毛文貴 卿上樂(lè) 胡競(jìng)湘 關(guān)躍奇 李建華

摘要：為適應(yīng)工程教育要求的復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)。本文針對(duì)《流體力學(xué)與流體傳動(dòng)》課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題，闡述“大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”在《流體力學(xué)與流體傳動(dòng)》課程中的實(shí)施方案及實(shí)施過(guò)程。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，該教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；復(fù)雜工程問(wèn)題；“大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”；流體力學(xué)與流體傳動(dòng)

中圖分類號(hào)：TH122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著高等教育由“精英教育”向“大眾化教育”發(fā)展，就業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻。如何將社會(huì)的各種需求體現(xiàn)在人才培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，是教育界和工程界關(guān)注的重點(diǎn)。教育部2006年啟動(dòng)的“工程教育專業(yè)認(rèn)證”強(qiáng)調(diào)課程培養(yǎng)能力要具有解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。教育部于2010年啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，體現(xiàn)逐步樹(shù)立“能力本位”的教育理念。其目的是培養(yǎng)應(yīng)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題具備較強(qiáng)創(chuàng)新能力和工程技術(shù)素質(zhì)的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，增強(qiáng)人才培養(yǎng)的社會(huì)適應(yīng)性。工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，全國(guó)各院校都在積極探尋適合工程教育的教學(xué)模式，探索適應(yīng)企業(yè)人才需求的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革[13]。但目前企業(yè)從產(chǎn)品質(zhì)量、管理成本和安全性考慮，不愿意接受學(xué)生實(shí)習(xí)；學(xué)校課程的教學(xué)偏重于理論知識(shí)的傳授，內(nèi)容與當(dāng)代的工程技術(shù)之間脫節(jié)，學(xué)生實(shí)踐能力相對(duì)較低。因此，改善高?，F(xiàn)有的教學(xué)模式，完善工程教育的弊端，是當(dāng)前基于復(fù)雜工程問(wèn)題解決的能力驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)要解決的主要問(wèn)題。

流體力學(xué)與流體傳動(dòng)，是工業(yè)動(dòng)力傳動(dòng)與控制技術(shù)的重要組成部分，在汽車、鋼鐵、土木水利等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各方面都得到了非常廣泛的應(yīng)用。工程教育專業(yè)認(rèn)證要求流體力學(xué)與流體傳動(dòng)課程借助學(xué)習(xí)，明確其基本原理和結(jié)構(gòu)組成，在實(shí)踐應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)對(duì)回路的合理設(shè)計(jì)，學(xué)生具有設(shè)計(jì)滿足特定需求的機(jī)電液綜合的復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。但學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)中存在許多困難，如元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作過(guò)程抽象等。在教學(xué)環(huán)節(jié)上，側(cè)重于理論的推導(dǎo)和論證過(guò)程的講解，沒(méi)有突出工程應(yīng)用和解決問(wèn)題的能力和方法。近年來(lái)，隨著知識(shí)的不斷更新，數(shù)字化、信息化與各傳統(tǒng)學(xué)科結(jié)合緊密，教學(xué)內(nèi)容新增許多元件、控制方法，如電液伺服閥、數(shù)字泵等。與此同時(shí)，課程體系改革新增許多新課程，導(dǎo)致學(xué)時(shí)縮減。在課堂信息量大、課時(shí)少的現(xiàn)狀下學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論掌握不扎實(shí)，不能融會(huì)貫通，更談不上具有理論聯(lián)系實(shí)踐的應(yīng)用能力。研究者圍繞提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力提出了許多教學(xué)改革：芮宏斌[4]構(gòu)建技能訓(xùn)練與能力培養(yǎng)相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力提高。錢鵬飛[5]采用“先感性接觸，后實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，再理論論證”的模式，激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)習(xí)效率。但總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的教學(xué)改革趨向是使課程教學(xué)模式中學(xué)生的主體作用得到應(yīng)有體現(xiàn)，增加學(xué)生復(fù)雜工程問(wèn)題的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，使學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力獲得提高。

1 “大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”教學(xué)模式

“大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”的教學(xué)模式是屬于整體引導(dǎo)和個(gè)體指導(dǎo)相結(jié)合的有效形式，有利于達(dá)到教育效率和效果統(tǒng)一，培養(yǎng)具有健康個(gè)性的學(xué)生[6]?！按蟀嗍谡n”，師生聚集一堂，教師以講授理論為主，把握課堂的重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生中的一些共性問(wèn)題，傳授理論知識(shí)和方法，形成濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，大班授課是實(shí)現(xiàn)整體引導(dǎo)的有效方式。“小組項(xiàng)目式教學(xué)”將學(xué)生需要掌握的知識(shí)點(diǎn)集結(jié)在一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目中，以項(xiàng)目為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以小組完成項(xiàng)目和討論為形式，在教師的指引下，開(kāi)展教學(xué)，學(xué)生的自由個(gè)性可以得到充分的尊重和發(fā)揮，復(fù)雜工程問(wèn)題解決的能力能夠得到鍛煉和提高。

2 基于解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)，構(gòu)建“三能力”教學(xué)模式

基于“大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”教學(xué)模式，針對(duì)流體力學(xué)與流體傳動(dòng)課程解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)，構(gòu)建“三能力”教學(xué)模式，如圖1所示。

2.1 大班授課整體引導(dǎo)流體傳動(dòng)技術(shù)復(fù)雜工程問(wèn)題解決的專業(yè)基礎(chǔ)能力

流體傳動(dòng)技術(shù)本身是一個(gè)機(jī)電液綜合的復(fù)雜系統(tǒng)，大班授課時(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。針對(duì)工程教育認(rèn)證對(duì)本課程的要求、機(jī)械行業(yè)的最新發(fā)展，研究其知識(shí)框架，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，體現(xiàn)流體力學(xué)與流體傳動(dòng)領(lǐng)域最基本和最核心的共性知識(shí)；分析其重點(diǎn)和難點(diǎn)，針對(duì)重要理論尤其是學(xué)生不容易理解的理論以問(wèn)題導(dǎo)入法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)法等教學(xué)方法樹(shù)立學(xué)生的自信心及對(duì)課程的興趣；對(duì)大班課堂進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，搜集圖片、視頻等實(shí)施情景教學(xué)、“講、練、演”的教學(xué)等將完整的流體傳動(dòng)設(shè)計(jì)思維方式和方法展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)習(xí)積極性得以最大程度的發(fā)揮。大班授課使學(xué)生獲得復(fù)雜工程問(wèn)題解決的專業(yè)基礎(chǔ)能力驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)，為將來(lái)走向社會(huì)打好堅(jiān)實(shí)的流體傳動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 小組項(xiàng)目式教學(xué)個(gè)體指導(dǎo)流體傳動(dòng)技術(shù)復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題解決的工程應(yīng)用能力

為培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才，獲得復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題應(yīng)用能力培養(yǎng)，流體力學(xué)與流體傳動(dòng)課程教學(xué)應(yīng)當(dāng)與相關(guān)的企業(yè)需求相結(jié)合，實(shí)施項(xiàng)目與教學(xué)的整合、專業(yè)理論與企業(yè)實(shí)踐的整合。引入企業(yè)課題，在教學(xué)中關(guān)注企業(yè)活動(dòng)和最新研究成果，模仿企業(yè)項(xiàng)目情景設(shè)置（系統(tǒng)可行性論證、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)），使學(xué)生通過(guò)各種形式參與項(xiàng)目。研討形式既可在大班授課中進(jìn)行，也可在課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。以實(shí)踐中的問(wèn)題進(jìn)行綜合性訓(xùn)練，指導(dǎo)學(xué)生完成從簡(jiǎn)單液壓回路到復(fù)雜液壓系統(tǒng)再到具體工程實(shí)際液壓系統(tǒng)全過(guò)程的訓(xùn)練和研究，提高學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)意識(shí)；教學(xué)方法上采用啟發(fā)式、問(wèn)題式和討論式等多元化研討教學(xué)方法，圍繞項(xiàng)目來(lái)組織教學(xué)，采用先進(jìn)的教學(xué)手段和現(xiàn)代教育技術(shù)，繼承傳統(tǒng)教學(xué)手段的精華，建立計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)；遵循學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)和教學(xué)目標(biāo)管理相結(jié)合的基本原則，考核評(píng)價(jià)從以知識(shí)測(cè)量為主轉(zhuǎn)向以能力測(cè)量為主，改變單一書(shū)面考核方式。

2.3 校企聯(lián)合教學(xué)培養(yǎng)特色行業(yè)流體傳動(dòng)技術(shù)復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題解決的職業(yè)能力

為培養(yǎng)學(xué)生具有行業(yè)特色復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題解決的職業(yè)能力。實(shí)施課堂內(nèi)與外的整合，以校企合作為驅(qū)動(dòng)，以開(kāi)放項(xiàng)目教學(xué)為載體，以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新思維能力以及綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決機(jī)械行業(yè)復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題的職業(yè)能力為目的，將大班授課和小組項(xiàng)目式教學(xué)有機(jī)結(jié)合，實(shí)行企業(yè)老師講授流傳力學(xué)與流體傳動(dòng)在特色行業(yè)中的應(yīng)用及存在的問(wèn)題，小組討論解決方案，再大班交流，形成討論前充分準(zhǔn)備，討論中正確引導(dǎo)，討論后總結(jié)提升的流程，把“大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”教學(xué)模式貫穿于社會(huì)實(shí)踐中。積極嘗試開(kāi)設(shè)校企聯(lián)合項(xiàng)目研討課，讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決行業(yè)特色復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題的職業(yè)能力。

3 “大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程

本文以教學(xué)情景—方向控制回路為例進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施步驟如下：

步驟一：“大班授課”。方向控制回路中，液壓元件有液壓泵、液壓缸、溢流閥、換向閥。 首先用視頻引導(dǎo)學(xué)生觀察機(jī)床工作臺(tái)能夠不同方向移動(dòng)引入方向控制回路的概念。說(shuō)明機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)里的組成元件。逐一破解各組成元件，對(duì)已學(xué)的元件用圖片和動(dòng)畫(huà)回顧，對(duì)新增換向控制調(diào)節(jié)元件—換向閥用多媒體和動(dòng)畫(huà)講解這些元件的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過(guò)比較法，讓學(xué)生總結(jié)幾種不同換向閥的特點(diǎn)。再結(jié)合設(shè)計(jì)方向控制回路、分析各液壓元件在回路中的作用，告訴學(xué)生如何實(shí)現(xiàn)液壓缸的換向、從設(shè)計(jì)中強(qiáng)化新課重要內(nèi)容。讓學(xué)生獲得流體力學(xué)與流體傳動(dòng)中換向回路的專業(yè)基礎(chǔ)能力。

步驟二：“小組項(xiàng)目式教學(xué)”。將一個(gè)班分為若干小組，每個(gè)小組約6人左右。針對(duì)機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)合及給定各方向運(yùn)動(dòng)的具體行程，要求學(xué)生設(shè)計(jì)其換向回路。并每組一個(gè)代表上臺(tái)講解。最后老師根據(jù)機(jī)床的應(yīng)用場(chǎng)景分析各回路的優(yōu)缺點(diǎn)，如手動(dòng)換向回路操作簡(jiǎn)單但換向精度和平穩(wěn)性不高；電磁換向回路使用方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化但換向時(shí)間短，沖擊大。并讓學(xué)生課后對(duì)機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)行的換向功能進(jìn)行了哪些改進(jìn)作企業(yè)調(diào)研，并提交調(diào)研報(bào)告。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同換向回路結(jié)合工程實(shí)際的應(yīng)用能力。

步驟三：“校企聯(lián)合”。請(qǐng)企業(yè)老師講解機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)換向回路的實(shí)際設(shè)計(jì)流程和應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)，在回路設(shè)計(jì)中怎么處理。再讓學(xué)生給合自己的調(diào)研報(bào)告，上臺(tái)講解自己設(shè)計(jì)的回路，由企業(yè)老師和任課老師點(diǎn)評(píng)。從而培養(yǎng)學(xué)生復(fù)雜工程問(wèn)題的職業(yè)能力。

堅(jiān)持當(dāng)堂檢測(cè)，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，及時(shí)教學(xué)反饋。“大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”教學(xué)模式較好地解決傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的理論知識(shí)與復(fù)雜工程問(wèn)題應(yīng)用在知識(shí)上的不連貫與不銜接。絕大多數(shù)學(xué)生普遍認(rèn)為，這種教學(xué)方法將抽象理論形象化，空洞內(nèi)容具體化，更容易接受，學(xué)生的參與性和學(xué)習(xí)積極性都較高。在工程實(shí)踐中，學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解能力增強(qiáng)，動(dòng)手能力得到提高，職業(yè)技能得到訓(xùn)練，學(xué)生學(xué)習(xí)目的性增強(qiáng)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在《流體力學(xué)與流體傳動(dòng)》課程中推行以“大班授課+小組項(xiàng)目式教學(xué)”的教學(xué)模式。通過(guò)對(duì)專業(yè)理論與企業(yè)實(shí)踐的整合、課堂內(nèi)與外的整合來(lái)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行具有實(shí)際操作可能的課程教學(xué)設(shè)計(jì)。大班授課整體引導(dǎo)、小組項(xiàng)目式教學(xué)個(gè)體指導(dǎo)來(lái)探索與實(shí)踐流體力學(xué)與流體傳動(dòng)課程基于復(fù)雜工程問(wèn)題解決的能力驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)。強(qiáng)化了工程素養(yǎng)培養(yǎng)，改善了學(xué)生與企業(yè)的融合，提高了應(yīng)用型本科院校學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的專業(yè)基礎(chǔ)能力、工程應(yīng)用能力和職業(yè)能力，有助于促進(jìn)高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

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作者簡(jiǎn)介：毛文貴（1975），女，博士，副教授，從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。