基于工作过程的项目教学法在《液压与气动技术》教学中的应用
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摘要：通过对《液压与气动技术》教学现状的分析，提出了项目教学法在《液压与气动技术》课程中的应用和实施方案，以“折边装置气动控制回路设计与调试”为实例阐述了基于工作过程的项目教学的实施过程。
中图分类号： G642 文献标识码： A 文章编号：1672-1578（2014）10-0051-02
项目教学法是行为引导教学法之一，是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动[2]。“以项目为主线、学生为主体、教师为主导”是项目教学法最显著的特点，它改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。基于工作过程的项目教学法强调对工作过程性知识和经验性知识的学习。工作过程性知识是隐性的工作经验和理论知识的集成，是与具体的工作环境直接相关，能够直接指导实际工作的知识。工作过程性知识以实践经验、技能和理论为基础，以培养职业能力为目标的、从事某一职业的“干什么”和“怎么干”的知识[3，4]。
《液压与气动技术》是机电类设备维修与管理专业的核心课程，也是机电一体化专业和电气自动化技术专业的专业课程之一[1]。《液压与气动技术》课程现有的教学资源多是以知识传授为主要特征的传统学科模式，主要存在着教学培养目标不明确，教学效果差，学生听课积极性比较低等问题。在《液压与气动技术》教学中引入基于工作过程的项目教学法，以“工学结合、校企合作”为指导，分别从教学情境设计、教学内容整合、教学评价改革等方面进行改进提高，最终实现《液压与气动技术》课程改革的目的，更好地促进学生知识和技能的提高，符合学生发展需要。
本文以“折边装置气动控制回路设计与调试”教学过程为例，探讨基于工作过程的项目教学法在《液压与气动技术》课程中的应用。
1 案例主题
本案例是在工作过程的情境下，用工作任务驱动实施教学。在教学中，以一个实际工作任务为中心，围绕这个中心任务完成各个子任务，把教学内容巧妙设置在各个任务中，使学生在工作任务的驱动下，通过自主学习、小组讨论等方式完成一个项目的学习。在学习中，学生是学习的主动者，教师是学习的指导者，这种角色的转变，使学生更加主动、愉快的学习，学生分析、解决问题的能力得到很大的提高。
2 教学思路
本次教学过程采用模拟实际生产方式进行，通过“客户需求方案分析方案设计方案实施客户验收”的流程开展教学。在教学实施中，教师作为客户，以小组为单位的学生被标记为企业①、企业②、……企业⑩。
“客户需求”环节：教师作为客户，通过展示数控机床钣金外壳的图片，播放折边装置的视频，提出任务需求。本环节通过设置实际的教学情境，引出了折边装置的课题，使学生对折边装置有更进一步的了解，对折边装置的工作过程有更充分的感性认识。
“方案分析”环节：学生作为企业方，通过分析折边装置原理图，结合对折边装置的感性认识，以小组为单位探究折边装置的工作原理。本环节学生作为企业方积极进行讨论，形成初步的认识，使学生明确折边装置所要实现的动作。
“方案设计”环节：学生以企业①、企业②、……企业⑩的形式进行分别讨论，各企业形成自己的折边装置气动回路初步方案，并分别在仿真软件环境下进行气动回路搭建和仿真调试。本环节中，学生通过潜在的企业竞争关系，在小组内通过激烈讨论，形成气动回路设计方案，并进行模拟搭建，完善设计方案，激发学生的创新思维和学习兴趣。
“方案实施”环节：学生根据仿真调试后的气动回路选择相应元件，在实验台上搭建气动回路，根据搭建后运行的气动回路验证自己的设计方案的合理性，并进行调整，以满足客户需求。在这个环节中，学生将自己的设计成果进行了实施，学生获得了很大的成就感，使学生对本门课程的学习充满兴趣，而各企业之间的竞争关系，使学生不断改进优化本企业的方案，获得更多的知识和技能的提升。
“客户验收”环节：10个企业进行展示和介绍，教师作为客户对10个企业的结果进行比较验收，评价各企业产品的优点和缺点，最终选定一家企业的成果作为自己的中标方案，并进行展示。本环节是模拟现实中的企业合作，通过真实的体验，使学生更深刻的体会到自己的产品优劣将直接影响企业的生存发展，促进学生努力学习，不断提高。
3 教学实施过程
3.1教学目标
知识目标：认识构成气动系统的元件，会分析气动回路的工作原理；根据工作要求，能设计气动回路，并进行回路搭建和调试。
技能目标：具备正确选用气动元件，搭建气动回路的能力；能对气动回路进行调试，并实现气动回路正常工作。
情感目标：通过探究式的教学方法，培养学生爱动脑、勤思考的良好习惯，使学生体验突破难题的成就感；通过小组合作培养学生团队协作的精神，沟通交流的能力。
3.2教法：基于工作过程的项目教学。
3.3学习重点：折边装置气动回路的工作原理及设计过程。
学习难点：折边装置气动回路设计思路。
3.4教学过程：
（师活动）我是某制造企业负责人，现需要为我企业的一台金属板折边机选用一套可靠、有效的气动系统。演示数控机床钣金外壳图片，折边装置工作视频。
（生活动）学生倾听，观看图片和视频，教师作为企业负责人介绍企业需求，学生形成对气动回路设计任务的初步认识。
（师活动）投影展示折边装置气动系统工作要求：（1）同时操作二个相同开关，使装置的成型模具快速向下锻压，将平板折边；（2）同时松开二个或仅松开一个开关，都能使气缸缓慢退回到初始位置；（3）为了适应不同材料的加工，系统压力可以调节；（4）该气动回路应具有方便操作、实用性好、性价比高等特点。
（生活动）学生根据折边装置气动系统工作要求，讨论探究实现工作要求的主要方式，综合运用所学气动知识，初步选定相关气动元件，初定气动回路的方案。
（师活动）在学生组建的各企业间进行轮流巡视指导，倾听每个企业的讨论情况，给予指导。观察每个企业的气动回路设计情况，提出问题和建议，引导学生完善气动回路设计方案。
（生活动）学生在仿真软件中进行回路的仿真设计，进一步优化设计回路。
（师活动）提出探究问题：（1）常用开关控制方式哪种类型更简单实用？（2）控制活塞速度，采用流量控制还是速度控制更好？为什么
（生活动）学生思考回答问题，教师讲解、引导。
（师活动）观察每个企业的气动回路搭建情况，评价回路的优缺点，提出改进意见。提出探究问题：回路存在的优势和缺陷，如何改进？
（生活动）学生在实验台上搭建回路，并根据回路运行情况进行调试。结合生产实际，学生充分理解所设计搭建回路的优势和缺陷，进一步对气动回路进行优化改进。各企业分别展示介绍自己的方案，客户和企业共同参与评价。
（师活动）评价每个企业的设计方案，提出最优设计方案的选择理由。
（生活动）学生观看、思考，倾听教师的讲评，以及最优方案选择的原因，结合自己企业的设计方案进行比较思考。
（师总结）在大家的积极配合下，我们的任务进行的很顺利。今天的任务仅为今后同学们在实际工作岗位中遇到的工作之一。在充满竞争当代，要想提高业务水平，必须提高专业力，夯实基础。
课后请大家思考问题：如果为了提高工作效率，要求有两个折边模具同时进行折边操作，将如何进行回路设计？
3.5教学评价方案
根据教学组织形式，采用客户评价和企业自评互评相结合进行。
4 小结
在本节课中采用模拟实际生产方式进行，通过“客户需求”提出实际生产要求，设置学习情境，激发学生的学习兴趣，引入课题。
随后由学生作为企业方，主导完成“方案分析”、“方案设计”和“方案实施”，在此过程中教师主要采取巡视指导方式辅助教学，使学生真正成为课堂的主人。学生以企业形式接受任务，肩负了更多的使命感，无形中给学生更多的学习动力，使学生积极主动参与学习。而企业间的竞争又使学生有很大的紧迫感，促使学生不断优化自己的设计方案，希望获得企业的青睐，学生的学习积极性得到了很大的提高。客户和企业的方式也让学生获得了很大的新鲜感，提升了学生的学习兴趣。
最后，教师作为客户对所有方案进行评价，并选出最优方案作为中标方案，使学生获得了成功感，也体会到了市场竞争中必须提升自身能力和素质才能取得成功的道理。最优方案的展示使学生认识到自己的不足，学习他人的优点，有利于学生的自我进步和发展。
本次课改变了传统教学中教师任务，学生接受任务、完成任务的传统学习方式，采用客户和企业的模拟方式，增加了学习的趣味性和真实性，使学生体验到了实际生产的过程，学生在学习中通过团结合作，讨论探究的方式解决遇到的困难和问题，获得了知识和技能的提升，体现出情境学习和探究学习的优势。
参考文献：
[1]罗洪波.基于液压传动的课程创新教学[J].重庆工商大学学报，2006，6：56-58.
[2]方良材，黄卫萍，梁刚.项目教学法在高职《液压与气动》课程教学中的应用[J].广西轻工业，2008（11）：122-123.
[3]管秀君.基于工作过程的学习领域课程开发与项目教学法[J].职业技术教育，2008（23）：14-15.
[4]高林，鲍洁，王莉方.基于工作过程的课程设计方法及实施条件分析[J].职业技术教育，2008，13（29）：50-53.
作者简介：陈辉（1981-），女，江苏徐州，硕士研究生，讲师，主要研究方向：机械设计与制造。