以学生为中心的《液压与气压传动》课程教学改革

魏红梅，吕会敏，赵荣荣

以学生为中心的《液压与气压传动》课程教学改革

魏红梅，吕会敏，赵荣荣

（山东华宇工学院，山东 德州 253034）

为改变传统教学中学生被动学习且无法突出综合能力培养的现状，文章基于学生中心改革理念，以山东华宇工学院《液压与气压传动》为例开展了TBL教学法的教学改革。在改革过程中对课程组织结构进行了重组，建立了线上教学资源并构建了与之相适应的考核评价方式。实践表明，采用以学生为中心的TBL教学模式，学生的学习积极性明显提高，课堂气氛更加活跃，学生在掌握理论知识的同时，其自主学习能力、分析解决问题能力和创新能力得到了全面提高。

学生中心；液压传动；课程改革

前言

《液压与气压传动》课程是机械类专业的一门必修课，通过学习使学生能够具备正确选用液压与气动元件，分析、设计简单的液气压回路的能力；具备安装、调试、维护一般液气压系统，并诊断和排除一般故障的能力。为高效达成教学目标，我院《液压与气压传动》课程以学生为中心进行了教学内容、教学方法、课程评价体系等多方面的改革。

1 课程改革的理念与思路

根据一流本科课程建设要求，确立“学生中心、成果导向、持续改进”的理念，在课程教学内容组织及设置上，注重学生深入分析、设计液压系统的综合能力；在教学组织及方式方法上，以学生为中心，体现先进性与互动性突出课程的创新性；改革课程考核考试评价，让学生体验“跳一跳才能够得着”的学习挑战度。据此确定本课程“134”建设思路，即1条主线：以培养学生课程的应用能力为主线；3个注重：教学内容注重工程应用、教学过程注重理论联系实际、教学活动注重学生参与；4项措施：学习内容“任务化”、学习资源“立体化”、学习环境“多样化”、学习评价“多元化”[1]。

图1 课程建设思路

2 以工程任务为载体，重构课程内容

为突出以学生为中心的教学理念，根据《液压与气压传动》课程的课程性质、特点及培养目标，课程内容以“实用、应用”为原则，打破原有的章节体系，以具体的液压系统为载体，建设“任务化”的学习内容。例如，以汽车起重机的液压系统为载体，将汽车起重机液压系统中所有的元件的功能、结构、原理置于该液压系统中，逐一进行讲解。将传统教学多个章节的内容整合为5个项目，又细化为8～10个任务（见表1），并将课程的所有知识点及液气压传动的前沿技术分配到所设任务中。

表1 重构后的教学内容

序号项目名称任务名称1.任务设置以“简单机械液（气）压传动讲认知、典型机械液（气）压传动讲回路、复杂机械液（气）压传动讲系统”为规律，从基本认知到系统设计、连接、调试维护，从简单到复杂，符合学生认知过程。2.在任务设置中，根据学生学情设计不同的备选任务，增加学生自行设计相应液压系统的内容，注重学生创新能力以及综合应用能力的培养，让各个层次的学生都能体验“跳一跳才能够得着”的学习挑战。3.在课程内容上突破教材传统教学内容束缚，加入微型液压元件、集成化液压元件及与微电子结合的智能化液压元件等先进内容。4.定期组织教研活动，挖掘课程思政元素，利用国内外案例及课程内容特点，融入课程思政元素，育才育人同步进行。 1液压与气压传动基础机床工作台液压传动系统分析 2基本回路分析与设计起重机液压支腿回路分析 液压压力机调压回路分析 机床进给系统液压回路分析 机床夹紧进给顺序动作液压回路分析 3典型液压系统分析工业机械手液压系统分析 4气压传动认知气动剪切机工作原理分析 5典型气压传动系统分析数控加工中心气动换刀系统分析

同时，在整个教学过程中教学团队坚持知识传授与思政教育密切融合的原则，以新时代工匠精神为切入点，从深挖思政元素点入手，将分散但相同的思政元素点梳理成线[2]，再通过课堂教学改革构建思政融入方式，达到专业课程思政“立德树人”的目标，实现“专业传授与价值引领”同行同向的目的。

例如由“液压油的污染与控制”引起的故障这一知识点，在液压元件学习中都会出现，通过引入由污染产生的故障而导致工程事故案例，形成一条线，用流体力学知识分析事故的原因，在元件学习时分析故障现象，同时强调在系统设计计算中应严格遵守设计标准和行业规范，教师设置讨论课引导学生发现问题并解决问题，同时使学生初步建立责任意识和职业道德感。

3 借助网络平台，建立线上学习资源

在改革基础上利用现代信息技术手段建设“立体化”的教学资源。主要包括：典型元件图片库、动画资源库及教学录像库；契合教学大纲的习题库；项目与任务单库等一整套教学资源，同时结合学校实验室、机房等基础条件开发了多个设计性、综合性实验项目、仿真项目，及与之配套的实验指导书；并将所有资料上传线上教学平台，建成在线课程资源。

图2 学习通平台课程资源

图3 教师提供的思维导图

图4 学生完成的思维导图

任务驱动的教学方法打破了原有教材的章节体系，为了便于梳理知识点，以任务为单元创建了课程思维导图，将每个任务的知识点、课程资源按思维导图分类传给学生，作为学生学习或独立完成项目任务时的参考依据，同时学生任务的完成过程及结果也以思维导图的形式传给教师，以便教师指导，形成了基于思维导图的混合式教学模式[3]。

4 以学生为中心，改革教学模式

课堂教学设计应符合以学生为中心的课程教学改革方向，注重激发学生学习兴趣和潜能，增强学生的社会责任感、创新精神和实践能力。本门课程教学中以任务为载体，利用现代技术手段，采用TBL（以团队为基础的教学）、对分课堂、翻转课堂等多种先进教学方法，创建“多样化”的教学环境。

TBL教学是学生在团队基础上，围绕各教学单元中包含的核心概念及其应用展开主动学习，经过“个人独立学习→团队讨论学习→团队练习强化提升学习并运用”的过程获取知识，并掌握知识的运用[4]。

根据《液压与气压传动》课程教学目标及课程内容的特点，选择TBL教学单元，确定各单元的学习要求，制定各单元预习提纲（图5），根据提纲准备自主学习资源（图6），制定各单元的个人测试题、小组测试题和在课后应用练习（见表2）。

图5 单向阀、换向阀预习提纲

图6 单向阀、换向阀学习资源

表2 各单元的个人测试题、小组测试题和在课后应用练习

自主学习内容个人测试小组测试应用练习 单向阀、换向阀要求时长5分钟：基础知识检测客观题（学习通建题，课前5分钟发布）分组领取液压单向阀或换向阀实物，在规定时间内确定元件名称、工作原理，绘制图形符号起重机液压支腿回路分析 液压泵分组领取齿轮泵实物，在规定时间内分析结构及特点，说明工作原理分析液压压力机不同工况下各节点的压力大小 压力控制阀对比说明溢流阀、顺序阀、减压阀的异同点 流量控制阀分组领取节流阀或调速阀实物，在规定时间内确定元件名称、工作原理，绘制图形符号机床进给液压回路分析 压力控制回路根据要求，分组设计回路，说明工作原理在实验室搭建回路，并运行，分析实验结果

在教学实施过程中，我们将教学分为课前、课中和课后三个阶段。为了让学生积极参与课堂学习，每项任务开始前，先通过网络平台先为学生分发学习任务书，学生组建小组，根据教师提供的课件、视频等线上教学资源自主学习知识点，教师网上辅导答疑。课堂上，第一部分是基础知识的个人测试，了解学生自学后是否掌握相关的基础理论；第二部分是小组测试，教师设计问题，小组成员达成共识后形成答案，意见不同时可查阅资料、分析讨论后完成，由教师随机抽取组员代表小组表达观点。这部分教学方法的优点在于水平不一的学生在平等的基础上形成良好的互动，可以互帮互学带动基础薄弱的学生；第三部分是教师根据学生的掌握情况进行重难点的讲授与引领，对教学中的重点、难点，采用灵活的教学方法进行强化[5]。通过老师和学生之间的各种交互式活动，实现以学生为中心的能力建设。课后是应用性练习，即完成工程任务，这个环节考验的是学生对知识的理解、掌握、融会贯通的能力，没有标准的答案，只有更好的答案，小组学生通过讨论思想碰撞后会有更多的感触和体会。

图7 学生主动参与课堂情况

TBL教学法通过课前自学—个人测试—小组测试—应用练习，测试成绩计入平时考核，组内成员分数捆绑，大大提高了学生自主学习能力。2020—2021学年第二学期将TBL教学应用于18本科机制实践教学中，应用期间，学生氛围活跃，课堂参与率达100%。通过小组学习，水平不一的学生在平等的基础上形成良好的互动，提高了学生的团队协作及沟通能力。推动了课堂改革，产生了一定的效果。

5 完善课程考核方案

新的教学模式需要新的评价体系，课程突破传统卷面考试方式的束缚，注重过程考核，并加大过程考核在最终成绩中的比重，制订以平时项目完成的情况和学习过程考核为主的符合职业能力培养要求的综合考核方案，在一定程度上激发了学生的学习热情。

通过改革，给学生充分参与课堂的机会，学生成为教学的中心，充分激发了学生的学习兴致，大大提高了学生学习的积极性。改善了之前课堂死气沉沉的状态，使学生在快乐轻松的氛围中掌握所学知识。同时，以小组为单位共同完成任务。在教学中，不仅可以培养学生的专业理论知识，同时培养学生的动手能力、组织能力、阐述能力和团队协作能力，对学生的全面发展有很大的帮助。

表3 课程考核体系

评价项目评分项目评价方式比例 过程评价（50%）学习任务评价教师评价30% 平时表现课前测评学生自评学生互评教师评价30% 组内测评 专题讨论 阶段测验15% 实验25% 结果评价（50%）期末考试学校评价50%

[1] 魏红梅,王肖英.基于CDIO工程教育理念的液压与气动技术课程教学改革探究[J].西部素质教育,2018,4(19):174-175.

[2] 汤琳,周鹏,洪玲.新工科背景下计算机类专业课程思政建设思路与实践路径探索——以“数据结构”课程为例[J].绵阳师范学院学报,2020,39(10):42-50+55.

[3] 吕会敏,魏红梅.基于思维导图的混合式教学模式探究——以《液压与气压传动》课程为例[J].现代交际,2020(21):9-11.

[4] 刘荣盛,詹晓梅,王鑫,等.TBL教学模式应用研究综述[J].内江科技,2019,40(09):27-28+24.

[5] 周婧,柳华,沈炜亮,李勤.以团队为基础的学习(TBL)在医学高等教育中的应用分析[J].中国高等医学教育,2020(10):1-2.

Teaching Reform of the CourseCentered on Students

WEI Hongmei, LV Huimin, ZHAO Rongrong

( Shandong Huayu University, Shandong Dezhou 253034 )

In order to change the status quo of students'passive learning and inability to highlight comprehensive ability cultivation in traditional teaching, based on the student-centered reform concept, this paper takesof Shandong Huayu University as an example to carry out the teaching reform of TBL teaching method.The curriculum organization structure has been reorganized,online teaching resources have been established, and the corresponding assessment and evaluation methods have been constructed in the process of reform.Practice shows that,after adopting the new teaching mode, students' learning enthusiasm is improved, and the classroom atmosphere is more active. While students master theoretical knowledge, their autonomous learning ability, problem-solving ability and innovation ability have been comprehensively improved.

Student-centered;Hydraulic transmission; Curricular reformation

G642.0

A

1671-7988(2021)24-129-04

G642.0

A

1671-7988(2021)24-129-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.024.030

魏红梅（1980—），女，工学硕士，副教授，就职于山东华宇工学院，研究方向：机械设计方向。

1.山东华宇工学院2020年度教育教学改革“基于TBL教学法的《液压与气压传动》课程教学研究与实践”，项目编号：2020JG07。2.山东华宇工学院课堂教学改革试点项目《液压与气压传动》，项目编号：2021KG-01。