液压传动创意课程体系构建与实践
时间：2021-02-05 02:00:33 来源：达达文档网 本文已影响 人 
杨俊 陈中祥 曾乐
[摘 要] 为了更好地适应社会和企业对工科人才的需求，针对液压传动现有课程体系缺乏专门创新能力培养模块的问题，设计出了一套液压传动创意课程体系以训练学生的创新思维能力。并基于马克思主义哲学原理和杜威实用主义的教育思想说明了创意课程的科学性和合理性，并通过具体案例说明了课程实现的形式与流程。实践结果表明该创意课程体系能有效的提高大学生的学习效果，为液压课程教学改革提供了一种新方法，同时为工科教育改革提供了一种新思路。
[关键词] 液压传动;创意课程;创新思维;实用主义
[基金项目] 2018年湖南省教育教改项目“以能力培养为导向的流体传动与控制课程教学改革研究”（湘教通〔2018〕164号-126）
[作者简介] 杨 俊（1985—），男，湖南澧县人，博士，讲师，研究方向为机电液系统集成与控制;陈中祥（1984—），男，湖南长沙人，博士，讲师，研究方向为智能控制;曾 乐（1991—），女，湖南长沙人，博士生，讲师，研究方向为机电液系统集成与控制。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）35-0331-02 [收稿日期] 2019-10-25
随着人工智能时代到来，培养具有创新思维的人才是大学的基本任务。《中国工程教育质量报告》指出我国工程人才培养存在着过分偏重理论传授，脱离企业进行教学和成果导向不明的问题，如何突破传统工科教育的瓶颈，以培养大学生的创新思维，提高学生发现问题，解决问题的能力，是目前工科教育的瓶颈问题。具体到液压传动课程，现有的课程体系内容比较陈旧，更新速度慢，教学过程不符合人类认知规律，教学内容与工程实际脱节严重问题，对大学生创新能力的培养就更少了[1]。而学者们改革的重点在于实践教学的改革，信息化的改革和部分内容的增减，但是很少学者从创新思维训练这个方面考虑进行改革[2]。
一、课程的理论基础
马克思主义哲学对于人类认知的基本规律进行了深刻的描述。“人的认知过程是在实践基础上不断升华的过程，既表现为实践基础上由感性认识到理性认识，再从理性认识到实践的具体认识过程。又表现为从实践到认识，再从认识到实践的循环往复和无限发展的总过程”。该论述本质包含了两层意思，第一是确定认知的深度上应该是由浅入深，初步实践得到初步认知，多次深度实践得到深度认知，在认知广度上应该是一种由简到繁，然后由繁到简的过程，多次实践和认知相互作用，实现更高层次认知。第二在认知过程上的，认知应该是理论和实践的交互过程，从实践到认知，再从认知到实践的螺旋上升过程。该理论对教育指导意义就是教育应该实践与理论应该相统一，不能单纯的理论讲述，也不能单纯的实践。
杜威是实用主义的代表人物之一，其提出的教育即生活，教育即生长，教育即经验的改造是杜威教育理论的三个核心命题，这三个命题紧密相连，从不同的侧面反映了杜威的教育思想[3]。以三个核心命题为依据，他对教育的知与行的关系进行了深刻论述，提出了教育“做中学”的原则。明确提出了从“做中学”比“听中学”是更好的方法。及从实践中探索理论比直接理论讲述更容易接受[4]。
综合马克思主义哲学关于人类认知规律的阐述和杜威的教育思想发现，学习应该理论与实践相结合，学习不能脱离社会，工科教育不能脱离企业，学习应该以具体的项目为载体，将能实现真正的教学做合一。基于上述理论和方法，将创意课程引入液压传动课程，把已经学习或者将要学习的知识和生活、工程联系起来，以更深层次的了解液压基本概念，原理和方法，同时培养一种发现问题，解决问题的创新思维能力，对我国大学生素质的提高具有非常重要的意義。
二、创意课程体系构建
液压传动课程的知识体系一般包括流体传动基础理论，液压回路，液压元件和液压综合应用几个知识点。由于液压创意课程体系是在现有教学体系上的扩展，其对现有课程所述理论与实践教学起支撑和补充作用，所以创意课程知识点与理论课程知识点相匹配。创意课程内容包括流体传动的基础概念与理论，主要通过创作创意作品展示蕴含流体力学知识，如伯努利方程、连续性方程。液压回路部分，主要说明方向、压力和速度动作回路，并创作包含三种回路的作品模型。液压元件部分，主要采用3D打印技术制作元件模型，更好地理解元件的结构和原理。液压综合应用部分，综合应用液压技术和机电与控制技术，进行深层次创作。
三、课程教学的流程
由于课程的目的不仅仅是传授知识，更重要的是培养学生的创新思维，所以还需要在课程的教学环节上进行创新。基于此原因，提出了创意课程的五步教学法。具体的实施流程是：第一步，情景模拟，其目的在于引导大学生思考作品解决的问题，不是为了做而做，培养其发现问题的能力。第二步，作品创作，需要将知识点融入到项目中去，必须包括但不限于知识点的要求，培养解决问题的能力。这个过程有非常高的创作空间，属于“低地板，高天花板”的创作。第三步，作品展示，该过程通过作品展示，引导大学生对作品蕴含的理论进行抽象，对实践过程所得进行升华。第四步，合作与竞争，利用创作的作品进行性能展示，进一步优化作品，更深层次理解知识点，同时培养大学生的团队协作和竞争意识。第五步，分享与交流，该环节重点培养大学生的抽象思维和语言表达能力，同时也是对整个训练过程的升华。
四、典型案例设计
为了更加详细说明创意课程体系和实施流程，以具体教学案例—液压回路，说明创意课程的设计与实施过程。
1.课程目的与知识点。该案例的目的在于掌握液压速度、方向控制回路的概念及应用，培养综合应用机电液等知识的能力。必须应用的知识是流体速度的调节和方向的改变。对于其它机电类知识不进行限制，可以结合学生的特长进行自由设计。
2.課程具体实现方式。①模拟工程需求，项目情景导入。在本例中限定两个条件，负载非常大，需要执行机构的速度和方向改变，其他无约束，具有很强的开放性，适合大学生发散。②模型构思与创作。包括初步方案的拟定，原理图，控制图和结构图设计;原理图必须采用符合国家标准的，同时需要画出结构示意图，机械结构图。制作的材料非常多样，可以是ABS塑料，采用3D打印成形。也可以是木板，或者是废弃的纸板。③创意展示与优化。当作品完成后，需要学生进行作品展示和说明，此环节重点训练大学生的知识获取与语言表达能力，并以此为基础进行修正和优化，大学生们做出了大量的作品。除了包含指定的知识点，还包含了电动、结构和控制方面的知识，除此还融入了艺术方面的知识和创意。④协同竞争，分享与交流。在完成作品功能的同时，还可以对作品的外形，文化等进行设计。为了更好的评价创作者的创新思维，可以从基本性能、创意级别和知识点等进行综合评价。
3.实践效果。通过制作创意模型，大学生能够更深层次掌握液压的工作原理，基本液压回路，同时能更深层次理解机电液专业类知识。课程已经在在湖南师范大学工程与设计学院机械工程系进行了两年多的实践，大学生完成了大量的科技创作作品，提高了大学生的发现问题，解决问题能力，大学生反响非常好。
五、结论
本文以培养学生创新能力为目的，构建了液压传动课程的创意课程训练体系，并说明了课程的具体内容实施过程，其结论如下：①基于马克思主义的认知观和杜威实用主义的教育思想，从理论层面上说明了创意课程对液压专业知识学习的重要性和科学性;②初步建立了液压传动创意课程体系，提出了五步教学法，并以具体案例说明了课程的实施过程，提高了学生发现问题，解决问题能力。③该方法对其它的课程有一定的参考价值，同时也为工科教育改革提供了一种新思路和方法。
参考文献
[1]孟庆云.基于企业生产要求的液压与气动教学改革与实践[J].教育教学论坛，2016（20）：37-38.
[2]刘淑莲，宋德玉，沈云霞.基于能力培养的液压传动课程教学改革探索[J].浙江科技学院学报，2013（6）：467-71.
[3]樊杰，兰亚果.杜威基于关系与生长视角的兴趣与教育理论[J].全球教育展望，2018（5）：47-55.
[4]郭法奇.杜威与现代教育：几个基本问题的探讨[J].教育研究，2014（1）：117-123.
