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摘要:在以成果为导向(OBE)理念下,对液压传动课程教学模式进行了改革。以简单机床的液压传动系统图为基础,按知识单元来组织授课内容,强化液压元件的选型应用,达到能分析解决复杂工程问题目的。该教学组织模式针对其它专业课程也有一定的借鉴意义。
关键词:成果导向;液压传动及控制;教学模式改革
本文引用格式:刘明,等.OBE理念下《液压传动及控制》课程教学模式探讨[J].教育现代化,2019,6(35):110-112.
一引言
工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度,其核心理念是成果导向、学生为中心和持续改进。《液压传动及控制》具有较强的理论性、专业性、实践性和前沿性,是机械制造类专业的必开课程;基于OBE工程教育认证的毕业要求,该课主要讲授液压传动及控制,液压元件的结构原理和选型应用等相关知识,旨在培养学生利用液压知识解决复杂工程问题的能力。
四川轻化工大学机械工程学院于2018年11月通过“过程装备与控制工程”专业认证,基于OBE成果导向理念,结合近年的教学经验,本文对教学改革模式及相关内容进行探讨,以期为其他工程类课程改革提供参考。
二教学内容的组织
(一)将简单机床液压传动系统贯穿教学始终
图1所示简单机床的液压传动系统图是大多教材绪论中的内容,用来让读者初步了解液压传动系统的基本原理、系统组成。在传统教学中,通常是通过此图告诉学生液压系统包括了动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件和工作介质五大部分,以及该系统的工作原理,但关于该液压系统的工程应用背景、使用要求和工作特点介绍较少,这样学生在学习过程中,比较难理解,容易失去学习兴趣。将“简单机床液压传动”贯穿教学始终,是基于此图,工程应用背景典型,工作原理简单、易理解,且基本涵盖液压传动五大系统的相关知识点,因此通过此图的讲解:一方面使学生对液压课程全面的教学内容有了清晰的了解,另一方面通过具体的工程问题,来吸引学生的兴趣,培养学生的工程意识。以图2中元器件液压泵3为例:液压泵结构特点、工作原理、性能参数、应用工况,不尽相同,因此在教学模式与内容组织上,可将该图与工程应用(比如磨床、拉床)结合,与学生探讨典型工况下液压泵的选型和使用。
类似在讲解液压缸、控制阀、系统回路等知识点,仍以“简单机床液压传动”为例,通过工况调整、元器件增减,实现不同的液压系统图,让学生达到举一反三的目的;老师通过课堂推演、提问,学生通过课堂解答、课后检索,有效将理论与工程实际充分结合;当讲解典型液压系统、液压系统设计与计算时,学生就更容易理解液压系统原理图,甚至会提出不足,找出新的解决方案,通过设计计算,绘制新的液压系统图,这就很好地培养了学生解决复杂工程问题的能力。
(二)按知识单元来组织教学
传统的课程教学,是按照参考教材章节顺序进行讲解。课程知识点多、课时少,因上课教师不同、教师授课状态影响,课程进度、知识点的侧重点往往也不同,导致主次不分明,核心知识点可能没讲透,统一考核时,成绩偏差大。
按知识单元组织教学,相当于专题讲座,即一次课2课时用一讲PPT,涵盖一到两个完整的知识点;通过精心组织,一次课程确保一到两个核心知识点讲清、讲透,而其它类似性知识、相关联知识、了解性知识,则作为自学内容,由学生课后学习,同时强调自学内容属于考试范畴。该教学模式可保严格按教学大纳实施教学内容,更重要的是,可以对核心知识点重点讲、仔细讲,让学生更易听懂、理解、掌握,避免了传统教学的盲目跟进与内容全面化;采用主讲+自学的模式,PPT课件主讲内容更专一、更精细,而自学内容可大幅扩充,可将工程实际问题引入,可抛砖引玉,不再局限于教材内容,扩大了学生的知识面,提升学生解决实际工程问题的能力。表1为我校采用的理论授课知识单元组织形式,从内容讲解顺序看,也基本跟教材章节内容一致,但重点不尽相同,且更利于学生课前预习。
(三)通过工程实训平台,提升学生的项目操作能力
实验教学环节能有效地培养学生认识、熟悉真实的液压系统,通过该环节,学生能够正确理解和识读实际液压设备中的液压系统原理图,帮助学生学习和运用理论处理实际问题,验证、消化和巩固基础理论知识。我校学生实训采用液压系统多功能测试平台,其系统包括:闭式试验油路,开式试验油路,油缸试验油路和加载试验油路,可实时采集系统压力、流量、马达转速、油缸速度等系统参数,通过该实训平台,学生能够正确地操作和使用液压试验台,能够读懂实际液压设备中的系统原理图,能够找到与液压原理图对应的各类元器件,并完成相对应的液压泵性能实验、液压阀性能实验和容积节流调速回路实验;通过该实训平台的教学,学生初步掌握油液泵、液压马达、电磁换向阀和液压油缸的工作原理、性能参数;初步掌握典型的节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路等液压系统的工作原理;初步掌握液压元件测量的基本操作方法;初步具备一般液压系统的分析理解和相关工程项目的设计和创新能力。
(四)将液压领域最新研究、应用成果引入实例教学
学生对课程的兴趣,首先取决该课程在专业中份量。传统教学,主要讲解经典理论、典型结构、典型工程应用。而教材中典型液压系统图,常是企业实际工程液压图的简化,部分控制方式有可能已被新技术取代。因此,有必要将液压领域最新研究应用成果引入实例教学,用新的解决方案代替传统方法,比较其优缺点,不仅可以让师生紧跟社会发展,还能显著提升学生兴趣。通过自学扩充,结合工程实例,抛出问题,让学生去查阅资料,甚至咨询专业公司,解决该问题。
(五)改进考核方式,注重能力的评价
如何合理、客观评价学生各项能力,是OBE教育模式中的一个重要环节,同时对教学改革的可持续性有着非常重要的影响。我校《液压传动及控制》课程成绩分为三部分:平时成绩、实验成绩和试卷成绩。平时成绩主要体现在引入工程问题的解决方案上,类似于传统教学的课后作业,但又不完全相同,因为工程问题没有参考答案,学生需要团队合作、查阅资料、甚至咨询专业公司才能解决,老师根据问题的难易程序、解决方案的优劣来评分,同时对后进的学生给予及时的帮助和指导;实验成绩则根据实验过程中的表现、以及实验报告完成情况进行考核;试卷摒弃了传统的选择、填空与是非题,统一采用简答、分析与计算题型,考核内容一题一图,看似简单,实则需要对所有知识点的综合理解、掌握和应用,要求学生必须具备一定的分析、解决复杂工程问题的能力。最终考核结果以平时成绩、实验成绩和考核成绩相结合的方式,给出学生综合性的评价考核,从而实现对教学质量的持续性提高。
三结论
在工程专业认证背景下,基于成果导向理念,对液压传动课程授课内容的教学组织进行了探讨。课程通过知识单元教学,强化核心知识讲解,将简单机床液压系统贯穿始终,结合工程实例与液压领域最新研究、应用成果,衍生出更多、更复杂、更合理的液压系统,在分析问题能力培养、设计开发能力培养上效果明显,学生具备了解决复杂工程问题的能力。该教学模式目前也在我校的《电液控制技术》授课中应用,对其他的专业课程授课有一定的借鉴意义。
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