高职液压与气动系统安装与调试课程思政设计与实践*

2023-09-01 10:38程德蓉
中国教育技术装备 2023年6期
关键词:天眼气压液压

程德蓉

重庆工商职业学院智能制造与汽车学院 重庆 401520

0 引言

课程思政是落实立德树人根本任务、构建“三全育人”格局的重要举措和重要途径。教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》[1]指出:“专业课程是课程思政建设的基本载体,要深入梳理专业课教学内容,深入挖掘课程思政元素,有机融入课程教学,达到润物无声的育人效果。”充分利用课堂教学主渠道,将社会主义核心价值观、工匠精神等思政元素有机融入职业教育专业课程教学,形成协同育人效应,是课程思政建设的目标,是职业教育课堂革命任务之一,是实施课程思政主力军的专业课教师的使命。

液压与气动系统安装与调试是高职自动化类专业的一门专业基础课程,旨在培养学生掌握液气压元件、液压与气压基本回路、典型液压与气压传动系统的组成和工作原理等基本知识;能对液压与气压系统回路的工作原理和传动进行分析和判断,能熟练装调液压与气压系统回路,初步具有研究改进装调液气压系统回路或对液气压系统排故的能力。如何坚持“育人先德育”理念,使课程思政能有效融入课堂教学,并以液压与气动系统安装与调试课程为例,针对课程思政教学案例设计与实践进行探索。

1 教学设计

1.1 逐层递进的思政目标设计

遵循育人规律,根据课程六个项目十六个任务,构建“一任务、一主题、一思政”课程思政体系,通过对思政元素的序化、整合和分层[2],结合课程任务设置“励志、立志、行动”三层递进的思政目标。第一层通过讲中国液压传动发展历程,激发爱国情怀,树制造强国信心,铸中国魂,培养智造先锋的爱国情怀;第二层结合大国重器、国之重器等液压技术应用,剖析液压工作原理,激发民族自豪感,树科技强国信念,树匠心,培养智造先锋的劳模精神、工匠精神和创新精神;第三层结合实训任务学技术、练技能、增才干,强责任与担当,筑匠行,培养智造先锋的劳动精神和社会责任感。

1.2 教学设计思路

1.2.1 植入液压发展史,唯物史观纵向联系[3]

液压传动与机械传动、电气传动组成三大传动形式,广泛应用于自动生产设备、高端装备、工程机械设备等设备中。为了让学生了解液压传动知识和应用,教学团队梳理大量文献资料,从17 世纪帕斯卡提出静压传递原理到1795 年英国第一台水压机问世,到二次世界大战液压传动用于军事设备,到20 世纪60 年代我国试制出破世界纪录的万吨压机,到现在广泛用于我国自动化生产设备、高端装备、高铁等,梳理国内外液压发展历程,让学生通过图文、视频等学习探讨液压传动在工业与生活中的影响、作用和地位,特别是液压与气压传动技术在我国的快速发展和应用,有助于学生用历史的眼光认识事物的发展,坚定制度自信,激发爱国热情,强化制造强国信心。

1.2.2 聚焦液气压技术应用,融思于任务挖元素

围绕液压与气动技术在高端装备中的应用,以及设备国产化过程中液气压技术难题攻克等挖掘思政元素,找准思政元素与专业知识的切入点,以任务驱动为主线,润物无声地开展思政教育,拓展专业知识技能的深度和广度,体现课程思政发展的可持续性。例如,在讲授课程项目四的“任务4 其他基本回路的分析与装调”时,将目前世界上最大的单口径射电望远镜“中国天眼FAST”的液压促动器的液压系统回路及其工作原理作为知识拓展进行讲解与学习。“中国天眼”主动反射面由4 450 块反射面板单元组成,面积约25 万平方米;有2 000 多个液压促动器通过伸缩带动反射单元“变形”,实现反射面精确变位。然而FAST 的液压促动器的关键技术就是液压传动,是通过不懈的技术攻关和试验后,我国自主研发的由液压缸、独立液压泵源及电控系统组成的一体式液压促动器。将技术应用与讲授知识内容融合,激发学生学习兴趣,增强学生的真实感,并将科技强国、制造强国、工匠精神、创新精神润物细无声地融入专业知识的传授过程中。

本课程六个项目十六个任务的每个任务都结合知识内容,挖掘相关的技术应用及技术应用创新过程中蕴含的价值观进行思政教育。

1.2.3 融思政于实训实践,促进育人与育才并行

为了达成德育总目标,紧密结合液气压技术实践和最新应用成果丰富课程内容,从课程技能实训中挖掘课程本身蕴涵的思政元素(如劳动精神、职业道德、职业规范、责任与担当等),注重思政与实践教学的深度融合,有利于学生深刻理解并践行液气压技术厚重的内涵,使学生不仅知道“是什么”“为什么”,更知道“怎么做”,增强责任与担当,筑匠行,促进课程思政与专业课程的协同育人效应。

2 教学实施

2.1 教学策略与实施方案

2.1.1 明确思政目标,传递价值观

每个教学任务内容融入图文视频并茂的思政教育内容,同时加上醒目标题、总结词等方式清楚告知学生思政目标,促进学生德技兼修,传递社会主义核心价值观,让学生树立科技强国、制造强国信念。例如,讲解“项目一 认知液压传动技术”时,让学生了解液压传动技术的作用、应用,以及学习后能干什么;在学习“任务1.1 液压传动系统的认识”内容时,除了以机床工作台的液压传动系统为例引入教学,还要同时融入“中国C919 大飞机:背后有逆天国产超级大压机”之超级大压机的液压传动系统教学,以及经过中国航空人长达50 年的坚持,数十万产业人员参与研制,我国自主研发的C919试飞成功了,用醒目的标题提出让学生思考“为什么要自主研发”“背后有逆天国产超级大压机”的作用,激发学生的爱国热情和民族自豪感,用醒目的结语标出“核心技术不能受制于人,向制造强国迈进,科技强国”。

2.1.2 丰富教学方法,加强学生能力培养和价值塑造

基于OBE 教学理念,以学生为中心,以任务驱动为主线,利用学校智慧课堂平台实施混合式教学模式,采用“理论、虚拟仿真、实训”一体的教学模式与线上线下混合式教学相结合。理论教学中大量采用动画、视频、虚拟仿真教学,思政案例采用图片、视频、故事性情节等方式教学,将与教学内容结合紧密的、最新应用的液气压液压元件、液气压设备系统回路等装置的工作原理、技术攻关、技术应用等嵌入课堂教学,激发学生学习兴趣,灵活运用演示教学,案例式、启发式、小组讨论式等教学方式,提升学生综合能力;利用智慧课堂平台适时“抢答、全员手机参与定时问答”教学活动促进学生集中精神听课、积极思考问题和解决问题,促进师生、生生互动;思政教学融入线上线下教学,塑造学生的工匠精神、创新精神、科技强国、制造强国等价值观和积极向上的人生观。

2.1.3 巧设提问,增强课堂互动

课堂上,尽量由浅入深、环环相扣地启发学生,引导学生从知识记忆走向问题探究,从浅层思维走向高阶思维,激发课堂活跃度,培养学生工匠精神、批判性思维和创新能力,达成学习目标。例如,学习“项目二 液压动力元件的选用”之“任务2.1齿轮泵的选用”时,设置“思考1:我国最早生产的液压元件之一是什么,你了解么”,由此问题引入“1952 年上海机床厂试制出我国第一台液压元件(齿轮泵)”的技术攻克中存在困难,树立学生的工匠精神、创新精神和科技强国信念。通过虚拟拆装齿轮泵与齿轮泵工作运行动画,学习齿轮泵的结构及工作原理,引入SUV 汽车齿轮式机油泵让学生学习齿轮泵的选用;设置“思考2:某SUV 汽车齿轮式机油泵供油量减少和供油压力降低,该如何维修”,此问题既实用又与本学习任务内容结合紧密,既能提升学生的学习兴趣,增强师生互动,又能增强学生的技能培养和解决问题的能力,同时还能促进学生工匠精神、劳动精神、职业素养的养成。

2.1.4 评价检验思政目标,外化表达思政育人

2.2 课堂教学展示

2.2.1 课前

学生在智慧课堂教学平台接收学习任务,按时完成课前作业和微视频学习,提高自主学习和团结协作的能力。课前教学活动及完成情况如图1、图2 所示。

图1 课前教学活动

图2 课前教学活动完成情况

2.2.2 课中

课中教学实施过程共200 分钟,5 节课。

1)复习回顾,3 分钟。按时到课,复习回顾上一次课所学知识内容。根据本次教学内容的课前测试,了解学生课前学习效果,由完成好的学生回答课前测试,共性问题教师评讲。

思政主题:遵守职业规范,培养职业素养。

2)通过“中国天眼”案例引入课程思政,7 分钟。思政设计思路:从“天眼之父”带领团队不怕困难和艰辛建设的“中国天眼”,以及自主创新的液压促动器,导入课程的教学内容“液压同步回路”。专业知识的课程思政切入点如图3、图4 所示。

图3 专业知识的思政元素切入点

图4 中国天眼名人事迹切入思政元素

观看短视频,了解国之重器——“天眼”。“天眼”是世界最大的射电望远镜,全世界科学家排队申请观测。在同一时间、同一地点FAST 观测到的角度比美国阿雷西博射电望远镜宽泛得多。

“中国天眼”液压促动器的三大自主创新之一就是主动反射面液压促动器,“天眼”500 米直径的主动反射面里面有一个口径300 米的活眼,是利用液压系统(即促动器)提供不同的拉力带动拉索收缩实现的,拉索有2 225 个节点,需要2 225 个液压缸及液压系统,是自主研发的由液压缸、独立液压泵源及电控系统组成的一体式液压促动器。由此引起学生好奇心,激发学生学习兴趣,帮助学生树立科技强国的自信心,培养学生不畏艰难、精益求精、自主创新、爱岗敬业的精神。

金融的支持功能从一定程度上反映出资本在社会运作中具有补偿性。与国家财政支持不同,金融支持是社会资本活跃的表现,更加明显地表现出金融服务具备吸纳资金与分配资源的功能,帮助实现现代化发展的前期目标。但金融的支持功能未得到有效发挥,主要原因有:

通过与本次课程内容直接相关的应用案例进行课程思政教学,使课程思政如盐入水、有机融入,既能达到课程思政教育目标,也能自然而然地导入本次课程的教学内容。

3)理论教学,30 分钟。利用智慧教学平台辅助理论教学。

①展示液压促动器的试验装置,分析促动器液压系统及液压元件的性能作用。

②引入本次课任务学习内容:分析用调速阀控制双缸的同步动作回路、串联液压缸的同步动作回路两种同步动作回路的组成及工作过程以及增压回路、卸荷回路、互不干扰液压回路的工作过程。

合理设置任务、讨论、抢答等,引导学生积极参与互动,集中精力认真听课、查询资料、知识消化、回答问题,最终完成学习任务。比较两种同步动作回路的优缺点,探讨如何改造可得到促动器液压系统。课中教学互动情况如图5 所示。

图5 课中教学互动情况

4)虚拟仿真实训教学,80 分钟(2 节课)。

①虚拟仿真实训:根据任务书完成“用调速阀控制双缸的同步动作回路虚拟装调和分析”实训。思政元素切入点如图6 所示。

图6 思政元素切入点

图7 思政元素切入点

②虚拟仿真实训:根据任务书完成“两缸起重设备的液压系统连接”实训。思政元素切入点如图7 所示。

③分析两种同步动作回路;理解液压缸同步动作的控制原理;用液压仿真软件虚拟装调两种同步回路及电气控制回路,设置各液压元件的参数,检查无误后通过仿真进行液压回路分析。完成后将结果发布在智慧课堂平台,如图8 所示。

图8 虚拟实训任务完成情况

④液压元件的参数设置不对或不适当,液压缸不会同步动作,或者观察不清楚液压缸同步动作情况。回路中的元件虽然复杂程度不同,但是它们需要有适合的参数才能协调工作,缺一不可。在此切入课程思政的“团结协作、遵守规范”元素,引导学生遵守规范,养成良好的职业素养,正确看待个人与团队的辩证关系,敬业不能光靠“单打独斗”,只有团队协作,才能发挥“1+1 >2”的团队力量。

5)实物实训,80 分钟(2 节课)。利用液压实训台完成“串联液压缸的同步回路的装调”实训,强化技能训练和提升。以任务驱动为主线,教师为学生演示规范的操作步骤;学生分小组实训操作,实施过程中轻拿轻放、爱护设备,分工明确、团结协作;任务完成后,按6S 标准归置实训设备,整理实训室,养成良好的职业素养和劳动习惯;完成小组互评,完成实训考核工单。

2.2.3 课后

在智慧课堂设置课后作业,巩固学习成果。发布学习渠道,比如学习强国、网易公开课、中国大学慕课等,使学生养成终身学习的好习惯。发布《“中国天眼”中的液压技术》文章,让学生详细了解“中国天眼”建设之路。

3 成效

3.1 学生评价情况

通过智慧课堂教学平台开展专业知识和课程思政育人的线上线下混合式教学,智慧课堂教学平台可显示学生对课程学习的满意度、课堂参与率等情况,课程平均满意度为98.8%、课堂互动参与率为96%。通过问卷调查,认为课程思政的学习效果为“非常满意”或“满意”的学生占95.6%;认为思政内容“非常有助于”或“有助于”价值观的树立的学生占90.1%;学校学期组织的学生评教结果都在95分以上。

3.2 同行评价情况

每学期通过同行与教学督导成员的听课、教学资料检查等进行教学效果评价,教学团队教师评教结果得分为93 分以上。

3.3 提升教师课程思政的能力和思政育人成效

本课程的课程思政案例获得校级二等奖,课程教学团队教师成功立项校级教学改革项目1 项、获批校级课程思政示范精品课程1 门。本课程对数控机床装调与技术改造赛项起到支撑作用,学生在此赛项获得重庆市职业技能竞赛二等奖1 项。

4 结束语

通过植入液压与气动发展史、聚焦液气压技术及应用等挖掘课程思政元素,以及融思政元素于课程实训等方式,制订本课程的思政教学设计,进行教学实施、教学评价、教学反思,以传递社会主义核心价值观、营造体验、提升课堂互动、外化表达思政于课堂教学。教学结果表明,课程思政教学设计与实践能实现“励志、立志、行动”三层递进的思政目标,有利于学生达成学习目标,有利于提升教师的课程思政教学能力和课堂教学改革能力。

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