一流本科課程建設下液壓傳動與控制課程教學探索與實踐

肖文榮 馮利娟

摘 要：課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量。本文以《液壓傳動與控制》課程為例，主要探討了該課程在運用微課與慕課等信息化手段輔助教學過程中存在的問題，特別是“信息化填鴨式”教學的不足，并從課程教學、課程考核、課程目標三個方面重點論述了液壓課程“以學生為中心”的微課與慕課教學實踐。

關鍵詞：教學實踐 液壓傳動 一流本科課程

2019年10月，教育部發布的《關于一流本科課程建設的實施意見》指出，課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量；必須深化教育教學改革，必須把教學改革成果落實到課程建設上。意見還提到，加強對學生課堂內外、線上線下學習的評價，強化閱讀量和閱讀能力考查，提升課程學習的廣度[1]。本文以普通高等學校機械專業的《液壓傳動與控制》課程為例，重點闡述在課程建設過程中遵循的建設原則：以學習產出為導向（OBE）理念下“以學生為中心”的混合教學、5+1綜合評價等。

1 液壓傳動與控制課程簡介及在教學存在的主要問題

液壓傳動與控制（以下簡稱液壓）是機械設備實現傳動與控制的關鍵技術之一，廣泛應用于國民經濟和國防建設的各個領域，是機械類專業的必修課程。本課程以液壓傳動與控制的基本概念、基本理論、基本方法、以及工程實例為主線，主要學習：流體力學基本知識，各類液壓元件的結構及工作原理，各類液壓基本回路的組成及特點，液壓系統的分析與設計方法以及工程實例等。使學生掌握液壓流體力學的基礎知識和相應的計算技能，掌握各種液壓元件的工作原理、性能及基本結構，熟練掌握液壓基本回路的構成及工作原理，為后續課程進一步分析、閱讀、設計液壓系統打下堅實基礎。

傳統液壓傳動與控制課程教學以理論為主、觀摩性實驗和課后作業為輔。該模式已無法適應一流本科課程建設下“新工科”專業人才培養的時代要求，雖然隨著信息化技術的發展，大量如微課、慕課等新的信息化手段逐漸運用到了液壓的教學中，但仍處于發展階段，主要存在如下問題：

1.1 微課、慕課中產生了新型“信息化填鴨式”教學

傳統的“填鴨式”教學將教學看作是一個“傳遞—接受”的過程，把教學看作是產品的生產加工過程，往往過于強調學習效率。它一般有如下特征[2]：（1）以教師為中心，強調知識的輸出效率；（2）學生學習的主觀能動性難以發揮，學生是知識的被動接受中；（3）片面追求教學的效率，不注重學生的個體差異；（4）教學方法以講課為主；（5）教學評價以結課卷面評價為主，忽視過程評價。傳統的液壓課程教學多為“填鴨式”教學，教學多以PPT，板書的形式講授，這導致學生缺乏對齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、相應類型的液壓馬達、液壓缸、換向閥、溢流閥、減壓閥、調整閥等關鍵元件的形象認知，難以理解如斜液壓盤式軸向柱塞泵滑靴副的靜壓支撐，進而難以理解柱塞泵為什么能做高壓泵；難以理解雙葉片結構或子母葉片的工作原理，進而難以理解雙作用葉片泵的高壓化趨勢。

近來運用信息化手段輔助液壓課程的教學，如微課、慕課等均是以視頻為主要載體，學生學習的過程處于單向狀態，學生與教師幾乎喪失了寶貴的實時交流機會，學生完全處于一種被動學習狀態。盡管信息化教學手段的運用能夠幫助學生理解液壓的相關知識點，特別是各液壓元件的原理，但多數情況下，動畫、聲音等多媒體的運用，并不是為了幫助學生理解和分析液壓系統，而是為了讓學生“記住”液壓的知識，而且，微課與慕課視頻的時間短，信息量更大，學習強度更大，導致“灌輸”思想指導下的死記硬背成為必然。甚至由于學生在缺少監督的情況下學習，導致微課與慕課很多情況下處于“放空打卡”狀態。

以學習產出為導向來看，學生的學習興趣、自覺性、主動性等方面的差異導致了學習結果存在顯著的群體差異。從激勵來源看，獲取學分和考試成績仍然是吸引和激勵學生進行微課和慕課學習的主要因素，學習的目的多是外在的，而非內在的。從教師中心論的角度來看，當前的微課與慕課不過是信息化的“教師中心”。以教學過程來看，現階段液壓課程的微課與慕課，其學習內容仍然是教師指定的，學習的過程由教師或者平臺來控制，學習的方法由教師所選擇。學生“被動”打開視頻，“喂”他們知識的還是教師，只不過由課堂中現場的教師變成了屏幕視頻里的教師而已。因此，與傳統的“填鴨式”教學相比，微課與慕課中的“填鴨式”教學表現得更加隱蔽，給人感覺更加“高科技”。雖然微課與慕課中融入了更多的現代教學方法，但是，視頻畢竟不同于現實課堂，教師難以實時掌握學習進度，難以個別指導，更少的實時交流，不能及時啟發學生思考，缺少了現實課堂中那種“生動勃勃”與“潛移默化”的一步步達成教學目標的充滿智慧的過程，其形式看似豐富，其內容看似飽滿，實則更加生硬死板，極易淪為教師探究的“表演”，而非學生 “靈動”的探究。

故而，現階段微課和慕課等信息化教學手段在液壓課程教學中的應用，雖然豐富了教學形式，對教學也不無裨益，但大多數仍然屬于“填鴨式”教學的范疇，本質上不過是一種升級了的新型“信息化填鴨式”教學。

1.2 課程知識點分散，融合度不夠，學習負荷大

液壓傳動為理論聯系實際，多學科融合性較強的一門課程。在分析問題時，需要綜合運用流體分析、理論力學、材料力學、制造工藝學、控制論等眾多學科知識，但教學編寫一般以元器件為單元編寫，知識點分散，體系性與邏輯性較差，學生先導課程如果掌握不好，學習效果較差。而且，在微課和慕課的學習中，為了保證學習的注意力，視頻時間一般不宜過長，視頻時間要盡量壓縮，一節課的視頻長度一般在10分鐘上下，教學時長與知識容量矛盾突出，其結果就是與課堂相比，微課與慕課的教學節奏普遍更快，反而強化了知識的分散性，割裂了知識點之間的內存聯系。

另一方面，為了保證線上教學的完整性，相比課堂教學，微課和慕課視頻的教學內容和教學環節并沒有明顯減少，相反，由于信息化手段的運用，視頻中能夠融入更多的信息，進而使得教學內容更加豐富，一般在液壓課程的微課中情境創設、探究發現、新知學習、練習鞏固、小結反思等教學環節都會完整呈現，進一步加重了學生的認知負荷。

1.3 課程考核方式過于簡單，缺乏過程性評價內容

傳統的液壓課程教學的考核方式多采用期末閉卷考試，通過卷面分數與平時作業來評價學生最終的學習成績。卷面考試成績分析偶然性較強，而且工科學生，特別是機械學生的課程學習任務一般偏重，作業偏多，而現在信息技術的發達，作業抄襲較過去更加普遍，導致最終評價指標失真，亟需建立一流課程多元化過程性評價機制。

2 一流本科課程建設下液壓課程的教學實踐

2.1 以學生為中心，以目標為導向完善理論教學模式

以學生為中心，即要以學生的學習為中心，以學生學習效果為中心，以學生發展為中心[3]。圍繞“兩性一度”開展教學實踐。

首先，順應一流本科建設要求，積極更新授課知識點，將大數據、人工智能和數字孿生等新興技術融入到液壓課程理論教學中，促進授課方法的升級和教學內容的優化。如以斜盤式軸向柱塞泵為例，結合教師科研，構建斜盤式軸向柱塞泵的數字孿生模型，包括幾何模型、物理模型和過程模型，使學習內容以更加透明的形式展現給學生，使學生容易理解其幾何結構、工作原理以及運行模式，這樣學生既能更好的掌握教學內容，又能緊跟科技前沿，更能激發學生的學習熱情。

其次，開展項目驅動式教學，將各零散的知識到，集成到一個個小型的液壓項目中，通過邊學習、邊探究項目、邊發現問題、邊查找資料、邊提出解決方案、邊論證、邊設計、邊優化，最終完成項目，達到將理論與實際貫通，變灌輸式學習為探究式學習，變“填鴨式”被動學習為主動迎接挑戰，變枯燥的理論學習為有趣的理論“探索”。

最后，基于液壓課程的工科屬性，強化學生提出問題，分析問題，解決問題的能力，強化工科思維。將一個個小的教學目標，分解為一個個具體的數學建模過程，讓學生能夠聚焦學習目標，根據液壓傳動與控制的理論知識提出假設、抽象建立數學模型、求解數學模型、定性分析、定量分析，并利用結論分析實際問題。強化工科思維，讓學生不僅能學到液壓的基本知識，更能掌握分析問題的方法。

在微課與慕課等信息化手段的應用上，應避免一個教學內容一個視頻講到底，不要在一個視頻中講完成所有的知識點，應當根據不同的學情、教學目標和教學內容，靈活設計，留給學生更多空間去思考與探究知識，引導學生自我尋找路徑去自主建構知識。以齒輪泵的微課設計為例，不要將整個齒輪泵的教學內容在一個視頻中講解完畢，而應結合圖片、動畫、提問、視頻設計成啟發式、切片式的形式以串聯或并聯的形式接合起來。先給出齒輪泵的結構原理圖，引導學生利用機械制圖的知識，了解齒輪泵的構造，再通過動畫演示齒輪泵的運轉，通過提問引導學生思考，要用到哪些理論，如何分析齒輪泵的工作原理，然后再結合視頻梳理上述過程，用容積式液壓泵正常工作的必要條件去分析講解齒輪泵的工作原理。接著再結合齒輪泵的裝配圖，利用齒輪傳動原理與液體力學的相關知識，分析齒輪泵在滿足運行條件的基本上，通過提問讓學生分析其構造細節與特點，再結合視頻講解齒輪泵在運行中會產生哪些技術問題，如此邊學習，邊思考，邊回答問題，再看切片式視頻，循序漸進，直至把一個教學內容完成，把學習的主動權、自主權還給學生。當然，這種把一個知識點切割成幾部分，對切割后的每一部分單獨設計微課，切割細分后的微課之間用問題或者練習連接在一起的方式，可以串聯，也可以并聯，最終組成邏輯嚴密的知識網絡。

上述啟發式、切片式的微課，教師需要將液壓的知識體系重新梳理，以理論為指引，細化教學目標，調整教學內容，真正做到有效啟發、合理切分，做好微課與微課、微課與課堂教學、理論與技術實踐之間的科學過渡與銜接，并合理地將學習評價安排在微課或慕課的學習過程中。

2.2 改革系統化評價方式，建立“5+1”綜合評價模式

改變期末考試一次考試定課程成績的評價方式，更好地利用信息化技術，如“學習通”等智能化軟件推行多形式的過程考核，建立“5+1”綜合評價模式，以更加科學合理的形式評價學生的學習效果，進一步確?！澳繕恕边_成?！?+1”表示5種形式的過程評價和1次的結題評價相結合的多形式、多途徑的成績評價體系。學生最終成績構成為：結題評價即期末考試占比50%，過程性評價成績占比50%。

1次的結題評價主要指期末考試，期末試題注意知識的覆蓋率、多做分析能力考核，少做記憶性的知識性考核，同時注重對思想道德、家國情懷與職業素養方面的檢驗。

5種形式的過程評價，包括簽到、項目設計、平時作業、實驗和課堂表現。其中，簽到占最終成績的5%，項目設計占10%，平時作業占15%、實驗占10%，課堂表現占10%。微課與慕課中的提問分解到平時作業中，占到整個評價的5%到10%左右，而不以觀看視頻為過程考核的要求，減少學生刷視頻的動機，使考核真正能做到促進學習的目的。

考試實行“教考分離”?？荚囶}目由教研組其它教師根據課程教學大綱出題，再經過教研組開會復核、調整考題的內容、形式以及難易度，最終由出題教師修改試卷，完成試卷出題?！敖炭挤蛛x”的考核模式可以更好地體現考試的客觀性、權威性和科學性，有利于教學評價的真實性和有效性，有得于教師注重教學研究，改進教學方法，也有得使學生認識到考試是體現平時對課程學習掌握理解程度的判斷方式。

2.3 課程目標達成度標價與課程建設的持續改進

建立多元參與、以學生中心、客觀中立的課程評價制度。課程評價制度的創設與生成吸納課程教學組各教師的意見，重視學生的反饋與意見；確保整個評價體系客觀中立、公開透明，積極開展課程改革和以提高教學質量。

液壓傳動與控制課程目標達成度評價方法如表1，結合課程實際和一流本科建設實際出發，合理依據單個課程分目標相關的“5+1”考核數據，計算實際考核結果與分目標達成度，最終計算出本課程的總目標達成度。當然，在以后的課程教學中，還要進一步完善，切實將一流本科建設的相關思想貫穿落實到課程教學與課程建設中。

3 結語

液壓傳動與控制的一流本科課程建設是一個長期的過程，必須堅持以目標為導向，轉變觀念，提升自身能力、改革教學方法、科學評價學生學習、嚴格制度管理，持續加強課程建設。要持續加強對學生課堂內外、線上線下學習的評價，強化學習能力考查，提升課程學習的廣度。加強研究型、項目式學習，豐富探究式、論文式、報告答辯式等作業評價方式，提升液壓傳動與控制課程教學的深度與廣度。而微課與慕課等信息化手段的運用，也應圍繞一流本課建設的目標展開，使液壓傳動與控制的教學真正做到“以學生為中心”。

項目支持：三峽大學2022年教學改革研究類項目（NO.63）。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部. 教育部關于一流本科課程建設的實施意見，教高（2019）8號，2019-10-30.

[2]英起志.警惕“信息化填鴨式”教學[J]. 湖北開放職業學院學報，2023，36（11）： 165-166+169.

[3]羅濤濤，肖大群，沈越，等.以學生為中心的教學質量保障體系構建與實踐[J].科教導刊，2023，（32）：48-50.