《液压与气动技术》课程岗课融合路径探索

李建松 黎少辉 孙金海 燕 硕

（徐州工业职业技术学院，江苏 徐州 221140）

随着人工智能等新技术的兴起和产教融合的不断深入，国家和社会对高职教育人才培养模式和质量方面提出了越来越高的要求，明确强调要增强职业教育适应性，也就是岗位适应能力。国家职业教育有关的法律和政策多次提及培养知识型、技能型、创新型职业人才[1]。

《液压与气动技术》课程是机械类专业的核心课程之一，融汇了机械设计、机械制造、自动化等多个学科的知识。学生通过本课程的学习，掌握液压（含气压）传动中典型液压元件的原理与结构、液压系统的基本构成、基本原理、典型基本回路和系统的分析方法等，最终旨在为培养技术人才提供必备的理论知识和专业技能。同时，该课程又是一门实践性非常强的课程，与生产的联系非常紧密[2]。因此，本课程在培养学生岗位适应能力方面具有重要地位。同时，笔者在多年的企业实践和教学过程中发现，该课程存在一些问题。第一，教材中有部分内容陈旧、与实际脱节较大、与实际工程应用偏离严重，甚至还停留在20 世纪。第二，作为一门实践性非常强的课程，教学方法却以讲授为主，且很多内容没有和工程应用联系起来，或应用背景较为单一，造成学生不知道“学了这些知识有什么用”，更不利于锻炼学生的拓展性思维。这给学生岗位适应能力的提升造成了很大的障碍。第三，对学生的评价以考试成绩为主，不能体现学生实践能力，更不能全方位的评价学生的操行。

王勇刚等[3]针对“3+4”（中等职业教育3 年与普通本科教育4年）分段培养合作项目，提出《液压与气动控制》课程综合改革方案，采取了包括教学内容、教学方法和考核评价等多方面的改革措施，提高了学生的工程实践能力、创新能力和跨学科知识整合能力。张良等[4]针对新工科背景下的本科《液压与气压传动》课程，提出了将工程案例引入教学的思路，提高了学生的职业能力。李瑞锋等[5]针对高职扩招背景下的有关问题，探索了线上线下融合教学模式。沈伟等[6-8]研究了将工程案例引入《流体力学与液压气动技术》课程的教学中，在提高课程思政效果的同时，又激发了学生的创新精神。常晓宇[9]从产教融合的视角提出了高职院校创新创业教育教学改革的路径，为提高高职院校学生创新能力提出了多个具体建议。刘凯磊[10]和金博雅等[11]分别就气动课程的理论和实践教学开展了“理实一体化”项目教学法改革，提高了教学目标达成度。

然而，以上研究并未针对高职院校在液压与气动相关课程方面的教学改革提出具体建议与对策，特别是如何结合地方支柱或特色产业方面。

为适应地方产业岗位需求，提升学生岗位适应能力，体现职教特色，笔者结合《液压与气动技术》课程的特点，提出了工程应用与教学内容相结合的岗课融合理念，以工程应用案例为基础，从教学内容、实施方法、评价体系等方面进行此理念的教学改革探索与实践，将工程应用融入到课程知识点的教学过程中，旨在切实提高学生的岗位适应能力。

一、教学内容改革设计

在高职教育人才培养模式不断发展的背景下，要求高校在传授学生课程现有专业知识的同时，还要提升学生岗位适应能力。为实现这一综合目标，有必要在课程内容中融入当前先进装备制造业中的工程实践案例，创设将来工作岗位的场景，使教材知识点与工程实践紧密联系。理论与工程实践相互融合的教学内容结构，使课程讲授生动且形象，让学生更容易接受和理解，易于激发学生的学习热情，同时又能培养和提升学生的岗位适应能力。

结合笔者多年工程机械行业工作经验，以课程中的液压部分内容为例，将典型液压元件和系统在工程机械行业中的实践应用案例融入到课程教学过程中，对应关系如表1所示。

表1 部分工程案例与知识点的对应关系

二、实施方法

合适的教学方法是保证教学效果的重要手段。为此，设计了以下具体实施方法：引入企业技术人员作为指导教师，最大限度地帮助学生构建知识的工程应用背景，帮助学生了解未来的工作岗位需求；利用虚拟现实平台，避免了实操设备可能存在的危险，完成基本实验的同时还可以自行设计实验和模拟操作；引入翻转课堂，让学生在教学和自我学习的过程中掌握知识，学习专业技能；使用仿真软件，根据要求设计液压回路，加深了对知识的理解和运用；运用液压实验台的实践操作以及创新实验室，将所学理论进行验证，也包括新想法的验证，以实现对知识的巩固和拓展。

此处，选取挖掘机动臂液压系统为工程实例，示例性地讲解本教改的具体实施方法。该案例的结构简图如图1（a）所示。对应课程中的方向控制回路进行讲解，简化后的液压原理如图1（b）所示。系统主要由发动机、液压泵、溢流阀、主换向阀和动臂液压缸等组成。此工程案例对应课程中方向控制回路的知识点，是在学生已经通过课程前面的内容学习了液压动力元件、控制元件、执行元件和辅助元件等基础知识的前提下对知识的综合运用和学习。

图1 挖掘机动臂液压系统

（一）引入企业技术人员讲授部分内容

徐工集团是国内工程机械龙头企业，而工程机械基本都是使用液压传动技术来完成相关动作和功能的，因此徐工集团在液压技术的应用方面有很强的技术优势。企业技术人员具有丰富的实践经验和专业知识，而且还对企业岗位要求有最清晰的认知。这些对提高学生的岗位适应能力是极为重要的。通过聘请企业的技术人员作为学生的指导教师，合理引入部分工程案例作为教学内容，及时将最新的专业技术发展和企业岗位用人要求等信息注入课堂，提高学生学习兴趣和对就业的认知。

（二）虚拟现实平台的使用

挖掘机是非常好的教学用工程案例，但是对没有经过专业培训的高职学生和教师来说，实操挖掘机有难度大、危险性高的缺点。对学校而言，购买和使用真实的挖掘机也具有成本高、能源消耗大的缺点。因而，在教学中，学生对深入理解和掌握挖掘机结构、液压系统等相关知识存在不小的障碍，此工程案例相关教学实验的开展成为教学的难题[12]。针对此问题，在教学中引入了虚拟现实平台。利用计算机虚拟仿真技术辅助教学，弥补实际操作挖掘机存在的缺点，实现教学所需的实验内容和实验功能。相关的计算机操作界面简单易学，可以增强学生的学习兴趣，调动学生参与实践的积极性和主动性。该平台功能多种多样，在掌握专业知识的同时还可以让学生自主设计相关实验和操作[13]，增强学生岗位适应能力的同时，也提升了其创新能力。

（三）翻转课堂的引入

引入“翻转课堂”教学行为模式实践，促进学生成为教学主体，完成相关内容的学习与讲授，实现“学得会、讲得出”教学要求。将班级学生分成若干小组，实施研讨式教学，提高表达能力，培养团队合作意识，经过讲解、质询、讨论，实现知识共享与基于激励的共进提高，促成“做得好、讲得出”教学要求。

（四）仿真软件的使用

随着计算机技术的发展，仿真技术已经深入到了各个技术细分领域。仿真不仅可以加快产品研发设计的速度，还可以帮助学生更好地理解和掌握技术[14]。本课程中选择了AMESim 软件，建立一系列的仿真模型，以帮助同学们更好地理解授课内容。AMESim 软件拥有一套标准的应用库，数量多达10 余个，例如液压库、液压元件设计库、各种机械库等。指导教师可以在备课时搭建好需要的液压回路，在教学中根据学情适当调整模型以完成相关的内容讲解和分析。图2为使用该软件机械库和液压库建立的挖掘机动臂系统仿真模型，图3为机械库生成的挖掘机动臂三维模拟动画图。

图2 挖掘机动臂系统仿真模型

图3 挖掘机动臂三维模拟动画图

（五）液压实验台的使用

建立了液压实验室，为学生提供训练和学习的平台。实验台采用模块化设计以及标准液压元件，构成方便拆装的液压回路实验系统。学生可按照自己的思路进行创新设计，自选式搭建液压回路进行实验。通过实验，使学生理解液压系统的组成和工作原理，进而提高学生的动手能力和设计水平，增强学生的实际操作经验和综合运用的能力。

（六）创新实验室的使用

利用教师的实验室，发挥创新实验室的作用。学校很多教师有用于科研的实验室，往往和本专业领域密切相关，这为学生的参观学习提供了便利。适当地让学生到实验室学习，既能更加深入的理解本专业知识的用途，也可以让他们了解一些本专业领域相关的前沿技术，有的同学甚至提出了自己的新思路。通过为学生讲解《液压与气动技术》课程相关的创新案例，在扩展了学生视野的同时，也可以激发学生的创新意识。

三、评价体系的改进

传统课程对学生的评价采取以“一考定成绩”的考核方法，过程考核占比小，没能达到实施考核目的。学生参与少，必然导致考核方式单一。

为保障上述教学行为顺利实施，构建实施“多元化的过程评价体系”，笔者利用之前提出的“5I智慧课堂”[15]，将考核融于整个教、学过程中，从学、讲、做、辩、写多个角度、多元化考核，促进学生注重全过程的学习。同时，对评价体系做了改革，改进前后的评价体系对比如图4所示。

图4 改进前后的评价体系对比图

在传统的课程考核方式中，期末考试的比重最大，达50%，其次是平时成绩约20%，实验成绩10%，课后作业成绩约20%。期末考试采用试卷考核的方式，内容以基础知识为主，试题形式以客观题为主，而实验全是验证性实验。学生为了分数而学习，考前突击记忆，而课后作业、实验报告时有抄袭现象发生。改进后，建立多元化的考核体系。期末考试的成绩占比下降至40%，且减少客观题的比重，增加知识综合运用的分析题的分值，比如系统回路分析、故障诊断及排查等内容。对在线资源的利用情况、学生参与翻转课堂的讲解及课后作业纳入平时成绩的统计，从课前预习、课中参与（含平时成绩）和课后作业三个方面评价学生的平时成绩，分别占到10%、30%和10%。实验成绩保持10%比例不变。为了鼓励学生积极参与创新，实行了分数置换制度，即对参加创新比赛、职业技能大赛等赛项的学生，由指导教师根据学生具体表现评定成绩，直接作为课程成绩。对于有申请专利、发表论文的学生，可以在成绩里增加10-20分的创新分。

四、结语

为了提升学生的岗位适应能力，提出了工程案例与教学内容相结合的岗课融合教学理念，以工程应用案例为基础，从教学内容、实施方法、评价体系等方面研究与实践此教学理念。教学内容方面，大量引入工程案例，创设未来的工作岗位场景，使知识点与工程案例紧密结合。实施方法方面，从引入企业技术人员和虚拟仿真平台来帮助学生构建工程应用背景开始，到翻转课堂使学生主动参与课堂，再到讲授中运用仿真软件让学生加深对知识的理解，最后是通过实操巩固知识，形成了从浅到深的具体路径。评价体系的改进，让学生更注重学习全过程的参与，也更能全面评价学生的操行表现。这一系列的改变，是相互促进和相互结合的有机整体，改善了教学效果，最终提高了学生的岗位适应能力。该项目的实施对工科专业培养具有一定实践能力的工程应用型学生有很大的促进作用，同时为《液压与气动技术》课程及类似课程的教学改革提供了一种借鉴和参考。