“液压与气压传动”的CDIO渗透教学改革研究

　　一、课程教学中存在的问题

　　“液压与气压传动”是机械类本科学生的一门重要专业基础课，而且和工程实际技术的联系十分紧密，能够直接学以致用。目前，本课程在教学方面存在的主要问题有[1-6]：①教学内容与方法上与工程教育存在欠缺。液压气压传动元件种类繁多，结构复杂以及工作过程抽象，学生的学习兴趣不足，单向灌输式教学效果不理想。②缺少设计性和开放型实验，学生的工程系统设计及调试能力不足。由于液压实验设备的价格一般比较昂贵，很难有完整的实验环节，现有实验也基本上是验证性实验，这对学生理解和掌握液压气压传动技术增加了难度。③课程的教学效果评价和考核方式不合理，以理论学习为考核重点，脱离了工程教育的培养本质。由此可以看出，“液压与气压传动”传统的教学内容与课堂讲授方式已不能满足对学生工程素质能力提升的需求，为此，课题组基于CDIO工程教学理念构建课程体系，并结合MOOCS特点，明确构思阶段、设计阶段、实施和操作阶段的具体教改内容和形式，进行课程的CDIO渗透教学改革和实践。

　　二、“液压与气压传动”的CDIO渗透教学改革

　　（一）基于CDIO工程教育的课程内容优化

　　在课程理论教学内容的组织方面，区别于以往追求课程体系的系统性和完备性，而将CDIO工程教育模式下工程能力培养的要求应用到课程中，以突出培�B学生的理论和工程实际应用能力为主。根据CDIO工程教育理念，考虑课程内容的特点，将教学内容模块化为六部分[4]：①流体力学基础；②动力元件及辅件；③执行元件；④控制元件；⑤基本回路；⑥系统分析与设计。

　　在六个模块的教学中始终贯穿两条主线，首先是按液压气动系统的构成原理：元件→回路→系统；其次是学习递进的过程：概念→原理→应用。在液压气动元件的学习研讨和回路分析中突出压力和流量两个要素的功能，使学生在系统设计环节注重“两个要素”与负载工况的匹配，有利于学生快速地设计出合理的液压气动系统。并且从工程应用的角度，一方面引入“电子技术”、“机电传动与控制”、“机械工程控制基础”等相关课程所学知识，将这些相关课程有机联系起来，构成工程系统的整体，培养学生的全局意识。另一方面，使得学生明确学习相关课程的必要性，增强学习的主动性、积极性和联系性，从而提高课程的教学质量。

　　（二）实施研讨式教学方法，优化教学过程

　　实施翻转式课堂教学，将理论教学改革为研讨式教学方式，并且让研讨式环节贯穿课程始终。在课程开始前，教师将“液压与气压传动”相关知识点制作成微视频，并连同课程课件、研讨思考题在学校的网络教学平台上发布。研讨思考题是为了引导学生在观看教学微视频及自学过程中，带着问题学习相关内容，有的放矢，提高自学成效。课堂环节上，注重理论知识的研讨，注重自学和互学，实施主讲、补充、相互提问和教师补充的课堂研讨教学模式。尽管“液压与气压传动”课程的知识点很多，但是其众多元件的原理一般都不太复杂，学生在课前自学基于三维爆炸图和Flash动画直观演示的泵、缸、马达、控制阀等元件以及系统，课堂上则是知识点和工程应用的研讨，通过研讨让学生加深课前自学效果。