合起来。先给出齿轮泵的结构原理图，引导学生利用机械制图的知识，了解齿轮泵的构造，再通过动画演示齿轮泵的运转，通过提问引导学生思考，要用到哪些理论，如何分析齿轮泵的工作原理，然后再结合视频梳理上述过程，用容积式液压泵正常工作的必要条件去分析讲解齿轮泵的工作原理。接着再结合齿轮泵的装配图，利用齿轮传动原理与液体力学的相关知识，分析齿轮泵在满足运行条件的基本上，通过提问让学生分析其构造细节与特点，再结合视频讲解齿轮泵在运行中会产生哪些技术问题，如此边学习，边思考，边回答问题，再看切片式视频，循序渐进，直至把一个教学内容完成，把学习的主动权、自主权还给学生。当然，这种把一个知识点切割成几部分，对切割后的每一部分单独设计微课，切割细分后的微课之间用问题或者练习连接在一起的方式，可以串联，也可以并联，最终组成逻辑严密的知识网络。

上述启发式、切片式的微课，教师需要将液压的知识体系重新梳理，以理论为指引，细化教学目标，调整教学内容，真正做到有效启发、合理切分，做好微课与微课、微课与课堂教学、理论与技术实践之间的科学过渡与衔接，并合理地将学习评价安排在微课或慕课的学习过程中。

2.2 改革系统化评价方式，建立“5+1”综合评价模式

改变期末考试一次考试定课程成绩的评价方式，更好地利用信息化技术，如“学习通”等智能化软件推行多形式的过程考核，建立“5+1”综合评价模式，以更加科学合理的形式评价学生的学习效果，进一步确保“目标”达成。“5+1”表示5种形式的过程评价和1次的结题评价相结合的多形式、多途径的成绩评价体系。学生最终成绩构成为：结题评价即期末考试占比50%，过程性评价成绩占比50%。

1次的结题评价主要指期末考试，期末试题注意知识的覆盖率、多做分析能力考核，少做记忆性的知识性考核，同时注重对思想道德、家国情怀与职业素养方面的检验。

5种形式的过程评价，包括签到、项目设计、平时作业、实验和课堂表现。其中，签到占最终成绩的5%，项目设计占10%，平时作业占15%、实验占10%，课堂表现占10%。微课与慕课中的提问分解到平时作业中，占到整个评价的5%到10%左右，而不以观看视频为过程考核的要求，减少学生刷视频的动机，使考核真正能做到促进学习的目的。

考试实行“教考分离”。考试题目由教研组其它教师根据课程教学大纲出题，再经过教研组开会复核、调整考题的内容、形式以及难易度，最终由出题教师修改试卷，完成试卷出题。“教考分离”的考核模式可以更好地体现考试的客观性、权威性和科学性，有利于教学评价的真实性和有效性，有得于教师注重教学研究，改进教学方法，也有得使学生认识到考试是体现平时对课程学习掌握理解程度的判断方式。

2.3 课程目标达成度标价与课程建设的持续改进

建立多元参与、以学生中心、客观中立的课程评价制度。课程评价制度的创设与生成吸纳课程教学组各教师的意见，重视学生的反馈与意见；确保整个评价体系客观中立、公开透明，積极开展课程改革和以提高教学质量。

液压传动与控制课程目标达成度评价方法如表1，结合课程实际和一流本科建设实际出发，合理依据单个课程分目标相关的“5+1”考核数据，计算实际考核结果与分目标达成度，最终计算出本课程的总目标达成度。当然，在以后的课程教学中，还要进一步完善，切实将一流本科建设的相关思想贯穿落实到课程教学与课程建设中。

3 结语

液压传动与控制的一流本科课程建设是一个长期的过程，必须坚持以目标为导向，转变观念，提升自身能力、改革教学方法、科学评价学生学习、严格制度管理，持续加强课程建设。要持续加强对学生课堂内外、线上线下学习的评价，强化学习能力考查，提升课程学习的广度。加强研究型、项目式学习，丰富探究式、论文式、报告答辩式等作业评价方式，提升液压传动与控制课程教学的深度与广度。而微课与慕课等信息化手段的运用，也应围绕一流本课建设的目标展开，使液压传动与控制的教学真正做到“以学生为中心”。

项目支持：三峡大学2022年教学改革研究类项目（NO.63）。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部. 教育部关于一流本科课程建设的实施意见，教高（2019）8号，2019-10-30.

[2]英起志.警惕“信息化填鸭式”教学[J]. 湖北开放职业学院学报，2023，36（11）： 165-166+169.

[3]罗涛涛，肖大群，沈越，等.以学生为中心的教学质量保障体系构建与实践[J].科教导刊，2023，（32）：48-50.