《液压与液力传动》课程混合式教学改革实践探索
徐兰英 何宝兰 伍强 毛世杰 赵鹏
关键词：液压与液力传动;混合式教学;微课资源;雨课堂
中图分类号：G642 ? ? ? ?文献标志码：A ? ? ? ? ?文章编号：1673-8454（2019）18-0055-04
一、引言
《中国教育现代化2035》提出了推进教育现代化的十大战略任务，其中第八条指出：推动教育组织形式和管理模式的变革创新，以信息化推进教育现代化[1]。雨课堂云课堂、超星学习通等教学工具的出现使基于信息化的线上线下相结合的混合式教学成为可能。如今，混合式教学已经广泛运用于各大高校的英语、计算机等公共基础课，而对于机械类专业的必修课应用较少。本文将微课资源与雨课堂相结合，进行《液压与液力传动》课程混合式教学改革实践探索。
《液压与液力传动》是工科院校机械类专业的一门重要必修课程，在实际教学中存在以下问题：①大多数大专院校的教师采用传统的教学模式，以教师为中心主导讲授，重理论轻实践，知识呈现形式单一，难以满足当今人才培养需求;②课堂时间有限，留给学生操作练习的时间较少，难以满足所有学生的实践需求;③学生在实训操作中遇到问题，教师难以分身一一对学生进行针对性的指导;④因该课程各种阀类元件结构复杂、符号众多，学生对该课程基本概念理解模糊、认为知识枯燥晦涩，故学习积极性不高甚至产生抵触与逃避心理。以上问题使得学生学习主动性欠佳、学习效率不高。
二、确定课程混合式教学改革研究思路
近年来，国内许多教师对《液压与液力传动》课程教学改革进行探索与实践，取得了一定的效果。王充运用“互联网+创新教育”教学模式对《液压与气动技术》课程进行教学改革探索，建设了自主学习平台[2];王宝敏对该课程进行了以Moodle学习平台为支撑的基于“翻转课堂的混合式学习”的教学改革探索[3]，但是由于网络自主学习依靠学生的自觉性，优等生会积极自主学习，而差生则相反，这样会使学习差异更大。翟红云等人运用大数据技术创新教学内容和模式，建立完善的实践基地培养学生实践能力[4]。毛文等人探索了线上线下混合式教学模式在液压课程中的改革，线上开发了MOOC微课视频，线下授课在教学做一体化教室进行[5]。赵雷、许明等人构建了面向远程访问的液压气动网络虚拟实训平台[6]，创建了基于移动终端的虚拟实训平台App，让学生随时随地进行学习[7]，但是线下授课缺乏师生互动，对课堂的交互性关注较少，学生参与度不高。M.David Merrill指出，好的教学必须具备三个主要特征：效果好、效率高、参与度大[8]，为提高课堂教学质量指明了方向。
微课的特点是“短、小、精、悍”。引入微课教学资源，通过图片、动画演示与仿真等形式将抽象化的知识如液压与液力元件工作原理及液压基本回路变得形象生动，学生容易接受掌握;在实训环节，学生可以随时、准确找到自己不懂的操作反复观看学习，这样解决了学生的大部分困惑，从而解放教师;同时，教师可以在理论课堂上播放提前录制好的关于各类教具和剖切件的视频，使学生获得对液压与液力元件结构的感性认识，从而达到辅助教学的目的。微课打破了时间与空间的限制，学生可以随时随地进行碎片化学习。
雨课堂具有全天候、个性化、零投入、大数据等四大特点[9]，通过雨课堂微信公众号，教师可在课前将教学内容（微课资源、PPT等）推送给学生，供学生预习;课堂上学生可通过手机实现课上实时答题，或通过弹幕的方式与教师进行互动;课后学生可以观看微课资源及时进行复习，通过雨课堂发布的检测题检测学习成果。另外，雨课堂还具有学生数据分析功能，到课率、习题的正确率等数据一目了然，教师可以掌握学生的学习动态，便于教学管理[10]。雨课堂将学生手机变成学习的工具，解决了学生课堂参与度不高、师生互动欠佳的问题，增强了大班授课的灵活性和可操作性[9]。
基于微课资源与雨课堂的优势，本文将两者结合起来，运用到《液压与液力传动》的混合式教学改革研究中，以弥补传统课堂出现的学生学习主动性欠佳、师生互动欠缺的不足，从而使学生可以有目的、有需要、更高效地进行学习。
三、基于微课资源与雨课堂相结合的混合式教学资源建设
开展基于微课资源与雨课堂相结合的混合式教学，首先是开发深入浅出的微课资源，接着借助雨课堂平台建课，将微課资源融入雨课堂的课前和课后推送环节中，课前发布微课资源与任务， 课堂上侧重启发引导，课后巩固提高，课前、课中、课后紧密衔接，这样教学形成统一的整体。
1.微课资源的开发
在开发微课资源之前，针对学习过《液压与液力传动》课程的学生，制定了一份课程重难点调查问卷。调查问卷分析结果如图1所示。
分析问卷结果后，共确定“伯努利方程的推导”“液压泵和液压马达相关公式的转换”“液压缸的设计计算”“调压回路”等15个知识点为微课的选题并进行相应的微课资源设计。这15个知识点涵盖了课程的重难点，图2是微课资源的制作流程。
以“伯努利方程的推导”微课为例，先通过创设悬念性问题情境：对着两张纸中间平稳吹气，两张纸并没有被吹开反而靠拢在一起，如图3所示，激发学生探究兴趣，然后以流体力学中的能量守恒定律为基础：截面1压力能+动能+势能=截面2压力能+动能+势能，逐一对压力能、动能、势能进行列式化简，角度新颖，把课本上复杂的微分推导转换成有高中物理基础的学生能理解的推导，如图4所示。15个微课均深入浅出，并配套相应的微练习、微教学设计等教学资源。最后，将开发的微课资源整合到微信公众号“液压与液力传动微课资源”上，方便学生有目的、有需要、随时随地、更高效地进行碎片化学习。
2.应用雨课堂建课
教师关注雨课堂微信公众号，点击“我的课程”—“我要开课”—“新建课程信息”。电脑端下载雨课堂应用，下载成功后在PowerPoint2010以上版本或者WPS上都能打开，相当于给PPT装上一个增强插件。点击“微信扫一扫”教师就可以登录，手机端出现验证码，在电脑端输入即可登录。登录成功后，开启雨课堂授课界面如图5所示，教师的手机变身为遥控器，电脑端出现二维码或者课堂暗号，学生通过扫描二维码或者输入课堂暗号即可进入课堂学习。
四、教学应用实例
采用教学实验法，以三个平行班为实验对象，每班40人，对照班A班仅采用微课资源教学，对照班B班仅采用雨课堂进行教学，实验班C班采用“微课+雨课堂”混合教学模式。自变量是上述三种教学模式，因变量是教学效果，包括学生学习成绩、学生学习兴趣与动机、教师情感体验等，控制变量是同一个教师等。下面以调压回路实训课为例，分别阐述三种教学模式的教学过程。
1.对照班教学过程
（1）A班教学过程（见表1）
课前，教师通过“液压与液力传动微课资源”微信公众平台发布微课资源及预习公告，由于微信公众平台的限制，无法直接通过数据了解学生不懂之处，只能通过学委统计收集。
课中，教师先讲解实训安全知识，接着讲授实训油路接法以及其他操作步骤，学生按照3-4人一组分组轮流操作，部分学生通过观看微课视频后仍有无法解决的问题，教师在课堂来回走动，解决学生的问题，但存在相同问题不同学生重复问的情况。
课后，学生可以通过“液压与液力传动微课资源”微信公众平台回复“调压回路实训微课”进行复习。
（2）B班教学过程（见表2）
课前，教师通过雨课堂微信公众平台上传“调压回路”课件，上传之后教师可在手机端预览，看是否需要修改以及添加语音教学同时发布督促预习公告。但是课前预习资料仅有课件，无微课视频。学生预习过程中面对枯燥难懂的实训图，反馈给教师较多不懂的问题。
课中，教师先讲解实训安全知识;接着讲授实训油路接法以及其他操作步骤，学生按照3-4人一组分组轮流操作。在学生自主探究实验操作过程中，部分学生在操作，部分学生在观察，存在问题时学生可以通过发弹幕向教师提问，但是教师只讲解了一遍，部分学生想了解一些接油路的细节，这种情况需要教师个别指导。
课后，教师分析雨课堂实时收集的数据，结合学生课堂表现，对本节课的教学进行评价，改进教学方法。学生可以在“我的课件库”里面按照章节找到“调压回路”课件进行复习。
2.实验班C班教学过程（见表3）
课前，教师将提前制作的微课上传到腾讯视频，打开PowerPoint雨课堂插件的“插入网络视频”将网址复制，成功将微课视频导入“调压回路”课件。然后将“调压回路”课件上传，上传之后教师可在手机端预览，看是否需要修改以及添加语音教学。教师还可以发布督促预习公告，让学生提前预习，提前总结归纳消化[11]。学生预习过程中，对于不懂的课件可以按“不懂”按钮，雨课堂会将数据传输给教师，故教师可在课前了解学生不懂的问题，课上可以重点解决。
课中，采取小组分组（每组3-4人）进行实验探究。教师使用手机控制PPT的播放，讲解实训安全知识;课堂提问时，教师从手机端开启“弹幕”功能后，向学生提出了“实训过程中应注意什么问题”，学生立即发出了“检查油路无误后再启动仪器”等回答。在学生自主探究实验操作过程中，部分学生通过学习微视频后，接油路，做实验，其他学生在观察过程中可能会产生一些问题，他们可以发弹幕提问，教师和知道答案的学生都可以直接在手机回答，通过弹幕显示在屏幕上，可以避免一个问题几个学生重复问，教师无法一一回答的现象。同时，教师可通过雨课堂发布仿真实验，让学生先进行虚拟拆装油路，熟悉如何拆装，提高学生学习效率，使学生充分参与课堂。
课后，教师分析雨课堂实时收集的数据，结合学生课堂行为，对教学进行总结和反思，改进教学方法。学生可以在“我的课件库”里面按照章节找到“调压回路”课件进行复习，也可以在“液压与液力传动微课资源”微信公众平台回复“调压回路实训微课”进行复习。
3.教学效果分析
一个学期后，对这三个班的学生派发调查问卷，调查学生对课堂的满意度。同时利用三个班的期末考试成绩分析学生的学习效果。
统计调查问卷的结果，A得10分，B得8分，C得5分，D得0分，统计每份问卷的得分情况，超过80分计满意。同时将期末考试成绩以班级为单位计算平均分。本次调查共回收有效问卷120份，有效期末测试卷120份。调查结果显示，对于课堂满意度，A班为70%，B班为75%，而C班可达到88%;对于测试卷得分情况，A班平均分为78分，B班为80分，而C班可达到87分。
通过微课教学资源与雨课堂相结合的混合式教学改革实践探索，可以得出以下结论：①仅采用微课教学资源的教学模式，学生在课前课后的学习中缺乏主动性，且学生学习的数据不能实时反馈给教师;同时，上实训课过程中教师无法控制学生的手机端，学生可能会拿手机看无关学习的视频、玩游戏等，而不是观看微课教学视频。②仅采用雨课堂的教学模式，课前推送的课件太单一，没有丰富视听觉的微课资源，学生理解知识点较困难;课中，教师只是控制了学生的移动终端，但是学生出现问题时只能通过发弹幕提问，无法通过观看微课视频解决，一旦学生问题太多，教师将无法及时解答。③采用微课资源与雨课堂相结合的混合式教学模式，给分层教学提供了机会，给予课堂更多的活力。微课资源深入浅出，结合雨课堂课前课中课后实时反馈的优势，促进了师生间的交流与互动，提高了学习效率与教学质量，值得研究与推广。
五、结束语
本文从《液压与液力传动》课程教学现状入手，对比国内其他学者对该课程教学改革研究的优缺点，结合微课资源与雨课堂的优势，确定了《液压与液力传动》混合式教学改革实践的研究思路。开发了丰富有趣、深入浅出的微课资源，应用雨课堂平台进行建课，采用教学实验法对混合式教学改革进行实践探索，并以“調压回路实验课”为例，阐述了混合式教学的过程。混合式教学改革实践探索结果显示，《液压与液力传动》课程采用“微课资源+雨课堂”混合式教学模式进行教学，比起仅运用微课资源或雨课堂两者结合发挥各自的优势，效果更佳，充分弥补了传统教学中学生学不会、不愿学的不足，提高了学生的自信心，为学生毕业后走上工作岗位奠定了扎实的专业知识和专业能力基础。
参考文献：
[1]中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_370857.html.
[2]王充.《液压与气动技术》课程教学改革的研究与探索[J].轻工科技，2017，33（12）：182-183+185.
[3]王宝敏.基于“翻转课堂”的混合式学习教学改革探索——以高职高专“液压与气动技术”课程为例[J].新课程（下），2016（7）：17.
[4]翟红云，凌艺春.基于大数据技术的高职液压与气动技术课程教学改革探索[J].广西教育，2018（19）：56-57.
[5]毛文，王文深.线上线下混合式教学模式在液压课程中的改革与探索[J].浙江工贸职业技术学院学报，2017，17（4）：46-48+65.
[6]许明，陈国金.“液压与气压传动”的CDIO渗透教学改革研究[J].教育教学论坛，2017（14）：115-116.
[7]赵雷，杨奕，张利国等.基于混合式教学的“液压与气压传动”在线开放课程设计[J].实验技术与管理，2018，35（5）：159-162.
[8][美]M.David Merrill 著，盛群力、钟丽佳等译.首要教学原理[M].福州：福建教育出版社，2016：14.
[9]李晓英，王晓兰，曾贤强.雨课堂对《模拟电子技术》混合式教学的启示[J].中国教育信息化，2017（12）：82-84.
[10]张婷，尚建利.大数据时代下雨课堂在高职信息化教学中的应用[J].电子技术与软件工程，2018（15）：257-258.
[11]严诗，李汉斌，黄敏，等.雨课堂支持下教师教学面临的挑战和对策[J].中国教育信息化，2018（8）：70-72.
（编辑：鲁利瑞）
