“液壓傳動(dòng)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李閣強(qiáng)?李健?韓建海

摘要：液壓傳動(dòng)技術(shù)是一門融合了流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、電工電子和自動(dòng)控制等多方面知識(shí)的綜合性課程。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力，提出了“液壓傳動(dòng)”課程的具體改革方案，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法三方面詳細(xì)闡述了“液壓傳動(dòng)”課程的改革措施。教學(xué)實(shí)踐表明，所采取的改革措施獲得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)；創(chuàng)新精神；工程實(shí)際

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0096-02

液壓傳動(dòng)技術(shù)是融合了流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、電工電子和自動(dòng)控制等多方面知識(shí)的綜合性課程。由于液壓傳動(dòng)具有機(jī)械傳動(dòng)和電力拖動(dòng)所不可替代的許多特性，目前液壓傳動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、數(shù)控加工中心、自動(dòng)化生產(chǎn)線等工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，是工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)技術(shù)之一。為了實(shí)現(xiàn)從制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，大力發(fā)展液壓傳動(dòng)技術(shù)以提升我國工業(yè)發(fā)展水平，已經(jīng)成為全社會(huì)的共識(shí)。目前，液壓傳動(dòng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用使得相關(guān)技術(shù)人才的需求急劇增加，開設(shè)“液壓傳動(dòng)”這門課程業(yè)已成為社會(huì)發(fā)展對(duì)機(jī)械學(xué)科的迫切需求。同時(shí)，“液壓傳動(dòng)”課程具有綜合性和工程性高的特點(diǎn)，通過這門課程的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生將機(jī)械工程領(lǐng)域理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力。[1]

“液壓傳動(dòng)”課程作為一門機(jī)械學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在河南科技大學(xué)本科生教學(xué)中已有幾十年的開設(shè)歷史。然而，由于過去主要采取灌輸式教學(xué)方法，教學(xué)效果并不理想。另外，過去的教學(xué)內(nèi)容以理論教學(xué)為主，與工程實(shí)際結(jié)合不緊密，特別是對(duì)于代表著液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向新型液壓元件和裝置介紹較少，授課內(nèi)容落后于液壓傳動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和教育不足。這種情況顯然不能滿足新時(shí)期國家對(duì)液壓技術(shù)人才培養(yǎng)的要求，必須對(duì)“液壓傳動(dòng)”課程的教學(xué)進(jìn)行改革。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法三個(gè)方面對(duì)河南科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保耙簤簜鲃?dòng)”課程的改革方案和實(shí)踐做一介紹，意在相互交流，共同提高。

一、課程內(nèi)容改革

根據(jù)我校屬于教學(xué)研究型地方院校的定位和培養(yǎng)工業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，筆者制訂的“液壓傳動(dòng)”課程的教學(xué)目標(biāo)是：使學(xué)生掌握液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論解決液壓系統(tǒng)實(shí)際工程問題的能力。根據(jù)這一教學(xué)目標(biāo)，筆者提出了“淡化理論推導(dǎo)，注重工程應(yīng)用”的課程內(nèi)容改革指導(dǎo)思想?！耙簤簜鲃?dòng)”課程教學(xué)內(nèi)容可分為三方面：基礎(chǔ)理論部分、液壓元件部分和液壓基本回路和典型系統(tǒng)部分。

作為“液壓傳動(dòng)”基礎(chǔ)理論的流體力學(xué)是液壓傳動(dòng)課程學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。這部分內(nèi)容涉及眾多液壓傳動(dòng)的基本概念和原理性知識(shí)，理論性深且內(nèi)容較抽象，學(xué)生理解和掌握較困難。根據(jù)我校培養(yǎng)應(yīng)用型液壓技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，筆者重新設(shè)計(jì)了這部分教學(xué)內(nèi)容，將教材中液壓傳動(dòng)流體力學(xué)等理論性較強(qiáng)的內(nèi)容進(jìn)行壓縮，著重介紹液壓系統(tǒng)的組成原理，液壓系統(tǒng)中壓力、流量、流態(tài)、壓力損失等基本概念，液壓油的性質(zhì)和選用，以及流體動(dòng)力學(xué)三大基本方程等內(nèi)容。在講解過程中，不過多追求理論公式的推導(dǎo)，而將重心放在理論公式如何進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用上，突出“學(xué)以致用”。這樣既能讓學(xué)生理解理論的來龍去脈和如何進(jìn)行工程應(yīng)用，又避免教學(xué)過程中枯燥繁瑣公式推導(dǎo)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效果。[2]

液壓元件部分是本課程的主要教學(xué)內(nèi)容之一，這部分內(nèi)容主要結(jié)合機(jī)械制圖、機(jī)械原理等已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)，重點(diǎn)介紹液壓泵、液壓缸、液壓控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要參數(shù)。教學(xué)中注重聯(lián)系工程實(shí)例介紹液壓元件的使用和常見故障的分析，并通過液壓元件拆裝實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)液壓元件的結(jié)構(gòu)、選型、使用、維護(hù)能力的培養(yǎng)。教學(xué)中對(duì)液壓元件設(shè)計(jì)相關(guān)的性能分析、計(jì)算等內(nèi)容進(jìn)行刪減，但簡(jiǎn)單補(bǔ)充電液比例閥、伺服閥等液壓新技術(shù)的內(nèi)容，使學(xué)生了解液壓技術(shù)最新發(fā)展趨勢(shì)和方向，開闊視野，培養(yǎng)興趣。

液壓基本回路和典型系統(tǒng)部分是“液壓傳動(dòng)”課程中綜合性應(yīng)用內(nèi)容，授課的重點(diǎn)是方向控制、壓力控制、速度控制三大基本回路的組成、特點(diǎn)和應(yīng)用，進(jìn)而以工程中常見的動(dòng)力滑臺(tái)、液壓磨床等典型液壓系統(tǒng)為例，引導(dǎo)學(xué)生掌握識(shí)讀機(jī)電設(shè)備液壓系統(tǒng)圖的方法和步驟。通過液壓基本回路實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，初步具備分析液壓回路的能力，深入理解液壓基本回路的構(gòu)成、使用和調(diào)整過程。同時(shí)，給學(xué)生介紹常見液壓設(shè)備的使用、常見故障、設(shè)備維修方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。對(duì)于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容則因應(yīng)用較少而進(jìn)行刪減。

二、教學(xué)方法的改革

1.利用多媒體課件改善教學(xué)效果

“液壓傳動(dòng)”課程中有大量液壓元件的結(jié)構(gòu)、液壓回路工作原理要講解，使用傳統(tǒng)的掛圖、模型等教具不僅不能直觀反映液壓元件具體結(jié)構(gòu)的組成關(guān)系，也無法形象描述液壓系統(tǒng)工作時(shí)各元件的動(dòng)作過程，教師授課中費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而學(xué)生感覺內(nèi)容枯燥不形象，教學(xué)效果并不理想。當(dāng)采用多媒體技術(shù)制作課件進(jìn)行教學(xué)后，則能夠?qū)⒄n堂教學(xué)內(nèi)容以圖形、文字、聲音、動(dòng)畫集成的形式生動(dòng)形象呈現(xiàn)在學(xué)生面前，獲得較好的教學(xué)效果。[3，4]如對(duì)復(fù)雜的液壓元件的結(jié)構(gòu)，學(xué)生如果只看二維平面圖紙，很難準(zhǔn)確理解液壓元件的組成和裝配關(guān)系。當(dāng)通過solidworks等三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件把液壓元件描述后，不僅可以明確展示液壓元件的各個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)，而且可以把各個(gè)零件的裝配關(guān)系直觀地反應(yīng)出來，學(xué)生很容易理解和接受。又如對(duì)于液壓回路的工作過程，通過flash 動(dòng)畫演示，可以將液流方向、各元件的動(dòng)作和狀態(tài)生動(dòng)、清楚地展現(xiàn)出來，加深學(xué)生的理解和記憶，極大地提高了授課的生動(dòng)性和學(xué)生積極性。多媒體課件也便于學(xué)生在課后復(fù)習(xí)時(shí)加深理解授課內(nèi)容，取得了事倍功半的成效。

2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生工程能力

作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，“液壓傳動(dòng)”課程實(shí)驗(yàn)的目的是為了鞏固和深化已學(xué)的理論知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，使學(xué)生能夠合理選擇液壓元件，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法，具備一定的處理工程實(shí)際中液壓系統(tǒng)的問題、排除故障的能力。因此，從側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、增強(qiáng)工程應(yīng)用能力角度出發(fā)，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了改進(jìn)，一方面刪減了部分理論驗(yàn)證和性能測(cè)試的實(shí)驗(yàn)，而增加了學(xué)生動(dòng)手操作的液壓元件的拆裝實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直接、全面地認(rèn)識(shí)液壓閥、液壓泵的結(jié)構(gòu)和組成。另一方面，對(duì)液壓回路及液壓系統(tǒng)組裝和調(diào)試實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)，教師只提出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，由學(xué)生根據(jù)對(duì)所學(xué)的知識(shí)自行擬定實(shí)驗(yàn)方案，選配液壓元件，連接液壓回路，自行發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。通過實(shí)驗(yàn)方式的改進(jìn)，學(xué)生激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，主動(dòng)思考和主動(dòng)參與的意識(shí)得到了增強(qiáng)，獨(dú)立分析問題、解決問題的能力和工程意識(shí)得到了提高。

3.豐富教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果

液壓傳動(dòng)中的許多概念比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)常常會(huì)感到困難，為了幫助學(xué)生準(zhǔn)確理解液壓傳動(dòng)的理論，在教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)夭捎谩邦惐确?、?duì)照法、研討法”等多種教學(xué)方法，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，收到事半功倍的效果。例如采用類比法，將液壓系統(tǒng)與學(xué)生熟悉的“電工學(xué)”基本概念相類比，使得學(xué)生將液壓系統(tǒng)中抽象枯燥的知識(shí)轉(zhuǎn)化成易于理解的內(nèi)容，提高了學(xué)習(xí)的興趣和效率。又如對(duì)于溢流閥、減壓閥、順序閥等職能符號(hào)相近但功能迥異的液壓元件，采用列表對(duì)照的方法將各自結(jié)構(gòu)原理、職能符號(hào)、性能特點(diǎn)、適用場(chǎng)合對(duì)應(yīng)講解，不僅便于學(xué)生理解、區(qū)分，而且重點(diǎn)突出，條理清晰，便于掌握。在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)某些容易出錯(cuò)的問題組織學(xué)生進(jìn)行專項(xiàng)討論，讓學(xué)生談?wù)剬?duì)所論述問題的見解，提出解決問題的方法和設(shè)想等，這種方式不僅能夠促使學(xué)生勤于思考，敢于提出獨(dú)立見解，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力。

三、優(yōu)化考核方法

考試是評(píng)判學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)質(zhì)量的重要手段，考核辦法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性有較大影響。為了提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)和所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，筆者從理論知識(shí)考試、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)定，而不是傳統(tǒng)的只進(jìn)行期末筆試的考核方法。理論知識(shí)考試注重考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和概念的理解，占課程總成績(jī)的70%。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰己艘詫?shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度及綜合運(yùn)用能力，占課程總成績(jī)的20%。學(xué)生平時(shí)課堂參與狀況、作業(yè)完成情況以及出勤率反應(yīng)出來的學(xué)習(xí)態(tài)度占課程總成績(jī)的10%。通過考核方法的優(yōu)化，既增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，又為提高學(xué)生的實(shí)踐能力創(chuàng)造了有利的條件。

四、結(jié)束語

作為我校機(jī)械專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，“液壓傳動(dòng)”在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力中占有重要地位。本文根據(jù)我校的辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，就“液壓傳動(dòng)”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法三個(gè)方面提出了一些教學(xué)改革的方案和建議，并在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的效果，受到了同學(xué)們的歡迎。下一步將進(jìn)一步探索如何使學(xué)生盡可能多地接觸工程實(shí)際，提高工程應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]許福玲，陳堯明.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]楊雪榮.液壓傳動(dòng)課程教學(xué)探討[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008，（S1）：134-135.

[3]劉智強(qiáng)，王笑， 杜巧連.《液壓傳動(dòng)》教學(xué)新模式的研究與實(shí)踐[J].科技資訊，2011，（10）：187-188.

[4]王焱玉，陳慧敏.《液壓與氣動(dòng)》課程教學(xué)的方法的探討[J].桂林航天工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2005，（3）：38-39.

（責(zé)任編輯：王意琴）