液压与气动技术教学进行一体化改革的研究与实践

“液压与气动技术”教学做一体化教学改革的探索与实践

陈　荷　李　栋　马文倩

编者按　“教、学、做”一体化教学模式打破传统的学科体系和教学模式，体现能力本位的特点，成为当前职业院校教学改革的热点。“液压与气动技术”课程根据职业教育培养目标的要求，重新整合教学资源，试点探索“教、学、做”一体化教学模式，逐步实现了三个转变，即从以教师为中心如何“教给”学生，向以学生为中心如何“教会”学生转变;从以教材为中心向以教学大纲和培养目标为中心转变;从以课堂为中心向以实验室、实习车间为中心转变，真正对接并提高了学生核心能力。

当前，随着高等职业教育的飞速发展，传统的教学模式已经不能满足职业教育的人才培养要求，这就需要打破原有的重理论讲授，轻实践环节的教学方法，重新探索一条符合现代高等职业教育的教学模式，真正实现高等职业教育“为生产、建设、管理、服务第一线培养高素质技能型人才”的人才培养目标。经过长期的研究与实践，“教、学、做”一体化的教学模式是实现这一目标的有效途径，该模式在许多高等职业院校取得了良好的效果。

“教、学、做”为一体的教学模式，其实质是教学过程的实践性，内涵是教学与生产劳动、与社会实践相结合的学习模式，切入点是“工学结合，校企合作”。以此来带动课程建设、专业调整、教学内容和教学方法的改革。

《液压与气动技术》是机电专业的专业核心课程，通过该课程的学习，使学生掌握液压与气动元件的基本原理、液压与气压传动系统的组成以及在各种设备(如起重机、挖掘机、垃圾车、扫路车、数控机床等)和自动化生产线上的应用，着重培养学生分析、设计液压与气动回路，安装、调试、使用、维护液压与气动系统及诊断和排除液压与气动系统故障的能力。我们在《液压与气动技术》的教学中进行了一体化教学的改革试点，通过采用任务驱动、项目导向的教学方式，实施“确定项目、自主学习、制定方案、项目实施、反馈评价”的五步教学法，全面提升学生的实践实操能力，进而提高学生的岗位适应能力。

一、课程情况介绍

(一)课程的重要性

《液压与气动技术》是机电专业一门重要的专业核心课程。无论对学生的思维素质、创新能力、科学精神以及在工作中解决实际问题的能力的培养，还是对后继课程的学习，都具有十分重要的作用。它是研究液压与气压传动作为一种基本的传动形式的理论基础和实际运用。这门技术因相对其他传动形式有不可比拟的优势而应用广泛，并以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段，无论是在机械制造、模具生产、数控加工，还是在自动化生产线方面都有广泛的实际应用价值。该课程符合机电类人才培养的要求，是专业教学必不可少的重要组成部分。

(二)课程培养目标

通过本课程的学习，使学生掌握液压与气动元件的基本原理、液压与气压传动系统的组成以及在各类设备和自动化生产线上的应用，熟练掌握液压与气动控制系统的组装及一般故障排除，为学习后续课程和毕业后从事专业工作打下坚实的基础。具体目标如表1:

表1　《液压与气动技术》课程目标表

(三)课程教学条件

我院《液压与气动技术》开设较早，与学院的发展几乎同步，在学院的课程发展规划中，一直十分重视该课程的建设。学院教师队伍的企业实际经验较为丰富，近年来引进的高学历人才，也十分重视“双师”素质培养。教师队伍实际应用能力强，教学经验丰富。同时，教学方法与教学硬件条件也有了飞跃性的发展，由传统黑板教学到多媒体教学，从演示验证到操作训练平台，从单一液压与气动平台到机、电、液综合训练平台，有了质的飞跃。

二、教学模式分析

(一)传统教学模式的不足

传统的教学模式是以教师为中心，以教科书为依据，教学活动基本上是以教师讲授为主，学生活动为辅。教师按部就班讲授课本知识，学生很难形成对该课程的一个总体认识，学习过程未达到预期的效果。这种模式下培养的学生习惯被动接受，缺少对知识的灵活应用能力，更缺少认知以外的其他素质的发展。

传统模式下的教学设计先学理论知识，再进行实验性验证，理论与实践间隔时间长，不利于学生掌握相关知识。进入专业技能实训教学阶段，学生虽较感兴趣，但专业技术理论知识已遗忘甚多，往往局限于模仿性操作训练，而无法在正确的理论指导下去形成系统的综合技能。理论教学与实践教学相分离，造成学生的专业兴趣得不到激发，学习积极性难以调动，结果是越学越乏味，逐渐失去了学习专业的信心，专业学习也就成了学生的负担，严重影响了教学质量的提高。

《液压与气动技术》课程是一门与工程实践结合的十分紧密的课程，长期以来一直沿袭传统的教学模式，注重理论学习，实践的过程也只是课内的验证性的实验，这样的实验并不能实现真正的工学结合，也就无法实现该课程目标。表2为传统教学模式的课程学时分配表。

表2　课程学时分配表

通过上表不难看出，采用传统的教学模式，教学内容的安排完全是对于教材的简要介绍，教学过程也是完全按照教材的内容来进行，学生学到的仅仅是书本上的知识，无法在课堂上获取更多的信息。学生在这样的学习过程中会逐渐失去学习的兴趣，进而也就失去了学习的动力，学习效果自然不理想。

教师进行授课时也主要采取口头讲授、板书重点的教学方式，学生对于元器件没有直观的印象，只能在进行实验时把看到的实物与课本中的内容进行联系，错失了最佳的学习时段。该课程理论与实践的课时比达到了4:1，理论的讲授过多，其中对于液压与气动元件和基本回路的讲解占去了大部分的篇幅，计划中安排的5次实验内容也只是一些验证性的实验，对于实际中应用并没有指导性，这样的学习似乎也仅仅是为了完成课程，培养学生能力的目标也就无从实现了。

(二)新模式的探索

1．“教、学、做”一体化教学模式初体验

“教学做是一件事，不是三件事。我们要在做上教，在做上学。”在做中学才是真学，在做中教才是真教，职业教育最大的特征就是把求知、教学、做事结合在一起。

“教、学、做”一体化教学模式是将理论教学内容与实训教学内容有机地结合在一起，一门课程的教学内容由若干个模块组成。教师的教和学生的学也有机结合，边教边做、边学边做，这样学生学的过程也是做的过程，教师教完了，学生也学会怎么操作了，这就是现在的“教学做”一体化概念。这种教学模式可使理论知识的学习与实际操作的训练紧密结合，使教学时间和教学设备的利用率大大提高，使教学内容更具有针对性，使学生真正做到知行合一。“教、学、做”一体化在教学过程当中的运用有助于培养学生的动手能力，对于学生零距离就业有极大的好处。

2．“一体化教学模式”再开拓

(1)设计导向的现代职业教育强调职业教育培养的人才不仅要有技术适应能力，更重要的是要有能力“本着对社会、经济和环境负责的态度，参与设计和创造未来的技术和劳动世界”。因此，职业教育的内容不能仅简单地适应技术的发展及职业工作任务一时的要求，必须关注工作、技术与教育之间的相互关系及相互作用。

(2)围绕社会需要的“岗位人才”、“职业人”，能生存能发展的“社会人”，经济全球化要求的“国际人”，课程开发的职业能力要注重内化，职业资格注重资质，职业技能注重实用。当职业岗位发生剧烈变化且已有的职业技能和职业资格面临失效时，从业者应该能够依靠自身内化的职业能力在变动的职业生涯中重新获得新的职业技能和职业资格。

(3)从项目出发选择课程内容并安排教学顺序:专业核心课程内容应以过程性知识(实践知识)为主，以适度够用的陈述性知识为辅，学生与生俱有的自然形成的认知心理顺序与自然形成的工作过程顺序是一致的;按照从实践到理论的顺序组织每一个知识点，学生通过完成工作任务的过程来学习相关知识，学与做融为一体。

(4)学习领域的课程方案应以工作过程为导向，学习领域课程方案的开发路径为“行动领域－学习领域－学习情境”，包括学院部分的“学习领域”和企业部分的“工作和学习领域”，内容有:职业描述，教育的目标和内容，时间安排等。

(5)课程实施行动导向的教学模式，在传统教学观中，教学目的是帮助学生了解世界，而不是鼓励学生自己分析他们所观察到的东西。这样做虽然能给教师的教学带来方便，但却限制了学生创造性思维的发展。因此笔者认为高职教育的改革要努力创造一个适宜的学习环境，使学习者能主动地建构他们自己的知识。其中教师的职责一是促使学生在“学”的过程中，实现新旧知识的有机结合，二是注重教与学的过程中学生分析问题、解决问题和创造性思维能力的培养。

行动导向的教学内容包括资讯、计划、决策、实施、检查、评估等。让学生在自己“动手”的实践中，掌握职业技能、获得专业知识，从而建构属于自己的经验和知识体系。为了行动而学习，通过行动来学习。行动导向的教学强调:学生作为学习的行动主体，在解决职业实际问题时具有独立地计划、实施和评估的能力;教师是学习过程的组织者与协调人，一个好的教师应该是学习情境的设计者、学习舞台的导演。

三、“教、学、做”一体化教学模式改革实践

(一)素质培养，贯穿教学

《液压与气动技术》课程以高职生就业岗位与本课程相关的工作过程为参照系，以岗位过程性知识为主线，精简陈述性知识，以“必须”、“够用”原则选取课程内容，即以实际应用的经验和策略的学习为主，以适度够用的概念和原理的理解为辅，课程教学强调实践，突出应用能力的培养，教学过程重视理论知识与实践技能融合。设计过程的基本理念:

1．坚持以培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，突出应用能力和综合素质的培养，充分注意“教、学、做”三结合。

2．遵循由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。从元件的结构、原理及应用到基本回路的分析与应用，最后到具体实际生产中的复杂系统的分析与应用。

3．把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生思维、应用能力。由系统地分析、总结到根据要求设计系统。

4．强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。通过详细的学习液压传动来学会学习气压传动，乃至其他课程、其他专业的学习，帮助学生学会学习。

5．注意与相关的专业技术“接口”。该技术灵活地运用于各行各业，作为一种重要的控制和传递手段而应用广泛。要联系其他专业技术知识，以使整个知识体系完整。

6．理论联系实际，注重实验验证和自行设计，充分利用实物、模型来帮助学生学习和理解。

(二)系统掌握，熟练应用

通过本课程的学习，使学生较系统地掌握液压气动技术的基本原理和实际应用。获得基本的理论基础知识、方法和必要的应用技能;认识到这门技术的实用价值，增强应用意识;逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力，为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础;同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。能力培养目标包括:

1．专业能力。通过学习，使学生较系统地掌握液压气动技术基础知识，掌握液压与气压传动工作原理及系统组成，掌握必要的元器件的结构特点和工作原理及运用，掌握需要的元器件的设计计算，掌握分析基本回路的方法，了解设计控制系统和排除故障的方法等;通过学习，使学生获得基本的液压气动技术理念和必要的应用技能。同时通过对典型系统的功能分析、总结和阐述等认知活动，培养独立思考能力、创新意识和严谨求实的科学态度，培养自行设计系统的能力。

2．方法能力。通过不同形式的探究活动、自主学习，体验科技发现和创造的历程，发展抽象思维和辨证逻辑思维;认识《液压与气动技术》的研究学习的基本方法，逐步学会从不同的角度提出问题，解决问题，并能初步学会运用所学知识和技能解决问题，发展应用意识。养成严谨求实的科学态度以及质疑和独立思考的学习习惯。(www.xing528.com)

3．社会能力。通过该课程的学习，了解该技术在机械设备中的应用与发展，进一步了解我国液压与气动技术的国情，向国际先进技术学习，把握这一技术的发展趋势。感悟该技术在众多学科和社会生活中的广泛应用，进一步认识该技术的科学价值、应用价值。

在教学过程中，实现上述目标是一个不可分割、相互交融、相互渗透的连续过程和有机整体。在掌握知识的过程中，既有能力的训练，又有方法的了解和运用，更有态度、情感和价值观的体验与培养。掌握知识不是课程学习的唯一和最终目标，而是全面提高专业素养的基础和载体。

(三)注重互动，增强合作，激发兴趣，提高能力

通过对于《液压与气动技术》课程的分析，相关行业的调研和具体的岗位要求，将该课程的教学内容进行了改革，整个课程分为22个项目进行。

教学中按照“做中学、做中教”教学方法，首先将教师讲课、小组讨论、学生动手操作交叉进行，由项目构成体系，按照工作过程进行引导，组织学生进行活动，注重“教”与“学”的互动，使学生在活动中增强合作意识，具备本课程的职业能力。其次立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。在实践实操过程中，提高学生的岗位适应能力。

教学过程全部在液压与气动实验室内进行，授课方法以多媒体演示及实物教学为主，结合“确定项目、自主学习、制定方案、项目实施、反馈评价”的五步教学法进行教学设计(见图1)，提高了学生的自主学习能力，激发了学生的学习积极性，变被动的“填鸭式”学习为主动的学习。

图1　五步教学法分解图

在《液压与气动技术》课程的教学中采用五步教学法，可以使学生更直接、更主动、更全面的了解液、气压传动中的相关知识(见图2)。

1．确定项目。教师在课前对于下次课中所要进行的项目进行仔细分析及规划，明确课程项目的教学目标，充分考虑项目实施过程中可能运用的各种相关知识，最后通过任务单的形式给学生提示应当提前储备的相关知识。

2．自主学习。学生接到学习任务后，根据预先成立的学习小组，利用课余时间学习课程知识，获得相关信息，作出学习笔记和学习小结，教师利用答疑的时间指导学生的学习并解答相关的问题。

3．制订方案。在课堂上，学生进行讨论，利用之前学习到的相关知识，以小组为单位制定项目解决方案，小组之间进行方案的互审并提出改进意见，各小组修改后由老师检查方案并做出相应的评价。

4．项目实施。学生以小组为单位开展项目的实施，教师根据各小组实施情况的不同进行指导。

5．反馈评价。学生汇报项目完成情况，并进行相互评价，教师做最后的点评，学生课后完成学习的心得体会。

图2　“教、学、做”一体化教学实施情况组图

通过这样的五步教学充分体现“学生为主体，教师为主导”的教学思想，实现“教、学、做”的统一。教学实施的过程及标准(见表3)。

表3　《液压气动技术》课程标准

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(四)项目示例(见表4、表5)

表4　《液压与气动技术》课程“教、学、做”一体化教学改革示例

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表5　《液压与气动技术》课程“教、学、做”一体化教学改革示例B

续表

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(五)“液压与气动技术”一体化教学改革的评价与实施效果

“教、学、做”一体化教学模式对于学生学习成绩的评价也不同于传统教学模式，传统教学模式对于学生的考核仅仅局限在卷面成绩和平时成绩，采用五步教学法的一体化教学模式，学生成了学习过程的主体，学生的成绩采用阶段评价、目标评价、过程评价，理论与实践一体化评价模式(见图3)，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。学生没有了考试成绩的束缚，完全可以发挥自己的创造性思维，掌握传统教学模式下不能获取的知识。

图3　学生成绩评价构成图

从一体化教学模式实施的效果来看，相比传统的教学模式有了很大提高，很好的解决了课程教学内容与职业岗位工作任务无关的问题，方便实现“学为所用”和“学以致用”，学生的学习是完全的自主学习，从根本上提高学生的学习兴趣，专业课教学不再是枯燥的，“上课记笔记，下课抄笔记，考试背笔记，毕业烧笔记”的情况也不会出现，全面提高了教学效果，实现了工学结合，缩短了学院与企业的距离(如表6)。具体效果和体会表现在:

1．提高了学生学习的主动性;

2．更好地培养了学生综合考虑问题、运用所学知识解决实际问题的能力;

3．对教师自身来说，设计任务、规划课堂时间、提高自身授课能力等方面都有很大帮助;

4．通过这种教学方式使学生真正的把理论与实际结合起来，从而达到了明确学习目的，清晰应用方向的目标。

5．学生的团队合作意识明显加强，与人沟通交流的能力及表达能力也显著提高，不再畏惧课堂提问，反而希望老师多问。

表6　教学模式教学效果对比图

四、结束语

通过实施本课程的一体化教学模式改革，基本上做到以工作任务为中心、以学生能力提高为中心、以岗位要求为中心、以教、学、做一体为主要形式组织教学。根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源，体现能力本位的特点，从以教师为中心如何“教给”学生，向以学生为中心如何“教会”学生转变，进一步激发出学生更强的学习兴趣和学习主动性;从以教材为中心向以教学大纲和培养目标为中心转变;从以课堂为中心向以实验室、实习车间、校内外实训基地为中心转变，全面实现“工学结合，校企合作”的基本理念。

今后应继续推广工学结合的课程改革，继续积极探索工学结合、校企合作的“教学做”一体化案例教学途径，使我们的教学能与企业紧密结合，提高教学效果，从而进一步促进教学质量和就业质量的提高。