液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程教學(xué)改革的研究

劉和平 梁 莉

洛陽(yáng)理工學(xué)院機(jī)電工程系 河南洛陽(yáng) 471023

液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程教學(xué)改革的研究

劉和平 梁 莉

洛陽(yáng)理工學(xué)院機(jī)電工程系 河南洛陽(yáng) 471023

從課程設(shè)置、教材與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、師資水平、課程考核方式等方面對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程的教學(xué)進(jìn)行研究與改革，取得了一定的效果。

液壓與氣壓傳動(dòng)；流體傳動(dòng)與控制；教學(xué)改革

Abstract: To bring up creative talented students with solid theory, broad knowledge, high ability and stuff and skilled manpower with some theory and high operative ability, based on the present situation of with undergraduate and technological education in Luoyang institute of science and technology, this article carried out some teaching research and innovation on course hydraulic and pneumatic drive in the aspects of course designing, teaching content and textbooks, teaching methods and means, teacher’s ability and checking manner.Some effects have gotten.

Key words: hydraulic and pneumatic drive; f uid transmissionand control; teaching reform

作為必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,液壓與氣壓傳動(dòng)課程是國(guó)內(nèi)工科院校的機(jī)械類專業(yè)（包括機(jī)械制造工程及自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化、車輛工程和機(jī)電一體化類專業(yè)和航空工程、船舶設(shè)計(jì)與建造等）以及材料成型專業(yè)（包括模具設(shè)計(jì)、焊接及自動(dòng)化、鍛壓、鑄造等）普遍開設(shè)的考試或考查課程。液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)以其可靠性高、傳遞功率大等特點(diǎn)在動(dòng)力傳動(dòng)與控制技術(shù)方面無(wú)可替代,廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化工程中。如工程機(jī)械、冶金機(jī)械、船舶設(shè)備及建造、航空航天設(shè)計(jì)與制造、坦克與火炮裝備、農(nóng)林機(jī)械、交通運(yùn)輸車輛及制造、建筑工程和自動(dòng)化生產(chǎn)線等工程領(lǐng)域。

當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各種研究型人才和應(yīng)用型人才需求越來(lái)越大,對(duì)高等教育培養(yǎng)水平和能力的要求也越來(lái)越高，針對(duì)性越來(lái)越強(qiáng)。如何培養(yǎng)具備扎實(shí)的理論知識(shí)功底和優(yōu)秀的實(shí)踐應(yīng)用能力的人才擺在了高等教育的顯著位置。需要對(duì)課程設(shè)置、課時(shí)、課堂與實(shí)驗(yàn)、教學(xué)手段、教學(xué)技巧等多方面進(jìn)行研究、改革,以培養(yǎng)出理論扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的研究創(chuàng)新型人才以及具備一定理論知識(shí)、動(dòng)手實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才。

1 課程設(shè)置

根據(jù)我院本科、?？萍骖?努力建設(shè)教學(xué)研究型大學(xué)的地位,首先確定課程培養(yǎng)目標(biāo)為“創(chuàng)新研究型人才、應(yīng)用實(shí)踐型人才并舉”,同時(shí)根據(jù)各個(gè)專業(yè)側(cè)重點(diǎn)的不同分別制定液壓與氣壓傳動(dòng)指導(dǎo)性教學(xué)方案。

1.1 機(jī)械類本科教學(xué)的教學(xué)方案

機(jī)械類本科畢業(yè)生從事液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研究和開發(fā)工作,液壓與氣壓傳動(dòng)課程是其必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程目的是通過(guò)液壓與氣動(dòng)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)掌握液壓與氣壓傳動(dòng)的基本理論、各種液壓氣壓元器件原理和特點(diǎn)、回路和系統(tǒng)的應(yīng)用功能和特性、新型元器件和發(fā)展應(yīng)用方向、液壓與氣壓傳動(dòng)研究、設(shè)計(jì)的基本能力。課程為48學(xué)時(shí),其中含實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí),為考試課。

1.2 機(jī)械類?？平虒W(xué)的教學(xué)方案

機(jī)械類專科畢業(yè)生從事液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的管理、維護(hù)和應(yīng)用工作,液壓與氣壓傳動(dòng)課程是其必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程目的是通過(guò)液壓與氣動(dòng)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生基本掌握液壓與氣壓傳動(dòng)的基本理論、各種液壓氣壓元器件原理和特點(diǎn)、回路和系統(tǒng)應(yīng)用功能和特性、液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)常見故障判斷與維護(hù)、管理的基本能力。課程為40學(xué)時(shí),其中含實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí),為考試課。

1.3 材料成型類本科和專科教學(xué)的教學(xué)方案

材料成型類本科和?？飘厴I(yè)生從事的工作會(huì)用到液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng),液壓與氣壓傳動(dòng)課程是其必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程目的是通過(guò)液壓與氣動(dòng)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生基本掌握液壓與氣壓傳動(dòng)的基本理論、了解基本液壓氣壓元器件原理和特點(diǎn)、熟悉回路和系統(tǒng)應(yīng)用功能特性。課程學(xué)為36時(shí),其中含實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí),為考查課。

2 教材與教學(xué)內(nèi)容

液壓與氣壓傳動(dòng)是基本的工業(yè)控制技術(shù)之一,開設(shè)廣泛,出版的教材也比較多。通過(guò)對(duì)20多本教材的分析研究,總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

(1)內(nèi)容過(guò)多,液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)講授內(nèi)容多,尤其是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)容過(guò)多,在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)無(wú)法全部講授。所以應(yīng)適當(dāng)減少氣壓傳動(dòng)的內(nèi)容,增加講授指導(dǎo)。

(2)內(nèi)容單一：適用于本科的教材實(shí)踐性內(nèi)容少,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力很少關(guān)注。?？平滩闹v授的理論偏少。

(3)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)高：所有液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)教材都要求學(xué)生具有一定深度的流體力學(xué)和機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)。然而很多專業(yè)培養(yǎng)方向和目標(biāo)要求,流體力學(xué)和特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)尚未學(xué)習(xí),使得專科和非機(jī)械類學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難情緒。教材應(yīng)該淡化理論公式的推導(dǎo)和論證過(guò)程,突出工程應(yīng)用及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力和方法,有針對(duì)性地講授,以提高教學(xué)效果。

(4)習(xí)題太少：例題講解和課后練習(xí)題過(guò)少,尤其是對(duì)學(xué)生課后學(xué)習(xí)有重要影響的原理思考題和問(wèn)答題、概念判斷選擇和填空題沒(méi)有或太少。

(5)系統(tǒng)分析雷同老化：多本教材的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分析舉例雷同,沒(méi)有結(jié)合社會(huì)上廣泛應(yīng)用的新型設(shè)備比如挖掘機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行原理分析和講解。

(6)教學(xué)和學(xué)習(xí)缺乏指導(dǎo)：應(yīng)在每章附上教學(xué)指導(dǎo)和學(xué)習(xí)指導(dǎo),方便教師選擇講授內(nèi)容和學(xué)生掌握重點(diǎn)。

針對(duì)上述現(xiàn)有教材的分析研究和總結(jié),結(jié)合各專業(yè)和本?？茖W(xué)生教學(xué)目標(biāo),開展了新型液壓與氣壓傳動(dòng)教材的編寫工作。特色如下：

(1)同時(shí)兼顧本科和?？平虒W(xué),內(nèi)容豐富全面,適當(dāng)減少氣壓傳動(dòng)內(nèi)容。力求物理概念準(zhǔn)確、簡(jiǎn)練、清晰,既有理論推導(dǎo)又有使用維護(hù)總結(jié),內(nèi)容有廣度也有深度,有重點(diǎn)有比較。

(2)突出液壓元件的原理、功能、特點(diǎn)、性能計(jì)算和應(yīng)用,回路和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能、特點(diǎn)層次清楚。

(3)充分利用實(shí)物外貌和剖視圖,以及簡(jiǎn)捷、形象的原理圖,直觀的對(duì)各種液壓和氣動(dòng)元件、回路和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)進(jìn)行介紹,增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)、加深知識(shí)的理解和掌握。

(4)每章增加講授指導(dǎo)和學(xué)習(xí)指導(dǎo),增加大量的例題講解和計(jì)算題、問(wèn)答題、填空題、選擇題、判斷題。既方便教師的內(nèi)容選擇、作業(yè)布置和測(cè)試出題,又給學(xué)生準(zhǔn)確了解和掌握結(jié)構(gòu)、原理和各種概念提供了便利。例如建議授課教師對(duì)機(jī)械類本科生講授液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一章,對(duì)液壓元器件的使用維護(hù)內(nèi)容則不予講解,而機(jī)械類?？坪筒牧铣尚捅尽？茖W(xué)生不建議講授設(shè)計(jì)內(nèi)容,機(jī)械類專科則建議講授元器件和系統(tǒng)的使用維護(hù)內(nèi)容。

(5)增加工程挖掘機(jī)液壓控制系統(tǒng)的講解,適應(yīng)社會(huì)需求。

(6)教材配套多媒體電子課件以輔助教學(xué),以直觀形象、內(nèi)容豐富的動(dòng)畫生動(dòng)講解各種原理和結(jié)構(gòu)。

3 教學(xué)方法和手段

根據(jù)本、?？聘鲗I(yè)的培養(yǎng)方向、目標(biāo)要求和課時(shí)結(jié)構(gòu),結(jié)合長(zhǎng)期的工程實(shí)踐、科研項(xiàng)目、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)踐,依托快速發(fā)展的多媒體技術(shù),對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)教學(xué)方法和手段改革如下：

(1)采用多媒體教學(xué)。充分利用多媒體內(nèi)容豐富,信息量大,形象、直觀、生動(dòng)地展示課程內(nèi)容的優(yōu)勢(shì),可以更好地加深學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理的體驗(yàn)、理解和掌握,而教師在課堂上可以從大量的重復(fù)性板書中解放出來(lái),將講授重點(diǎn)放在對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)、分析、歸納與綜合上、突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程,從而達(dá)到改進(jìn)教學(xué)技巧、增強(qiáng)教學(xué)效果,提高教學(xué)效率的目的。

(2)針對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)課程工程性強(qiáng),液壓元件的原理圖、結(jié)構(gòu)圖和系統(tǒng)回路圖比較多的特點(diǎn),大量采用動(dòng)畫仿真。液壓元件的原理圖全部采用動(dòng)畫仿真模擬?；芈泛拖到y(tǒng)圖采用加入流動(dòng)過(guò)程和閥門切換的演示圖,既形象地講解了各種原理和結(jié)構(gòu),也節(jié)約了大量的畫圖時(shí)間,教師和學(xué)生都非常滿意。

(3)課堂上引入豐富有趣的視頻資料,講解各種案例,大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了注意力。比如講授液壓換向閥時(shí)利用我國(guó)澳星發(fā)射時(shí)火箭緊急關(guān)機(jī)的視頻說(shuō)明液壓閥可靠性的重要性。講授密封件時(shí),利用美國(guó)挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)密封圈失效造成爆炸的視頻說(shuō)明密封圈的重要性。

(4)重點(diǎn)引入流體壓力測(cè)試實(shí)驗(yàn)、液壓泵拆裝實(shí)驗(yàn)、液壓泵原理實(shí)驗(yàn)、液壓缸及控制閥性能實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)回路實(shí)驗(yàn),編輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書,對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)整理進(jìn)行說(shuō)明,便于學(xué)生完成試驗(yàn)并掌握相關(guān)內(nèi)容。

4 師資水平

授課教師的業(yè)務(wù)水平要包括基本教學(xué)能力、課程專業(yè)素質(zhì)以及工程背景知識(shí)3方面。教師的業(yè)務(wù)水平在教學(xué)過(guò)程中是影響教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

授課教師應(yīng)該掌握基本的宣講能力和授課技巧,應(yīng)重視講課藝術(shù)、提高教學(xué)能力。決不能對(duì)著書本和屏幕,更不能照本宣科。優(yōu)秀的教師要善于利用各種方式來(lái)吸引學(xué)生聽課的注意力,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。尤其重視首課的內(nèi)容,要通過(guò)各種工程實(shí)例重點(diǎn)講清楚液壓與氣壓傳動(dòng)課程在大學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)和以后就業(yè)中的重要性,要讓學(xué)生愿意聽,愿意學(xué),形成主動(dòng)學(xué)習(xí)的氛圍。在課堂教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法必須遵守學(xué)生逐漸認(rèn)知的規(guī)律,授課內(nèi)容應(yīng)由淺入深、由表及里、由實(shí)例到理論再到應(yīng)用,對(duì)問(wèn)題的講授簡(jiǎn)練準(zhǔn)確、重點(diǎn)突出、邏輯清楚。

液壓與氣壓傳動(dòng)課程特點(diǎn)就是具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性,授課教師不僅應(yīng)具備扎實(shí)的流體力學(xué)理論基礎(chǔ)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),還需要熟練掌握液壓元器件、液壓回路與系統(tǒng)、氣壓元器件、氣壓回路與系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和特性,了解常用液壓系統(tǒng)的控制原理與性能,了解液壓與氣壓傳動(dòng)控制工程發(fā)展的方向與進(jìn)展。這樣講起課來(lái)就能得心應(yīng)手,以豐富的專業(yè)知識(shí)吸引學(xué)生。

授課教師應(yīng)該具備科學(xué)研究和工程實(shí)踐應(yīng)用的能力和經(jīng)驗(yàn)。教師通過(guò)科研課題,使理論聯(lián)系實(shí)際,提高自己的專業(yè)水平,而豐富的工程經(jīng)驗(yàn)可以使教師旁征博引、以絕不重復(fù)的工程和生活示例充實(shí)、豐富課堂教學(xué)的內(nèi)容,提高教學(xué)效果。

教師應(yīng)該積極與學(xué)生溝通,利用課堂、課間、課后與學(xué)生交流,注重提問(wèn)啟發(fā),引導(dǎo)思考,及時(shí)批改作業(yè)并集中講解作業(yè)中的共性問(wèn)題,經(jīng)常表?yè)P(yáng)學(xué)生。同時(shí)了解并解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程,提高教學(xué)質(zhì)量。在期末的總復(fù)習(xí)中將各章的要點(diǎn)、概念、原理、結(jié)構(gòu)、特性總結(jié)出來(lái),精煉濃縮,使學(xué)生復(fù)習(xí)有目的、有重點(diǎn)、有內(nèi)容、有方法。

5 課程考核方式

課程考核是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段,但不是唯一手段。課程考核采用多種方式,把考試成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和平時(shí)成績(jī)(作業(yè)、上課出勤、課堂提問(wèn)等)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。不能采用單一的期末考試進(jìn)行評(píng)價(jià),以避免造成學(xué)生平時(shí)不聽課、不認(rèn)真學(xué)習(xí),考前死記硬背、突擊過(guò)關(guān)的現(xiàn)象。所以,首節(jié)課上就要講清楚課程的考核方式,引導(dǎo)和督促學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn),使學(xué)生為了自己的學(xué)習(xí)和將來(lái)的工作,主動(dòng)認(rèn)真地學(xué)習(xí)掌握理論和應(yīng)用知識(shí)。

考完試后,教師應(yīng)對(duì)考試結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)分析,改進(jìn)教學(xué)方法和效果,優(yōu)化課件,使教學(xué)水平不斷提高。

A Study of teaching innovation on course hydraulic and pneumatic drive

Liu Heping, Liang Li
Luoyang institute of science and technology, Luoyang, 471023, China

2011-02-12 稿件編號(hào)：1102017

劉和平，博士，副教授。梁莉，博士，講師。