工程专业认证背景下液压与气压传动课程的改革探讨
刘春波
[摘 要]为适应专业认证的要求，我们对液压与气压传动课程进行了改革，确定了新的课程目标，并对课程大纲、评价体系等部分进行了修订。课堂教学部分增加了流体力学基础部分在课程中的比重，让学生对力学部分有整体认识，为后续内容奠定了理论基础。修订了实验大纲，增加了设计类实验的数量，以培养学生灵活运用课堂所学知识的能力。建立了学生—任课教师—课程负责人为一体的课程评价体系，对课程效果及服务于毕业要求的情况进行客观评价。
[关键词]专业认证；液压与气压传动；教学大纲；评价体系
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0090-02
概述
工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，是检查专业设置是否适应国家和地区经济建设的需要，是否适应社会发展的标准。[1][2]专业认证工作是职业工程师认证工作的基础，通过专业认证工作的开展，可以更新教育思想，促进真正意义的以学生为中心的教育观念的形成，保证受教育者的权益。[3][4]
2006年，我国教育部正式组织开展了工程教育专业认证工作，成立了全国工程教育专业认证专门机构，目前已有机械制造及其自动化等10个专业开始了专业认证的试点工作。[5]河南工业大学2015年开始进行机械制造及其自动化专业的认证申请，根据专业认证对该专业的要求进行系统改革，包括培养目标、毕业要求、课程体系、师资条件，其中课程体系是改革的重中之重。以专业认证为契机，机电学院液压与气压传动课程组对该课程进行了较全面的改革。
一、液压与气压传动课程在机械制造及其自动化专业中的地位
液压与气压传动课程在机械制造及其自动化专业的课程体系中属于专业基础课，是主干课程，其在机械类專业课程体系中起着承上启下的重要作用。课程主要通过授课、实验等教学环节，使学生熟悉流体传动的基础知识，让学生掌握各种液压与气动元件的结构特点、工作原理及其应用，掌握基本回路的组成和分析方法，进而掌握液压与气动系统的分析及设计方法。学生通过对本课程的学习，能为后续专业课程的学习打下基础。
本课程在专业认证的毕业要求部分共支撑5个指标点，2个课堂讲授目标，3个实验目标。课堂讲授目标包括：1.理解数学、自然科学基本原理，能够将其与实际工程应用相结合；2.理解工程基础知识原理，能将其应用于复杂工程问题的表述、建模和求解过程中。实验目标总结起来为能够利用课堂讲授知识制订合理的实验方案，并利用正确的方法搭建实验平台，实施实验过程，得到实验数据；同时能够对所得实验数据进行分析，得出正确结论。
针对以上所提的毕业要求，我们对原课程进行了较大程度的改革，提出了最新课程目标，具体包括以下几个方面。1.要求学生掌握流体传动的流体力学基础（包括流体静力学、运动学、动力学），并能与实际相结合推导实际应用问题的静、动力学数学模型。2.掌握各种流体传动元件（动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件）的工作原理、结构及设计方法；理解、分析基本液压回路（方向回路、压力回路、流量回路）；能够运用工程知识，通过类比、改进或创新等方式，提出满足特定需求的典型流体传动系统的合理设计方案，并体现创新意识。3.能够针对流体传动与控制装置的性能等有效制定研究或验证实验方案，并根据实验方案建立简单实验系统进行实验；解决实验过程中出现的问题，得到实验数据后能正确分析，解释实验数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。
二、课程改革
（一）调整课程大纲
1.内容调整。针对新的课程目标，课程大纲的调整首先从学时入手，将原来的46学时调整为54学时，扩充了原课程第二章流体力学基础部分的内容。这一部分在原大纲里的讲授内容包括：（1）液压油的主要物理性质及选用；（2）液体静、动力学基础；（3）液体流动能量损失与流量计算。由于学时的限制，教师在讲解这一部分内容的时候大多采取简单带过的做法，学生则无法真正理解流体力学与以往学过的固体力学之间的关系，这就导致部分学生只能机械地记住一些教师强调过的公式以应付考试。
新大纲在（1）部分增加了流体的概念及连续性介质假设部分。这部分内容的增加对于学生理解流体与固体的区别，理解流体力学与固体力学的联系至关重要。此外，新大纲在内容（2）中增加了流体运动学基础部分内容。这部分内容的增加主要是为了让学生更好地了解流体动力学部分公式推导的基础，更好地理解掌握连续性方程、伯努利方程及流量方程的来龙去脉，为学生在后续液压传动内容中应用这些公式打下坚实的理论基础。
2.调整实验大纲。根据毕业要求调整实验项目，增加设计型实验项目，减少验证型实验项目。通过设计型实验的方案搭建、论证，实验的过程记录，数据分析等过程，主要培养学生将课堂所学知识应用于实际的能力。与此相适应，实验报告中增加实验方案设计、论证部分，并有相应的评分标准。
3.增加“成绩考核评定”部分。新大纲中增加了考核成绩评定办法的表格，表格中规定了成绩组成、考核评价环节、分值、评价细则与对应毕业的要求项，这为课程的后续评价提供了定量标准。通过这张表格，任课教师可以很清楚课堂教学中的每个环节对于学生相应能力培养的作用，从而使得各环节的实施更具有目的性和方向性。此外，表格中项目的具体内容由任课教师自主设置，教师可以根据课程特点设定平时成绩、考试成绩等的比例，并制订行之有效的评价细则，这样更有助于提高课程评价的科学性与合理性。
（二）建立课程评价体系
课程结束后，如何评价课程达到的效果是教学中至关重要的一环，这一环节涉及后续的改进。合理、科学的评价体系是持续提高课堂效果，达到课程教学目标的基础。以往的教学大部分以课程结课考试作为教学终点，并不会对结束后得到的教学资料进行客观的分析，仅仅以简单的试卷分析报告作为最终资料归档。
通过对专业认证要求的分析，我们建立了液压与气压传动课程的评价体系，具体环节如图1所示。课堂教学环节结束后，课程负责人需要填写课程自评表，自评教学过程是否支撑对应的毕业要求。如满足要求，则进入考核环节。教师根据教学过程，对应毕业要求给出考核学生的题目——试卷，并根据试题的具体情况填写课程试卷命题检查表。表中总结了对应于每个课程目标的试题分值，通过这张表出題教师可以一目了然地看出所出试题是否与教学环节相适应，即是否可以对学生在教学环节的表现做出客观评价。如果满足要求，则试题可以用来作为课程是否达成课程目标，学生通过课程的学习是否达到相应毕业要求的评价基础。
考试结束并得到学生的考试成绩后，教师需要对成绩进行汇总，根据汇总结果填写分析报告。同时，学生需要填写课程问卷调查，包括课堂教学过程以及试卷等方面，问卷调查的结果要在分析报告中体现。至此，本课程告一段落，分析报告作为重要的存档材料将对课程的总体教学效果起到持续指导的作用。
（三）课程达成度评价
任课教师对自己任课的班级进行自我评价后，由课程负责人对课程的总体情况进行课程目标达成度评价，给出达成度的数值，填写课程达成度评价表，对课程的总体效果给出客观评价。
三、结论
改革优化了课程内容，增加了流体力学部分在本课程中所占的比重，使学生在课程初期对力学，包括固体力学与流体力学有了全面的认识，能够做到融会贯通，为后续液压与气压内容打下坚实的理论基础。改革建立了学生—任课教师—课程负责人为主的课程评价体系，通过各个环节的监控与评估，使学生达到课程所服务的毕业要求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进——美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014（6）.
[2] 陈平，专业认证理念推进工科专业建设内涵式发展[J].中国大学教学，2014（1）.
[3] 韩楚.以专业认证为契机促进学风建设之探究[J].新校园（上旬），2016（2）.
[4] 张文雪，刘俊霞.工程教育专业认证制度的构建及其对高等工程教育的潜在影响[J].清华大学教育研究，2007（6）.
[5] 王静静，夏德宏.专业认证背景下的机械工程及其自动化专业课程地图建设[J].中国冶金教育，2016（2）.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]为适应专业认证的要求，我们对液压与气压传动课程进行了改革，确定了新的课程目标，并对课程大纲、评价体系等部分进行了修订。课堂教学部分增加了流体力学基础部分在课程中的比重，让学生对力学部分有整体认识，为后续内容奠定了理论基础。修订了实验大纲，增加了设计类实验的数量，以培养学生灵活运用课堂所学知识的能力。建立了学生—任课教师—课程负责人为一体的课程评价体系，对课程效果及服务于毕业要求的情况进行客观评价。
[关键词]专业认证；液压与气压传动；教学大纲；评价体系
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0090-02
概述
工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，是检查专业设置是否适应国家和地区经济建设的需要，是否适应社会发展的标准。[1][2]专业认证工作是职业工程师认证工作的基础，通过专业认证工作的开展，可以更新教育思想，促进真正意义的以学生为中心的教育观念的形成，保证受教育者的权益。[3][4]
2006年，我国教育部正式组织开展了工程教育专业认证工作，成立了全国工程教育专业认证专门机构，目前已有机械制造及其自动化等10个专业开始了专业认证的试点工作。[5]河南工业大学2015年开始进行机械制造及其自动化专业的认证申请，根据专业认证对该专业的要求进行系统改革，包括培养目标、毕业要求、课程体系、师资条件，其中课程体系是改革的重中之重。以专业认证为契机，机电学院液压与气压传动课程组对该课程进行了较全面的改革。
一、液压与气压传动课程在机械制造及其自动化专业中的地位
液压与气压传动课程在机械制造及其自动化专业的课程体系中属于专业基础课，是主干课程，其在机械类專业课程体系中起着承上启下的重要作用。课程主要通过授课、实验等教学环节，使学生熟悉流体传动的基础知识，让学生掌握各种液压与气动元件的结构特点、工作原理及其应用，掌握基本回路的组成和分析方法，进而掌握液压与气动系统的分析及设计方法。学生通过对本课程的学习，能为后续专业课程的学习打下基础。
本课程在专业认证的毕业要求部分共支撑5个指标点，2个课堂讲授目标，3个实验目标。课堂讲授目标包括：1.理解数学、自然科学基本原理，能够将其与实际工程应用相结合；2.理解工程基础知识原理，能将其应用于复杂工程问题的表述、建模和求解过程中。实验目标总结起来为能够利用课堂讲授知识制订合理的实验方案，并利用正确的方法搭建实验平台，实施实验过程，得到实验数据；同时能够对所得实验数据进行分析，得出正确结论。
针对以上所提的毕业要求，我们对原课程进行了较大程度的改革，提出了最新课程目标，具体包括以下几个方面。1.要求学生掌握流体传动的流体力学基础（包括流体静力学、运动学、动力学），并能与实际相结合推导实际应用问题的静、动力学数学模型。2.掌握各种流体传动元件（动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件）的工作原理、结构及设计方法；理解、分析基本液压回路（方向回路、压力回路、流量回路）；能够运用工程知识，通过类比、改进或创新等方式，提出满足特定需求的典型流体传动系统的合理设计方案，并体现创新意识。3.能够针对流体传动与控制装置的性能等有效制定研究或验证实验方案，并根据实验方案建立简单实验系统进行实验；解决实验过程中出现的问题，得到实验数据后能正确分析，解释实验数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。
二、课程改革
（一）调整课程大纲
1.内容调整。针对新的课程目标，课程大纲的调整首先从学时入手，将原来的46学时调整为54学时，扩充了原课程第二章流体力学基础部分的内容。这一部分在原大纲里的讲授内容包括：（1）液压油的主要物理性质及选用；（2）液体静、动力学基础；（3）液体流动能量损失与流量计算。由于学时的限制，教师在讲解这一部分内容的时候大多采取简单带过的做法，学生则无法真正理解流体力学与以往学过的固体力学之间的关系，这就导致部分学生只能机械地记住一些教师强调过的公式以应付考试。
新大纲在（1）部分增加了流体的概念及连续性介质假设部分。这部分内容的增加对于学生理解流体与固体的区别，理解流体力学与固体力学的联系至关重要。此外，新大纲在内容（2）中增加了流体运动学基础部分内容。这部分内容的增加主要是为了让学生更好地了解流体动力学部分公式推导的基础，更好地理解掌握连续性方程、伯努利方程及流量方程的来龙去脉，为学生在后续液压传动内容中应用这些公式打下坚实的理论基础。
2.调整实验大纲。根据毕业要求调整实验项目，增加设计型实验项目，减少验证型实验项目。通过设计型实验的方案搭建、论证，实验的过程记录，数据分析等过程，主要培养学生将课堂所学知识应用于实际的能力。与此相适应，实验报告中增加实验方案设计、论证部分，并有相应的评分标准。
3.增加“成绩考核评定”部分。新大纲中增加了考核成绩评定办法的表格，表格中规定了成绩组成、考核评价环节、分值、评价细则与对应毕业的要求项，这为课程的后续评价提供了定量标准。通过这张表格，任课教师可以很清楚课堂教学中的每个环节对于学生相应能力培养的作用，从而使得各环节的实施更具有目的性和方向性。此外，表格中项目的具体内容由任课教师自主设置，教师可以根据课程特点设定平时成绩、考试成绩等的比例，并制订行之有效的评价细则，这样更有助于提高课程评价的科学性与合理性。
（二）建立课程评价体系
课程结束后，如何评价课程达到的效果是教学中至关重要的一环，这一环节涉及后续的改进。合理、科学的评价体系是持续提高课堂效果，达到课程教学目标的基础。以往的教学大部分以课程结课考试作为教学终点，并不会对结束后得到的教学资料进行客观的分析，仅仅以简单的试卷分析报告作为最终资料归档。
通过对专业认证要求的分析，我们建立了液压与气压传动课程的评价体系，具体环节如图1所示。课堂教学环节结束后，课程负责人需要填写课程自评表，自评教学过程是否支撑对应的毕业要求。如满足要求，则进入考核环节。教师根据教学过程，对应毕业要求给出考核学生的题目——试卷，并根据试题的具体情况填写课程试卷命题检查表。表中总结了对应于每个课程目标的试题分值，通过这张表出題教师可以一目了然地看出所出试题是否与教学环节相适应，即是否可以对学生在教学环节的表现做出客观评价。如果满足要求，则试题可以用来作为课程是否达成课程目标，学生通过课程的学习是否达到相应毕业要求的评价基础。
考试结束并得到学生的考试成绩后，教师需要对成绩进行汇总，根据汇总结果填写分析报告。同时，学生需要填写课程问卷调查，包括课堂教学过程以及试卷等方面，问卷调查的结果要在分析报告中体现。至此，本课程告一段落，分析报告作为重要的存档材料将对课程的总体教学效果起到持续指导的作用。
（三）课程达成度评价
任课教师对自己任课的班级进行自我评价后，由课程负责人对课程的总体情况进行课程目标达成度评价，给出达成度的数值，填写课程达成度评价表，对课程的总体效果给出客观评价。
三、结论
改革优化了课程内容，增加了流体力学部分在本课程中所占的比重，使学生在课程初期对力学，包括固体力学与流体力学有了全面的认识，能够做到融会贯通，为后续液压与气压内容打下坚实的理论基础。改革建立了学生—任课教师—课程负责人为主的课程评价体系，通过各个环节的监控与评估，使学生达到课程所服务的毕业要求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进——美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014（6）.
[2] 陈平，专业认证理念推进工科专业建设内涵式发展[J].中国大学教学，2014（1）.
[3] 韩楚.以专业认证为契机促进学风建设之探究[J].新校园（上旬），2016（2）.
[4] 张文雪，刘俊霞.工程教育专业认证制度的构建及其对高等工程教育的潜在影响[J].清华大学教育研究，2007（6）.
[5] 王静静，夏德宏.专业认证背景下的机械工程及其自动化专业课程地图建设[J].中国冶金教育，2016（2）.
[责任编辑：陈 明]
