蔡漢躍
[摘 要]在工程認(rèn)證的背景下,專業(yè)課的教學(xué)被賦予了更實(shí)際、更確切的要求,但又面臨著課時(shí)大幅度縮減的現(xiàn)實(shí)難題,同時(shí),液壓氣壓類的課程又有著自身很強(qiáng)的系統(tǒng)性特點(diǎn)。如何針對(duì)此類課程進(jìn)行課程改革?教師可以嘗試從課程內(nèi)容整合、課堂教學(xué)方式、學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的促進(jìn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)開展模式等幾個(gè)方面,探討專業(yè)課程改革思路,找尋一條更高效的教學(xué)路徑,目標(biāo)是既使學(xué)生掌握具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的工程知識(shí)和工程思維,又向工程認(rèn)證的要求邁進(jìn)。
[關(guān)鍵詞]課程改革;教學(xué)方式;主動(dòng)學(xué)習(xí)
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2018)05-0099-03
高校工程認(rèn)證工作的展開,使工程專業(yè)的教學(xué)面臨更大的挑戰(zhàn),最基本的一點(diǎn),是需要提高學(xué)生分析和處理相關(guān)工程問(wèn)題的能力;挑戰(zhàn)還在于近年來(lái)這些專業(yè)課程的課時(shí)大幅度縮減,使教學(xué)遇到了瓶頸。以液壓和氣壓傳動(dòng)課程為例,該課程以液壓為主體,其特點(diǎn)是理論與實(shí)踐關(guān)系特別密切,系統(tǒng)性很強(qiáng)。要使學(xué)生達(dá)到對(duì)于中等復(fù)雜程度液壓系統(tǒng)能理解并進(jìn)行分析計(jì)算的目標(biāo),基本理論、元件、基本回路和系統(tǒng)構(gòu)成這四塊內(nèi)容缺一不可,必須融會(huì)貫通。在此基礎(chǔ)上還要了解氣動(dòng)系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的異同及應(yīng)用特點(diǎn)。課程的課時(shí)從以前的48學(xué)時(shí)壓縮至40學(xué)時(shí),又壓縮至32學(xué)時(shí),其中6學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)不變,課堂教學(xué)的時(shí)數(shù)壓縮了38%。以精簡(jiǎn)緊湊為主要手段的教學(xué)改革已經(jīng)勉為其難[1],兩輪實(shí)踐的結(jié)果是,教的累,學(xué)的苦,沒有回旋余地,跟不上教學(xué)要求的學(xué)生人數(shù)增加,總體學(xué)習(xí)成績(jī)也相應(yīng)下降。部分較好的學(xué)生剛達(dá)到一定的理解程度并產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,課程已戛然而止。
為扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)狀態(tài),課程的改革必須“脫胎換骨”,擺脫原來(lái)的教學(xué)模式,創(chuàng)新教學(xué)思路。結(jié)合應(yīng)用型試點(diǎn)課程建設(shè),本文擬從課程內(nèi)容整合、課堂教學(xué)方式、學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的促進(jìn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)開展模式等幾個(gè)方面論述本課程改革的思路與設(shè)想。
一、 教學(xué)內(nèi)容的改革
在過(guò)去幾十年的教學(xué)實(shí)踐中,液壓的基本理論、元件、基本回路和系統(tǒng)構(gòu)成一直是貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程的基本框架,教學(xué)過(guò)程環(huán)環(huán)相扣,按部就班。但近年來(lái)因課時(shí)不斷縮減,基本理論這一塊已經(jīng)精減到了“必需”的程度。液壓的理論抽象而實(shí)踐性又很強(qiáng)[1],教學(xué)中,學(xué)生的感受是既快又繁,有半數(shù)學(xué)生在這一階段就已經(jīng)跟不上節(jié)奏了。元件的部分比較實(shí)際,涉及基本理論的應(yīng)用和機(jī)械結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)工作原理、功能和性能特點(diǎn),如果對(duì)基本理論沒有很好地理解,學(xué)生思路也跟不上。這一部分如果多舉一些應(yīng)用實(shí)例會(huì)有助于學(xué)生掌握,但課時(shí)不允許。后兩塊內(nèi)容都是應(yīng)用性的,從局部到全部,包含功能和性能以及參數(shù)的計(jì)算關(guān)系,并把之前的內(nèi)容反復(fù)體現(xiàn)。如果前面基礎(chǔ)打好了,后兩塊內(nèi)容就會(huì)覺得容易理解,但課時(shí)的局限使教師無(wú)法在課堂上幫助學(xué)生完成階段性的總結(jié)和鞏固。整個(gè)狀況是內(nèi)容太飽滿,過(guò)程太快,學(xué)生難以消化吸收。
靠教學(xué)內(nèi)容的精減已經(jīng)無(wú)法解決課時(shí)的約束,一些細(xì)節(jié)在課堂上只能點(diǎn)到為止,重點(diǎn)內(nèi)容雖然強(qiáng)調(diào),但也不能舉一反三,深入剖析。實(shí)際狀況是教與學(xué)“脫節(jié)”,課堂上教師竭盡全力,想盡辦法,但好的學(xué)生學(xué)得很累,差的學(xué)生完全放棄。此乃“瓶頸”所在,靠“小手術(shù)”實(shí)難解決問(wèn)題。
在此提出一個(gè)“大手術(shù)”的思路——倒置法,將最終的教學(xué)目標(biāo),即一個(gè)中等復(fù)雜程度且比較具有典型意義的液壓系統(tǒng)提前呈現(xiàn)在學(xué)生面前,提出各個(gè)要解決的問(wèn)題,以最終目標(biāo)引領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容的展開,然后用“填空”的手段進(jìn)行教學(xué)。將所有的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)合,每堂課圍繞一兩個(gè)大的問(wèn)題進(jìn)行展開,將該系統(tǒng)分析透徹并就某些環(huán)節(jié)拓展深入。如此,將以前的教學(xué)框架完全打破,形成一種新的教學(xué)內(nèi)容體系。該模式的教學(xué)經(jīng)初步分析,有下述利弊:
1.贏得教學(xué)空間。每堂課內(nèi)容緊扣最終目標(biāo),“填空”的內(nèi)容可以從容把握,在限定的課時(shí)中獲得騰挪的余地,有利于突出重點(diǎn)。
2.直面最終目標(biāo),解決按部就班教學(xué)模式之下學(xué)生難以融會(huì)貫通的難題。
3.打破原有的系統(tǒng)性,可避免學(xué)生一節(jié)課脫節(jié),之后整個(gè)環(huán)節(jié)都跟不上的現(xiàn)象,而脫節(jié)的內(nèi)容因?yàn)橛姓n堂明確提示的具有針對(duì)性的問(wèn)題,可讓學(xué)生課后自習(xí)。
4.易吸引學(xué)生的注意力,并為學(xué)有余力的學(xué)生提供深入研究的余地。
5.學(xué)生對(duì)于基本理論的掌握程度會(huì)有所減弱,課程原有的完整性、全面性不再。
6.相關(guān)教學(xué)內(nèi)容需要有機(jī)穿插,以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)已不適用,需要探索把握。
課程內(nèi)容的改革是本項(xiàng)課程建設(shè)的核心,如何重組教學(xué)內(nèi)容,提高效率和效果,把握好學(xué)生學(xué)習(xí)的理解思維過(guò)程,這是需要進(jìn)一步深入探索總結(jié)的問(wèn)題。如此大幅度的改革,還面臨著教材適用性的問(wèn)題,以及作為最終目標(biāo)的液壓系統(tǒng)選擇問(wèn)題,必須保證其實(shí)踐性、典型性、綜合性和基本問(wèn)題的覆蓋度等各個(gè)方面。
二、 課堂教學(xué)方式
在液壓課程教學(xué)中,課堂討論一直是比較行之有效的方法。這一點(diǎn)不但不能縮減,還應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)展。因?yàn)橛姓n程內(nèi)容改革的前提而使之存在可能,每堂課都以一個(gè)大問(wèn)題分解出若干個(gè)小問(wèn)題,針對(duì)問(wèn)題展開教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生去思考、理解,去尋找解決問(wèn)題的途徑?!懊婷婢愕健钡慕虒W(xué)模式必須被摒棄,相當(dāng)多的細(xì)節(jié)在課堂上不再展開,而是以問(wèn)題形式提出后便讓學(xué)生自己去尋找答案。這樣的教學(xué)方式,結(jié)果可能是這樣一種狀況:對(duì)于最終目標(biāo)學(xué)生都能分析理解,但對(duì)于諸多的細(xì)節(jié)問(wèn)題和理解的深度,以及能否舉一反三,分析理解各種液壓系統(tǒng),卻因所鉆研深度不同而差異很大。相當(dāng)一部分學(xué)生對(duì)這種教學(xué)模式可能一時(shí)難以適應(yīng),但這卻是大學(xué)的學(xué)習(xí)所必需,所以,需要提出“功夫在課外”的理念,并以各種手段來(lái)支撐。
1.加強(qiáng)課外輔導(dǎo)強(qiáng)化答疑機(jī)制,鼓勵(lì)學(xué)生答疑,也可成立部分學(xué)生的興趣小組。
2.過(guò)程化考核包括課堂練習(xí)和課外大型作業(yè)、專題討論等,注重過(guò)程和階段性實(shí)效。
3.充分利用網(wǎng)絡(luò)手段,在課內(nèi)外都要充分利用網(wǎng)絡(luò)展開教學(xué),這是提高教學(xué)效率的一個(gè)重要手段。例如在液壓元件的教學(xué)中,選擇重點(diǎn)元件的動(dòng)態(tài)圖講解原理,其他元件以職能符號(hào)講解,動(dòng)態(tài)圖則在網(wǎng)絡(luò)上提供給學(xué)生自習(xí);大型作業(yè)和專題討論要求學(xué)生用網(wǎng)絡(luò)提交,課外輔導(dǎo)也包括網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo),用微信群作為全體學(xué)生學(xué)習(xí)和討論交流的平臺(tái)。
4.選擇重點(diǎn)深入討論針對(duì)液壓系統(tǒng)中的一些有價(jià)值的局部問(wèn)題,進(jìn)行拓展深入的課內(nèi)外討論,此過(guò)程需要通過(guò)課外搜集相關(guān)資料并歸納整理得出見解。除了引導(dǎo)學(xué)生拓展視野,以達(dá)到思考和理解的深度外,還應(yīng)注入工程思維和能力的培養(yǎng)訓(xùn)練。
為了與課外學(xué)習(xí)相配合,課程的設(shè)置應(yīng)為每周2學(xué)時(shí)或3學(xué)時(shí),這較每周4學(xué)時(shí)有利,后者課程在8周內(nèi)完成,節(jié)奏太快,沒有回旋余地。
三、 學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的促進(jìn)
學(xué)生應(yīng)是學(xué)習(xí)的主人,大學(xué)教師應(yīng)以導(dǎo)為主,以教為輔[2]。如何引導(dǎo)工科學(xué)生以現(xiàn)代工程所需為目標(biāo),進(jìn)入一種主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài),是專業(yè)課教師的一項(xiàng)重要工作,需要教師大力去推動(dòng),要有剛性的措施去促進(jìn)。改進(jìn)的教學(xué)模式是:課堂上教學(xué)內(nèi)容大面積簡(jiǎn)單覆蓋,重點(diǎn)問(wèn)題課前先提出給學(xué)生預(yù)習(xí),課堂上深入討論分析;其他問(wèn)題由學(xué)生課外檢索資料,尋找解決途徑,以具有連續(xù)性的大型作業(yè)貫穿教學(xué)過(guò)程,并作為一種督促和檢驗(yàn)的手段。
基于液壓和氣壓傳動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn),在教學(xué)上施行這種模式具有可行性,在某一問(wèn)題上的深入必定牽連到諸多基本概念和理論,而深入的程度則取決于學(xué)生的能力和所花費(fèi)的功夫。優(yōu)秀的學(xué)生會(huì)在此過(guò)程中凸顯其能力,而對(duì)于習(xí)慣敷衍的學(xué)生,需要采取相應(yīng)的督促機(jī)制,在課程的前期安排一些課堂提問(wèn)和討論、課堂練習(xí)等,及時(shí)提醒或告誡。同時(shí)規(guī)定,課外的大型作業(yè)和專題討論報(bào)告如發(fā)現(xiàn)雷同的,一律取消相應(yīng)的成績(jī),以杜絕抄襲敷衍現(xiàn)象。
四、 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的開展模式
在本課程中,實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,也是檢驗(yàn)和提高學(xué)生對(duì)專業(yè)技術(shù)掌握程度的重要環(huán)節(jié)。課程安排有3次共6個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn),第一次為認(rèn)識(shí)型,從一臺(tái)液壓模型的運(yùn)行和接觸,了解液壓系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn),以及拆解液壓元件,了解其基本構(gòu)造。后兩次均為設(shè)計(jì)型,包括液壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)各一次,設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是重點(diǎn),突出“設(shè)計(jì)”的特點(diǎn)。液壓實(shí)驗(yàn)推薦但不限定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是“速度—負(fù)載特性”,即測(cè)試當(dāng)負(fù)載改變時(shí),帶節(jié)流調(diào)速的液壓缸速度變化的規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)室條件下,主工作缸為節(jié)流調(diào)速系統(tǒng),用另一液壓缸作為阻力負(fù)載,負(fù)載大小可調(diào),只允許用一個(gè)泵源。以此要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭建、進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試參數(shù)。
液壓與氣動(dòng)的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中已經(jīng)展開了數(shù)屆,有成功的經(jīng)驗(yàn),也存在不足之處。學(xué)生在紙面上構(gòu)思的液壓系統(tǒng)經(jīng)教師審閱整改后,由學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成搭建調(diào)試和運(yùn)行工作。除推薦的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外,還有多項(xiàng)液壓實(shí)驗(yàn)已經(jīng)由師生共同完成開發(fā),如模擬重力型負(fù)載下的“叩頭”現(xiàn)象、使用不同液壓元件的保壓特性、液壓振蕩回路等,鼓勵(lì)學(xué)生構(gòu)思創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,力求各實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不重復(fù)。在這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生對(duì)液壓系統(tǒng)中可采用的多種手段及其應(yīng)用效果使其增加了認(rèn)識(shí),直觀地看到了自己設(shè)計(jì)的成果[2],也提高了對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣。
氣壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)與此類似,要求實(shí)現(xiàn)雙氣缸順序動(dòng)作的單循環(huán)或連續(xù)循環(huán),為突出氣動(dòng)的特點(diǎn),可采用全氣控系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的開展,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不再是被動(dòng)地參與、按程式完成,而是主導(dǎo)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,這需要付出更多的努力,包括實(shí)驗(yàn)之前的設(shè)計(jì)、正確的搭建、調(diào)試中遇到問(wèn)題的處理、實(shí)驗(yàn)參數(shù)的獲取、實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)分析等。實(shí)驗(yàn)對(duì)指導(dǎo)教師的要求很高,要求其引導(dǎo)學(xué)生一起尋找問(wèn)題原因和解決問(wèn)題。之前的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)開設(shè)總體上很成功,效果很好,這類實(shí)驗(yàn)要堅(jiān)持并加以完善。實(shí)踐中還存在一些不足,表現(xiàn)為:
1.部分學(xué)生的準(zhǔn)備工作不到位,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)未認(rèn)真設(shè)計(jì),也因此導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間拖長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。
2.因設(shè)備臺(tái)數(shù)不足,實(shí)驗(yàn)小組以5~6人為一組,其中有些學(xué)生“袖手旁觀”,細(xì)化分組因條件所限難以實(shí)現(xiàn)。
3.因?qū)嶒?yàn)需要學(xué)生掌握較為完整的課程知識(shí),設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)幾乎都安排在課程的末尾,實(shí)驗(yàn)完后學(xué)生忙于應(yīng)付考試,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有充分的總結(jié)和交流。
對(duì)此,有必要采取下述措施:
1.硬件上增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備的臺(tái)套數(shù),可實(shí)現(xiàn)分組的細(xì)化,以液壓每組三位成員、氣動(dòng)每組兩位成員最合適,組內(nèi)成員協(xié)同完成但又有分工,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
2.提前布置實(shí)驗(yàn)要求,在實(shí)驗(yàn)之前完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和審閱。所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提交,規(guī)定各個(gè)組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不得與先行提交的系統(tǒng)相同。
3.增設(shè)交流和點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié),各組準(zhǔn)備PPT,以自愿、抽查和選優(yōu)結(jié)合的方式,安排三分之一左右的實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行交流,教師加以點(diǎn)評(píng)。
五、企業(yè)元素的注入
校企聯(lián)合教學(xué)目前開展得很熱烈,也取得了非常好的效果。對(duì)于液壓和氣壓傳動(dòng)這類實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,更多注入企業(yè)元素有利于學(xué)生獲得實(shí)際的知識(shí),但少課時(shí)的課程要實(shí)施企業(yè)教師授課卻存在很大困難。退而求其次,課堂上也可以直接增設(shè)來(lái)自企業(yè)的視頻和工程案例,部分內(nèi)容在課堂上播放并講解,其他的可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給學(xué)生。也可以請(qǐng)企業(yè)工程師在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)講課,拍攝視頻后在課堂上播放。通過(guò)精選內(nèi)容,并與課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理穿插,追求直觀而高效率的課堂效果。
六、評(píng)分方式的改進(jìn)
評(píng)分方法實(shí)際是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行導(dǎo)向的一種評(píng)價(jià)體系,以公平的尺度來(lái)鼓勵(lì)和鞭策學(xué)生。為促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),就必須認(rèn)可學(xué)生在課外學(xué)習(xí)中所取得的成績(jī)。這些可表現(xiàn)在課堂練習(xí)、課堂互動(dòng)、大型作業(yè)、專題討論、實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)中。以往的過(guò)程化考核由任課教師各自制訂了一些考核標(biāo)準(zhǔn),積累了一定的經(jīng)驗(yàn),也存在著一些問(wèn)題,各門課程試行的方法各不相同、各有利弊。在“百花齊放”之后,應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的分析總結(jié)和專題研討,逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)范化。結(jié)合近年實(shí)施過(guò)程化考核的經(jīng)驗(yàn),期末考試與其他環(huán)節(jié)的占比以五五開為佳。期末考試占比過(guò)高,難以鼓勵(lì)和突顯學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)、深入鉆研的成果;過(guò)低則可能把關(guān)不嚴(yán),容易讓學(xué)生產(chǎn)生蒙混過(guò)關(guān)的想法。在此基礎(chǔ)上,還可施行“亮點(diǎn)”附加分制度,對(duì)于在大型作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)有創(chuàng)新或創(chuàng)意的,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)公示并給予5分左右的額外獎(jiǎng)勵(lì)。反之,大型作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告發(fā)現(xiàn)大段論述雷同的,則扣除該部分的成績(jī)。
七、結(jié)語(yǔ)
上述課程改革的設(shè)想,僅屬于一種粗略的整體設(shè)計(jì),各環(huán)節(jié)都有許多細(xì)節(jié)需要充實(shí),具體實(shí)施起來(lái)對(duì)教和學(xué)兩方面都會(huì)有很大的壓力和挑戰(zhàn),必須在實(shí)踐中不斷摸索總結(jié)、提高和完善。實(shí)施得好,學(xué)生既掌握了課程的知識(shí),又改變了學(xué)習(xí)方式,提高了學(xué)習(xí)能力;實(shí)施得不好,則不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、不能配合課堂教學(xué)投入課外學(xué)習(xí),可能導(dǎo)致課程改革的失敗。面對(duì)要求高、課時(shí)少的教學(xué)現(xiàn)狀,不改革,注定失??;改革,任重而道遠(yuǎn)。
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[責(zé)任編輯:劉鳳華]