項目教學法在液壓與氣壓傳動教學中的研究

王海芳 于玉真 張小芹 趙進尚 孫 磊

（河北科技師范學院，河北 昌黎 066600）

液壓與氣壓傳動是以流體（液壓油或壓縮空氣）作為工作介質對能量進行傳遞和控制的一種形式。目前，液壓與氣壓技術與現(xiàn)代數學、力學和微電子技術、計算機技術、控制科學等緊密結合，出現(xiàn)了微處理機、電子放大器、傳感測量元件和液壓控制單元相互集成的機電一體化產品，大大提高了液壓系統(tǒng)的智能化程度和可靠性，使得液壓技術的應用領域不斷拓展，幾乎囊括了國民經濟的各個部門。作為機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎課，課程主要介紹傳動介質的基本物理性能及其靜力學、運動學和動力學特性；組成系統(tǒng)的各類液壓與氣動元件的結構、工作原理、工作性能以及由這些元件所組成的各種控制回路的性能和特點，并在此基礎上進行液壓與氣壓傳動控制系統(tǒng)的設計。

在傳統(tǒng)的液壓與氣壓教學方法中，是以課堂教學和實驗教學相結合。而且課堂教學占用大量課時，實驗僅占1/4課時。為了提高學生的動手能力，在計算機控制教學中采用項目教學法，教學過程都在實驗室進行。通過實踐多個實驗項目，使學生掌握理論知識的同時，提高學生的項目執(zhí)行能力。

而實施的項目教學法在液壓與氣壓傳動教學中的具體應用，是以“項目”的形式進行教學，以項目帶動教學［1-2］。學生在教師的指導下，完成一個項目的全過程，在這一過程中學習掌握教學計劃涵蓋的教學內容。學生在“做”中學習知識，在“做”中積累經驗。通過項目驅動，學生學會查詢資料，嘗試失敗，積淀經驗，促使學生學會學習，促使學生從“要我學習”向“我要學習”轉變。

一、項目教學法的基本認識

1.項目教學法的內涵及作用。傳統(tǒng)的教學觀念，就專業(yè)知識和實踐而言，強調必先講專業(yè)理論再進行理論實踐，這對應用性本科和高職學生是不太適合的。在教學過程上，可以是專業(yè)基礎和技能的教學同步進行，甚至先教技能再教理論，在不斷實踐中掌握技能，在技能學習中提高基礎理論。

“項目式教學”法的原理是：學生的學習活動與大的任務或問題相結合，以探索問題來引導和維持學生的學習興趣和動機；創(chuàng)建真實的教學環(huán)境，讓學生帶著真實的任務去學習。在這個過程中，學生擁有學習的主動權，教師不斷地挑戰(zhàn)和激勵學生前進，從而使學生真正掌握所學內容，并通過此任務舉一反三，得到更好的學習效果［3］。項目教學法在調動學習積極性和主動性方面有較好的效果。

2.項目教學法的實施條件。項目教學，實質上就是一種基于建構主義學習理論、杜威的實用主義教育理論和情境學習理論的學習模式。它就要求：從以教師為中心轉變?yōu)橐詫W生為中心，從以課本為中心轉變?yōu)橐浴绊椖俊睘橹行?，從以課堂為中心轉變?yōu)橐詫嶋H經驗為中心。它注重的不是最終的結果，而是注重在完成項目的過程中，參與者共同探討、探索，不斷加深和完善知識結構，理解和把握課程要求的知識和技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力的過程。

實施項目教學法的關鍵是教師［4］。要求教師既能上理論課又能指導學生實際操作。教師既要投入更多的備課時間，還要對教學設備非常熟悉，更要充分了解學生狀況才能實施項目教學。項目教學法是通過一個完整的項目工作過程進行的教學。教學設備是一個重要的因素，設備的分組率要高。項目教學過程中，學生是項目教學法的主體。學生要會在教師的指導下，制訂學習方案、組織教學活動、開展小組討論。還要會對自己的學習效果進行評價。

二、項目教學法在課程中的具體應用

液壓與氣壓傳動采用雙項目并行模式。液壓部分選擇的是組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)，氣動部分選擇的是組合機床動力滑臺夾緊氣壓系統(tǒng)，在這兩個綜合項目下根據課程的能力目標設有若干子項目，通過子項目的實施，學生能力目標得以實現(xiàn)。課程教學項目如下表所示：

表1 課程教學項目

以“組合機床動力滑臺液壓缸的拆裝與選用”為例說明課程項目教學的實施過程：

1.項目分析與計劃。項目名稱：組合機床動力滑臺液壓缸的拆裝與選用。

項目描述及目標：液壓缸是液壓系統(tǒng)中常用的元件，在液壓系統(tǒng)中起執(zhí)行器的作用，其他元件如泵、閥、濾油器附件等都是為液壓缸配套服務的，液壓缸作為液壓控制系統(tǒng)的最終執(zhí)行機構。目的是通過拆裝液壓缸，掌握液壓缸的組成和設計原理。

項目課時：12課時。老師先在實驗室首先講解液壓缸的原理和組成；然后學生在實驗室獨立進行拆裝，教師在旁指導解答學生遇到的問題。建立學習小組：3人一組，共5組。

2.項目的實施過程。組合機床動力滑臺液壓缸的拆裝與選用具體實施步驟如下［4-5］：（1）老師利用實驗臺和虛擬仿真軟件講解液壓缸的原理和作用，說明液壓缸主要由缸筒、活塞桿、活塞、缸頭、缸尾、密封件、附件等組成，其中缸筒、活塞桿、活塞稱為油缸三大件。（2）學生進行拆裝實驗，同時識別上述液壓缸的主要組成部分，并注意了解影響液壓缸質量的主要因素：液壓缸的理論設計，主要由工作壓力選定或液壓缸負載所決定；液壓缸的實際加工，主要取決于裝備水平、生產工藝及檢測手段；液壓缸的使用維護。（3）學生將裝好的液壓缸接入液壓系統(tǒng)進行元件拆裝檢查實驗，看液壓缸是否可正常工作。在拆裝過程中，學生會發(fā)現(xiàn)許多問題。這時老師不要直接給出答案，要啟發(fā)學生思考，讓學生自己去分析發(fā)現(xiàn)錯誤原因，使學生在解決問題的過程中學習分析問題的方法和技巧。

3.項目的最后評估。項目的評估總結是“項目教學法”的重要環(huán)節(jié)。液壓缸的拆裝與選用項目完成后，學生應該達到基本掌握液壓缸的組成，如何設計液壓缸和如何正常使用液壓缸?？己顺煽冎?0%取決于項目組項目完成狀況、成員合作情況、交互狀況及學生工作積極性；另外50%的成績來自答辯。項目的評估總結過程是學生一個學習、提高的過程。學生在操作中會發(fā)現(xiàn)各種問題，學生要組織自評和互評，發(fā)現(xiàn)自己的不足及別人的長處，從而提高自己的能力。

三、實施項目教學法后的的幾點思考

項目教學法在計算機控制技術教學中的應用，教學效果顯著，非常明顯地促進了學生團隊合作和知識構建等能力的形成，理論和動手能力大幅度地提高。在項目教學法的實施過程中也應該注意以下幾點。［5］

1.以學生為主體開展教學。要破除教師擔心采用項目教學法組織的難度大，習慣于在課堂上以自己為中心的心理，自始至終以學生為主體開展教學，學生的求知欲、協(xié)作能力乃至責任心，會隨著課程的深入明顯提高。

2.選取適當的項目，選取項目要以教學的內容為依據，以現(xiàn)實的對象為材料，既要包含基本的教學知識點，又能調動學生解決問題的積極性。教師和學生共同參與項目的選取，教師要注意啟發(fā)學生去主動發(fā)現(xiàn)身邊的素材，選擇難度適合的工程項目。

3.項目課程的開發(fā)與實施是一項系統(tǒng)工程，應用型本科學校的教學管理、軟硬件建設必須與之相配套、教學方法要適應項目教學的特點、教學資源要能滿足教學活動的需求、教學活動要切實實現(xiàn)課程目標。

［1］張軍科.項目教學法的特征及其對教師的要求［J］.陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院學報，2009，31（1）：46-48.

［2］陶思律，高雪梅.項目教學法在BTEC HND課程中的實踐［J］.廣東白云學院學報，2009，18（1）：21-26.

［3］田子欣，秦沖.項目教學法在《工程制圖》教學中的實踐研究［J］.廣西輕工業(yè)，2010，28（1）：83-84.

［4］李江全.計算機控制技術項目教程［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

［5］萬志堅.高職《機械設計基礎》課程項目化教學改革實踐［J］.職業(yè)技術教育，2009，（32）：23-26.