摘"要：液壓與氣壓傳動課程內(nèi)容多、理論抽象復雜、實踐性強，再加上學生缺乏體系化思維、學習興趣不足、實踐能力弱等問題，導致課程存在學生高階思維難以建立，學習內(nèi)驅動力不足，理論知識難應用等痛點問題。以“學生中心、質量文化理念”為引領，從立足新工科、育人育才相結合、系統(tǒng)化的教學改革、理論與實踐相結合四個維度構建四維一體的教學創(chuàng)新模式，提高學生高階思維能力、學習內(nèi)驅動力與實踐動手能力等綜合素養(yǎng)，提升教學質量。關鍵詞：液壓與氣壓傳動；四維一體；高階思維；教學改革0"引言液壓與氣壓傳動是機械設計制造及其自動化專業(yè)、車輛工程和近機類專業(yè)學生的一門重要專業(yè)技術課，一般安排在大三上學期。課程研究對象是機器的傳動系統(tǒng)，是用基礎理論知識來解決工程上的一些普遍的、共性的問題。液壓與氣壓傳動課程內(nèi)容主要涵蓋液壓與氣壓傳動基本理論、液氣壓基本元件的工作原理、液氣壓基本回路的性能以及液壓傳動系統(tǒng)的設計。該課程的具體特點為液壓元件多、工作原理復雜，知識體系復雜龐大，理論性和實踐性強，教學內(nèi)容多為動態(tài)性知識，這要求學生具有一定的知識基礎和自主學習能力，對初學者具有較大挑戰(zhàn)度[1-3]。教學實踐中存在以下痛點問題。1）教學內(nèi)容按傳統(tǒng)學科知識布局，不能適應數(shù)據(jù)化新工科的場景要求，難以培養(yǎng)具有產(chǎn)業(yè)適應能力的新工科人才。2）大三學生已經(jīng)學習了流體力學和機械原理，具備一定理論基礎，但液壓元件結構復雜，工作原理難理解，液壓系統(tǒng)設計要求高。3）本課程實踐性強，但只安排了八個學時的實驗課時，這嚴重制約了學生實踐能力的培養(yǎng)。1nbsp;課程教學創(chuàng)新路徑與方法1.1"明確“知識、能力、價值”三位一體的教學目標課程以立德樹人為本，從知識掌握、能力培養(yǎng)、價值塑造三個層面明確知識、能力、價值“三位一體”的教學目標，旨在培養(yǎng)機械方面的高素質工程應用型人才和創(chuàng)造型人才。知識目標：1）理解液壓傳動與氣動中最基本的理論、基本元件的工作原理和性能特點；2）認識液壓和氣壓傳動的基本回路。能力目標：1）能夠從元件原理出發(fā)正確選用液壓元件，并分析其原理；2）能夠利用仿真軟件FluidSIM分析液壓與氣壓傳動基本回路；3）能夠設計與計算液氣壓系統(tǒng)，處理液壓與氣壓系統(tǒng)常見故障。價值目標：1）培養(yǎng)學生遵守液氣壓技術國家標準，恪守職業(yè)道德；2）擁有設計液氣壓系統(tǒng)嚴謹、辯證、創(chuàng)新的科學思維和工程思維；3）傳承工匠精神，具有科學素養(yǎng)；4）堅守科技強國使命和擔當。1.2"構建四維一體的教學創(chuàng)新設計，解決教學痛點針對教學痛點，構建四維一體的教學創(chuàng)新模式。從育人育才相結合、系統(tǒng)化的教學改革、理論與實踐相結合、立足新工科四個維度來整體提高教學質量，提高學生學習興趣，培養(yǎng)學生學習主動性，增強學生實踐能力，建立學生高階思維，最終達到育人效果，如圖1所示。1.2.1"立足新工科，重組教學內(nèi)容課程包括液壓與氣壓傳動概述、氣壓傳動基礎理論、液壓油、流體靜力學動力學、液壓泵、液壓缸、液壓控制閥、液壓基本回路、典型液壓系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)設計計算共10章內(nèi)容。在有限的學時（32個理論授課學時、8個實驗學時）分配下，重組教學內(nèi)容，把原本較為分散的教學內(nèi)容整合為四個模塊，分別為液壓與氣壓傳動基本理論、液氣壓元件結構和原理、液氣壓基本回路性能及應用和典型液壓系統(tǒng)原理及設計，如圖2所示?；谥亟M的模塊對教學內(nèi)容進行重構，把最新的科研技術和工程案例融入教學內(nèi)容，解決教學內(nèi)容陳舊的問題，使教學內(nèi)容模塊化、體系化，實現(xiàn)了從初階、中階到高階的階次式遞進，如圖3所示?；谥貥嫼蟮慕虒W內(nèi)容建立28個相對應的案例庫，提升教學內(nèi)容的高階性。同時通過現(xiàn)代技術（FluidSIM液壓與氣壓仿真軟件）進課堂，讓學生學會利用現(xiàn)代化工具和軟件分析液壓元件的工作原理，設計液壓回路，并通過仿真驗證所設計回路的可行性。堅持理論聯(lián)系實際，突出工程應用，建立高階思維，提高課程的高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。1.2.2"構建一個主題六條主線的育人育才相結合模式如圖4所示，課程思政以落實立德樹人為主題，以家國情懷、工匠精神、科技報國、工程倫理、工程思維、綠色發(fā)展為六條主線，建立了32個課程思政案例庫。結合授課內(nèi)容，從工程案例、理論內(nèi)容、前沿技術等方面挖掘課程蘊含的思政元素[4-5]，豐富課程思政案例庫，實現(xiàn)課程教學與價值引領的有機融合。以第二個教學模塊（液氣壓元件：液壓泵、液壓缸、液壓閥）中課程思政的融入為例。在液壓泵部分，引入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中的古代水車，激發(fā)學生的民族自豪感；同時引入大國重器液壓中國心——高壓泵，培養(yǎng)學生樹立愛國、敬業(yè)的價值觀，幫助學生進一步理解關鍵技術要掌握在自己手中的重要性。在液壓缸部分，引入大國重器1600噸起重機，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的使命感。在液壓閥部分，引入填海造陸的“神器”——大國重器“天鯤號”，培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新意識，激發(fā)學生的家國情懷。1.2.3"完善教學資源，改革教學方法，健全評價維度，系統(tǒng)化推進課堂教學改革1）完善教學資源，建立教學資源庫。打造動態(tài)豐富的課件，建立了65個動畫資源庫，50個教具庫，把抽象的問題形象化、具體化，激發(fā)學生的學習興趣；利用學習通平臺不斷完善線上教學資源，建立了95個線上資源庫，主要包括章節(jié)導學及導學測試、教學課件、隨堂測驗、小組任務、作業(yè)庫、拓展資料等六大核心內(nèi)容。2）改革教學方法，綜合運用線上線下、翻轉課堂、以賽促學等方法，開展自主、合作、探究式教學。課前：教師上傳資料，引導學生進行課前預習及相關知識的探索學習；課中：在教學實施過程中，融合多種教學方法，如具象展示、問題驅動、案例教學、小組討論、實踐教學、翻轉課堂、拓展延伸等。課后：構建以賽促學的教學模式，夯實專業(yè)基礎，提升綜合素質。3）健全評價維度，實行“1+N”課程綜合評價改革。課程目標的實現(xiàn)離不開完善的課程評價模式。課程構建了“1+N”的評價模式，“N”指的是多種形式的過程性評價，“1”為終結性評價，主要是期末考試，具體評價指標如表1所示。“1+N”的評價模式實現(xiàn)了對學生學習效果全過程、全方位考核評價，并在授課結束后，借助超星學習通，設計課程滿意度調查問卷，評價項目為對授課內(nèi)容的獲得感、思考能力提升、組內(nèi)發(fā)言質量等的滿意度。問卷調查既督促學生課后鞏固與反思，也促進教師進行授課效果評估。1.2.4"理論與實踐相結合，增強學生實踐能力引入國家虛擬仿真實驗教學平臺，讓FluidSIM液壓仿真軟件走進課堂，同時讓學生利用實驗課驗證通過虛擬軟件和平臺設計的方案，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實的有機結合（圖5），提高實踐課的學習效率。利用多層次實踐教學平臺，豐富實踐教學活動，有效彌補實踐教學課時不足，充分提高學生的課程實踐能力，真正達到理論知識從實踐中來再回到實踐中去的教學效果。1.2.5"四維一體教學創(chuàng)新設計的應用通過調壓回路的性能及應用，來說明四維一體教學創(chuàng)新設計的具體應用。課前：教師上傳學習資料，包括本節(jié)課教學目標、導學視頻、導學測試等資料。課程教學目標包括知識目標、能力目標和素質目標。知識目標：1）掌握單級調壓回路、遠程調壓回路、二級調壓回路、三級調壓回路、多級調壓回路的組成，工作原理和性能；2）熟悉單級調壓回路、遠程調壓回路、二級調壓回路、多級調壓回路的應用。能力目標：1）培養(yǎng)學生的分析能力，能夠分析多種調壓回路；2）培養(yǎng)學生的實踐設計能力，能夠利用FluidSIM軟件對基本回路進行設計仿真；3）培養(yǎng)學生的推理能力，能夠舉一反三，針對同一作用的回路有多種設計思路。素質目標：1）通過對無級調速回路的學習，逐步建立科學思維，理解“簡單是高級形式的復雜”這一理念——越是高級的東西，往往越簡潔。同時，培養(yǎng)從原點出發(fā)的工程思維和創(chuàng)新思維，認識到創(chuàng)新往往從簡單之處開始；2）通過溢流閥在不同調壓回路中的不同作用，啟迪學生適應新工科多學科融合新模式，爭做“斜杠青年”，解決好中國制造的問題。課中：教師主要針對重難點（單級調壓回路、遠程調壓回路、二級調壓回路、三級調壓回路、多級調壓回路的工作原理和性能）進行講解，通過動畫演示、問題驅動、小組討論，完成對單級調壓回路、遠程調壓回路、二級調壓回路的學習。通過將現(xiàn)代技術引入課堂和采用翻轉課堂的方式，引導學生自主完成三級調壓回路的設計、仿真和講解。在此基礎上，結合工程實際案例（如典型液壓機回路）進行擴展延伸教學，深入講解調壓回路的應用。在課堂中講解無級調壓回路的設計時，引導學生理解創(chuàng)新往往從簡單出發(fā)，從原點開始。同時，介紹無級調壓回路的前沿技術，引出液壓技術的發(fā)展趨勢——機電液一體化，這符合新工科提出的多學科融合理念。課后：布置小組作業(yè)，并通過虛擬仿真實驗和實驗課進一步鞏固理論知識，充分實現(xiàn)理論與實踐的緊密結合。1.2.6"教學成效課程經(jīng)過教學創(chuàng)新設計，取得了較為顯著的教學成效。首先，課程達成度顯著提升，從學生成績來看，高分段人數(shù)明顯增加。在全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽中取得了省級一等獎和三等獎的優(yōu)異成績。此外，通過問卷星開展的關于學習效果、線上線下授課方式、評價模式和思政教育等方面的問卷調查結果顯示，學生反饋良好，尤其在思政教育評價中，頻繁出現(xiàn)工匠精神、科技創(chuàng)新等關鍵詞，反映出課程思政的有效融入，如表2所示。2"結束語液壓與氣壓傳動是機械類專業(yè)的一門