基于仿真实验平台的液压传动实验对分课堂教学模式探索

作者:未知

  【摘要】针对液压传动控制技术实验课程现状及问题,基于智能化测控液压传动综合实验台和模块化教学方式,提出了液压传动实验课程的对分课堂实施方案。通过课程改革激发了学生的学习兴趣,学生综合素质得到明显提高。
  【关键词】对分课堂  液压传动  实验教学
  【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)03-0249-02
  引言
  实验教学作为工科教学的重要内容,对学生的理论知识掌握、科研方法、实验技能以及创新精神的培养,都具有极其重要的地位[1]。液压传动实验作为机械专业课程流体力学的延伸和拓展,进一步加强学生理论与实践相结合的能力,围绕液压油的物理和层流特征,依托液压传动实验室,系统开设了25个实验项目。
  1.对分课堂的必要性
  对分课堂教学模式把教学在时间上分为讲授、内化吸收和讨论3个基本步骤[2]。液压传动实验仿真平台,具有开放重复性、仿真性等特点,采用该教学模式基于以下考虑。①液压传动实验课程是围绕液压油物理及层流过程而设计的,实验必须在高温高压下进行,温度在 42~75℃,压力在 32MPa左右,实验过程中具有一定的危险性,学生在没有做预习和操作不当的情况下非常危险,所以在讲解基本概念和原理后有个内化吸收过程是非常有必要的。②实验研究对象为管路里的液压油,在各种控制阀中流动,涉及到的概念和机理具有一定的复杂性和抽象性;其次相关实验仪器昂贵复杂,操作不规范容易使实验仪器损坏。在实战操作之前,学生通过仿真实验平台进行模拟实验,深入理解理论难点和实验关键操作方法,平台的可视化、可修正和可重复性等特征打破了时间和空间限制。
  2.对分课堂的教学实施
  为了对比和提高实验教学效果,在 2017-2018学年春学期首先针对机械设计专业15级2个班进行试点教学,每班 40个学生,共 80人。该实验课程共 12个学时,包含 6个实验,采用模块化教学方式[3],把实验项目分为 3个模块(①复杂状态下液压泵动、静态实验与仿真;②液压控制阀精确控制实验与仿真;③新型伺服阀控制实验与仿真),每个教学模块4个学时。
  2.1 课程设计
  针对液压传动实验现状,每2个人一组,每班20组,每次10组同时进行实验,除了第一次是标准的1个学时,用于教学模式的说明及第一个实验模块的理论讲授,指导学生进行液压传动实验仿真平台的操作使用;其余3个学时,包括: ①该实验模块回顾及实验细节讨论,考察学生是否已经理解和明确实验原理和过程;②进行实验操作,分工明确,实验有序进行;③上一个实验模块反馈以及下一个模块的理论讲授。
  2.2 仿真实验平台设计
  借助如今丰富的网络教育资源,无线通信技术,实现可视化学习,适用于对分课堂的内化吸收过程。学生通过手机APP利用课余时间即可轻松实现高温高压实验条件,同时通过滑动、点击等操作即可完成仿真实验,且在设计过程中,每一步都附带动画提示及文字说明,让学生在操作过程中理解实验基本原理。
  2.3 考评及反馈
  液压传动实验课程注重实验过程学习,其中3个实验模块,每个实验模块基础分20分,包括仿真平台模拟操作5分,实践操作表现10分,实验报告撰写5分,还有40分为平时积极发言及讨论分值,总计100分。实验反馈主要针对在上一组实验操作中容易出现的问题,共同交流讨论避免类似问题重复出现。
  3.对分课堂教学过程心得体会
  对分课堂自2014年推广以来,在国内各大高校受到广泛关注,迅速引发很多实践推广[4]。
  在刚过去的春季学期尝试了对分课堂教学模式,学生明显积极很多,课堂气氛更加热烈,通过几周的内化吸收,学生对实验原理和操作过程已经有了基本了解,所以在问题讨论过程中,大家都有理可依,教师在学生讨论过程中主要负责引导和倾听,给了学生更好地沟通和展示机会。对分课堂有助于教与学相长,内化吸收和交流反馈环节,给了学生和教师进一步沟通的机会,在学生疑问中教师也在成长。
  对分课堂相对传统课堂更加灵活,需要教师根据每个模块的实验内容和形式,安排好讲授和讨论实验的时间,而不用严格规定为1∶1的时间分配,因此教师需要夯实的理论基础,强大的课堂驾驭能力和引导能力。学生也必须从传统课堂的被动学习中及时转变,化被动为主动,基于实验仿真平台每个人都有内化吸收的过程记录,在讨论阶段个人经验问题共同分享,再分组实验;在此过程中,需要学生课下消化,课上思考交流。
  结论
  阐述了对分课堂在液压传动实验教学过程中的应用,首先在理论讲授后,基于实验仿真平台更有效地进行内化吸收,采用模块化教学把液压传动实验划分为 3个模块,每个模块4个课时,效地实施讨论和分组实验,形成了一套集教学、学习、讨论反馈、实验为一体的对分课堂教学模式,益于对学生进行过程考核,更加体现了高速发展的网络时代实验教学改革的尝试,调动了学生的主观能动性,教学相长,锻炼了学生通过实验求知探新的能力。
  参考文献:
  [1]宋国利,盖功琪.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索,2010(2):91-93.
  [2]杜艳飞,张学新.对分课堂: 高校课堂教学模式改革实践[J].继续教育研究,2016(3):116-118.
  [3]付帅师,李爱芬.实验模块化教学改革初探[J].实验室研究与探索,2015(10):165-167,229.
  [4]王尔馥.网络环境下的高效对分课堂教学模式改革[J].高师理科学刊,2016(5):89-91.
  作者简介:
  王立東(1977-),男,甘肃张掖人,讲师,工学硕士,研究方向:光机电液一体化综合技术。
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