楊小萍,潘偉榮

(廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510800)

“液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)”是機(jī)電類專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生選擇合適的液壓或氣壓元器件、設(shè)計(jì)原理圖、并能在設(shè)備上裝調(diào)的應(yīng)用能力。目前該課程存在的問題有：教學(xué)內(nèi)容與區(qū)域產(chǎn)業(yè)崗位所需不匹配；理論與實(shí)訓(xùn)部分結(jié)合不夠緊密,并多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生技能得不到有效訓(xùn)練；實(shí)訓(xùn)部分與企業(yè)實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生沒有掌握液壓與氣壓的實(shí)際應(yīng)用能力，如元器件選擇僅停留在種類上，而并不清楚具體的型號與參數(shù)；不了解相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品，無法針對項(xiàng)目進(jìn)行液壓或氣壓的應(yīng)用實(shí)踐。因此，課程急需變革以適應(yīng)企業(yè)的需要。隨著教育部推行課程改革，建設(shè)金課，各高校在“液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)”課程開展了一系列的改革，如基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、工作過程、OBE(學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式)、CDIO(工程教育理念)[1-4]的課程改革。筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)近年開展了基于實(shí)踐能力培養(yǎng)的“液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)”課程混合式教學(xué)改革,并取得了較為滿意的教學(xué)效果。

1 課程教學(xué)目標(biāo)

液壓氣壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備上，其崗位技能要求是根據(jù)設(shè)備的功能選擇合適的元器件，設(shè)計(jì)回路原理圖，并能組裝調(diào)試。根據(jù)崗位的工程實(shí)踐應(yīng)用能力的上述要求，確定本課程的教學(xué)目標(biāo)為：學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握液壓與氣壓的基礎(chǔ)理論知識(傳動(dòng)原理、元器件的工作原理和選用方法)和運(yùn)用FluidSIM軟件繪制原理圖的技能，能夠設(shè)計(jì)單缸或雙缸作用的液壓與氣壓系統(tǒng)，并將其與機(jī)械結(jié)構(gòu)、PLC等電氣控制進(jìn)行裝調(diào)至無誤,能夠運(yùn)用液壓或氣壓的理論知識處理系統(tǒng)的簡單故障,同時(shí)培養(yǎng)良好的溝通能力、表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神與職業(yè)道德。

2 教學(xué)內(nèi)容重組與優(yōu)化

2.1 教學(xué)內(nèi)容重組

通過調(diào)研，機(jī)電學(xué)院畢業(yè)生主要服務(wù)于珠三角自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)，這類行業(yè)以氣動(dòng)應(yīng)用為主。因此結(jié)合珠三角區(qū)域行業(yè)的實(shí)際需求，將原來以液壓為主、氣壓為輔的課程內(nèi)容體系轉(zhuǎn)變?yōu)橐詺鈮簜鲃?dòng)為主、液壓為輔，并加入電控，形成和真實(shí)工作任務(wù)相應(yīng)的電氣液控制的新內(nèi)容體系。

為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，結(jié)合課程內(nèi)容的特點(diǎn)，將課程內(nèi)容項(xiàng)目化，開展基于項(xiàng)目的教學(xué)，但又保留必要的理論，以應(yīng)對職業(yè)發(fā)展所需，具體如圖1所示。通過基礎(chǔ)理論教學(xué)、元器件認(rèn)知、項(xiàng)目設(shè)計(jì)與裝調(diào)三個(gè)逐步深入的教學(xué)層次，實(shí)現(xiàn)以實(shí)踐應(yīng)用能力為核心的教學(xué)目標(biāo)，使得學(xué)生畢業(yè)稍加培訓(xùn)即可熟練上崗，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)需要無縫對接。項(xiàng)目設(shè)計(jì)與裝調(diào)環(huán)節(jié)又分為三個(gè)逐級遞進(jìn)的項(xiàng)目層次：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以掌握理論知識；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以內(nèi)化知識；最后是真實(shí)項(xiàng)目的應(yīng)用，達(dá)到強(qiáng)化知識并能實(shí)踐的教學(xué)目標(biāo)。

圖1 教學(xué)內(nèi)容的重組

2.2 基于實(shí)踐性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

在現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)中，基本以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，少有的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生也僅選擇元器件種類，設(shè)計(jì)氣壓或液壓的原理圖，而忽略了元器件的具體參數(shù)，如氣缸的推力、行程、缸徑、安裝位置等具體的參數(shù)；且由于高職擴(kuò)招學(xué)生人數(shù)增多，實(shí)訓(xùn)設(shè)備人均少，學(xué)生基本是“看”實(shí)驗(yàn)多于“做”實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生技能不足以應(yīng)對實(shí)際崗位所需。

為達(dá)到與企業(yè)對接的實(shí)踐能力，我們將原有的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目升級設(shè)計(jì)為認(rèn)知—驗(yàn)證—設(shè)計(jì)—應(yīng)用的進(jìn)階式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如圖2所示。應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是選擇企業(yè)真實(shí)任務(wù)為載體，并集虛擬與現(xiàn)實(shí)、仿真與實(shí)踐二位一體的項(xiàng)目。

圖2 二位一體的實(shí)踐能力培養(yǎng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路：首先根據(jù)設(shè)備的功能要求和安裝位置，從氣壓或液壓元器件生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品目錄手冊上選擇合適的元器件，引入專業(yè)軟件(如FLuidSIM軟件)設(shè)計(jì)原理圖進(jìn)行原理仿真測試，無誤后，將氣壓或液壓元器件三維模型裝配在設(shè)備三維模型進(jìn)行虛擬檢查，如無誤，則在實(shí)物設(shè)備上裝調(diào)。

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)創(chuàng)新有三點(diǎn)：第一，不局限于教材，而是實(shí)踐性地使用了企業(yè)產(chǎn)品目錄，讓學(xué)生掌握實(shí)際選型的依據(jù)及方法；第二，引入專業(yè)的液壓氣動(dòng)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)原理圖，便于新手直觀查看控制原理是否正確；第三，將設(shè)備的機(jī)械三維模型與液壓氣動(dòng)元器件的三維模型虛擬裝配，則可保證安裝無誤。

通過虛擬與現(xiàn)實(shí)、仿真與實(shí)踐的二位一體的訓(xùn)練，避免了直接采用企業(yè)任務(wù)而產(chǎn)生的難度過大學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣的難題，極大地提升了學(xué)生的實(shí)踐能力。

3 線上線下的教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)施

目前由于課時(shí)少、實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足等問題使得老師無法在課堂上完成所有教學(xué)內(nèi)容并保證較好的教學(xué)質(zhì)量。而混合式教學(xué)是將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來的一種“線上+線下”的教學(xué)方式，它充分利用線上豐富的教學(xué)資源、先進(jìn)的教學(xué)手段以及學(xué)生靈活的學(xué)習(xí)時(shí)間，將定義類的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)操作放在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，減少課堂上對于基礎(chǔ)性知識的講解，集中時(shí)間解決重難點(diǎn)及共性問題，實(shí)現(xiàn)了更高效的課堂教學(xué)，取得更有質(zhì)量的教學(xué)效果[5-6]。教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺職教云，結(jié)合課程資源及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)了虛擬與現(xiàn)實(shí)、仿真與實(shí)踐、線上與線下結(jié)合的混合式教學(xué)模式，如圖3所示。

圖3 混合式教學(xué)模式

3.1 前期準(zhǔn)備

3.1.1 前端分析

前端分析主要是對教學(xué)對象、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境的分析。其中，教學(xué)對象分析是混合式教學(xué)實(shí)施的基礎(chǔ)。為有針對性地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容及方法，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對學(xué)生已經(jīng)具備的與課程相關(guān)的技術(shù)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣、認(rèn)知心理和期望值等進(jìn)行了問卷分析，還分析了同步及后續(xù)課程的學(xué)習(xí)?！耙簤号c氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)”開設(shè)在大二第一學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)具備了機(jī)械結(jié)構(gòu)的知識，對設(shè)備的自動(dòng)化控制非常有興趣，并同步在學(xué)習(xí)三維建模技術(shù)；在學(xué)習(xí)習(xí)慣上喜歡邊學(xué)邊做，更愿意自己動(dòng)手操作。教學(xué)內(nèi)容是混合式教學(xué)實(shí)施的核心。課程團(tuán)隊(duì)對教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及載體等內(nèi)容進(jìn)行了深入的分析，確定了本門課程的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)重點(diǎn)是元器件的選取、原理圖的設(shè)計(jì)及實(shí)物的裝調(diào)；教學(xué)難點(diǎn)是元器件的選取及實(shí)物的裝調(diào)。學(xué)習(xí)環(huán)境是混合式教學(xué)實(shí)施的支撐，本課程的教學(xué)環(huán)境主要包括教室、實(shí)訓(xùn)室和 SPOC 平臺。

3.1.2 教學(xué)資源設(shè)計(jì)

教學(xué)資源是混合式教學(xué)實(shí)施是否成功的重要一環(huán)，包括指導(dǎo)性資源、內(nèi)容性資源和生成性資源。指導(dǎo)性資源是旗幟，指明教學(xué)和學(xué)習(xí)方向，以便學(xué)生清楚課程教學(xué)目標(biāo)，并作出學(xué)習(xí)計(jì)劃，努力達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)制訂了課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計(jì)劃、考核標(biāo)準(zhǔn)等課程實(shí)施的綱領(lǐng)性資源。內(nèi)容性資源是課程知識的載體，是學(xué)生學(xué)習(xí)的工具，內(nèi)容性資源的質(zhì)量直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。本課程的內(nèi)容性資源主要有課件、實(shí)訓(xùn)操作手冊、任務(wù)工單、交互化的微課、教學(xué)視頻、形式多樣的作業(yè)與豐富的拓展資訊等資源。生成性資源是教師預(yù)設(shè)方向，但內(nèi)容是在教學(xué)實(shí)施過程中動(dòng)態(tài)生成的，是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的產(chǎn)出。本課程的生成性資源形式多樣，包含了教學(xué)互動(dòng)(如討論、問答)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)(疑難問題、筆記)和總結(jié)反思(建議、亮點(diǎn)、不足)等資源。

3.2 混合式教學(xué)實(shí)施

本課程的混合式教學(xué)實(shí)施指線上教學(xué)和線下教學(xué)的實(shí)施。

3.2.1 線上教學(xué)的實(shí)施

線上教學(xué)實(shí)施主要是集中在課前和課后，具體如圖4所示。由于階段不同，即使同為線上教學(xué)活動(dòng)，其側(cè)重點(diǎn)也有所不同。課前學(xué)生主要是為任務(wù)的實(shí)施吸收儲備知識，因此在課前教師通過職教云平臺發(fā)布任務(wù)、與任務(wù)相關(guān)的課件、微課和拓展資源，并利用課程平臺督促學(xué)生學(xué)習(xí)。課后則是對任務(wù)完成的總結(jié)，并對知識進(jìn)行強(qiáng)化。教師要對該次課程進(jìn)行總結(jié)，梳理在課程學(xué)習(xí)中學(xué)生的亮點(diǎn)與不足，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)步；公布該次課程成績，激勵(lì)得分落后的同學(xué)努力學(xué)習(xí)；發(fā)布與該任務(wù)相關(guān)的復(fù)測、主題討論及拓展任務(wù)。學(xué)生可以充分利用碎片時(shí)間通過職教云平臺的電腦端和移動(dòng)端完成課后任務(wù)。

圖4 混合式教學(xué)實(shí)施過程

線上教學(xué)階段，學(xué)生主要靠自學(xué)吸收知識，對學(xué)生的自學(xué)能力與自控能力提出了較高要求，教學(xué)團(tuán)隊(duì)利用職教云手機(jī)端和微信群等網(wǎng)絡(luò)化手段隨時(shí)為學(xué)生答疑解惑并督促學(xué)習(xí)，并選拔班級學(xué)習(xí)優(yōu)異的同學(xué)為助理管理員，協(xié)助答疑。

3.2.2 線下教學(xué)實(shí)施

課中則是線下的翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生將知識內(nèi)化進(jìn)而初步應(yīng)用的階段。在此階段教師通過線上的前測已經(jīng)掌握了學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)與共性問題，在課上的前5～10分鐘時(shí)間，主要強(qiáng)調(diào)本次課程的教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)，講解共性問題。而后則由學(xué)生對任務(wù)開展討論，確定計(jì)劃，實(shí)施任務(wù)，展示并匯報(bào)。教師在這一階段主要任務(wù)是組織任務(wù)實(shí)施，并進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。通過形式豐富多樣的教學(xué)方式如講授、問答、討論、分組協(xié)作、展示匯報(bào)等手段不斷強(qiáng)化學(xué)生知識，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力。

3.3 教學(xué)評價(jià)

本課程重在對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，特別注重學(xué)生知識的積累和工程實(shí)踐能力的提升的過程，但同時(shí)也注重其學(xué)習(xí)效果，因此采用過程性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的形成性評價(jià)方式進(jìn)行考核。終結(jié)性評價(jià)包括實(shí)訓(xùn)成果、期中和期末測試三部分。過程考核采取了定性和定量相結(jié)合的評價(jià)方式。定性評價(jià)包括了學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、參與程度、實(shí)訓(xùn)素養(yǎng)等。定量評價(jià)包含了作業(yè)、線上的前測與復(fù)測、線下的仿真測試、實(shí)訓(xùn)與期末的理論考試等。依托本課程建設(shè)的平臺職教云可以全面跟蹤整個(gè)學(xué)習(xí)過程。教師在學(xué)期開始前在網(wǎng)站上設(shè)置好線上線下各階段各項(xiàng)參與的比例，如學(xué)習(xí)進(jìn)度、時(shí)長、隨堂測試、主題討論、筆記等。線下則主要通過實(shí)訓(xùn)工單、課堂表現(xiàn)等記錄學(xué)生的過程性成績。

通過定性與定量、過程與終結(jié)相結(jié)合的評價(jià)方式可以更細(xì)致地掌握同學(xué)的學(xué)習(xí)情況、幫助其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題以取得更好的學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)語

為適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)對人才的要求，本課題組成員近幾年來走訪了大量企業(yè)，開展對課程建設(shè)和教學(xué)改革的探索實(shí)踐。經(jīng)過三年的建設(shè)，本課程逐步建成了基于實(shí)踐能力培養(yǎng)的新內(nèi)容體系、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及在線課程，制訂了形成性評價(jià)方案。通過改革，使得學(xué)生明確了學(xué)習(xí)目標(biāo)；通關(guān)式的進(jìn)階實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，極大提升了學(xué)習(xí)興趣，從而轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”；線上線下結(jié)合的教學(xué)模式使得學(xué)生有更充足的時(shí)間學(xué)習(xí)，足量的測試與豐富的資源使得學(xué)生牢牢掌握了本門課程的基礎(chǔ)理論及實(shí)踐技能。近兩屆的畢業(yè)生反饋本課程應(yīng)用性高，基本貼合工作所需。