工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的液壓傳動(dòng)課程教學(xué)改革

張平，賀利樂(lè)，呂剛，郭寶良

（西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西西安710055）

工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的液壓傳動(dòng)課程教學(xué)改革

張平，賀利樂(lè)，呂剛，郭寶良

（西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西西安710055）

為了滿足培養(yǎng)符合社會(huì)需求的高級(jí)工程技術(shù)人才的要求，結(jié)合工程教育認(rèn)證所提出的畢業(yè)要求，以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向?qū)σ簤簜鲃?dòng)課程進(jìn)行改革。課堂教學(xué)在加強(qiáng)基本理論和基本知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，增加工程實(shí)踐內(nèi)容；增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析工程問(wèn)題、解決工程問(wèn)題以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的能力。在此基礎(chǔ)上，增加綜合能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)，通過(guò)該環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生具備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和相關(guān)寫作整理能力。通過(guò)三個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，可以使學(xué)生達(dá)到該課程的能力培養(yǎng)要求。

工程能力；工程認(rèn)證；液壓傳動(dòng)；教學(xué)改革

隨著我國(guó)正式加入《華盛頓協(xié)議》，工程教育認(rèn)證的重要性隨之更加提高?！度A盛頓協(xié)議》所承認(rèn)的是經(jīng)過(guò)工程專業(yè)訓(xùn)練的學(xué)生具備基本的科學(xué)素養(yǎng)和從業(yè)能力[1]。我國(guó)的工程教育認(rèn)證對(duì)大學(xué)生本科教育提出了明確的畢業(yè)要求，在重視理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)學(xué)生的工程能力訓(xùn)練，以能解決相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題為目的[2]。由此，在教學(xué)過(guò)程中，必須強(qiáng)調(diào)理論指導(dǎo)實(shí)踐的作用，并加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)和訓(xùn)練，以便學(xué)生能達(dá)到工程教育認(rèn)證的畢業(yè)要求，為社會(huì)培養(yǎng)合格的高級(jí)工程技術(shù)人才。

液壓傳動(dòng)課程是機(jī)械相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門工程性非常強(qiáng)的課程，其重要性體現(xiàn)在液壓傳動(dòng)廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。為了滿足培養(yǎng)符合社會(huì)需求的高級(jí)工程技術(shù)人才的要求，結(jié)合工程教育認(rèn)證所提出的畢業(yè)要求，有必要對(duì)該課程進(jìn)行改革。改革重點(diǎn)是在加強(qiáng)基本知識(shí)和基本理論講解的基礎(chǔ)上，注重實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。

1 能力培養(yǎng)要求

工程教育認(rèn)證的重點(diǎn)是考核“教育產(chǎn)出”，也就是學(xué)生能學(xué)到什么、能具備什么樣的能力。這種“能力導(dǎo)向”的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，更加關(guān)注教育的結(jié)果。

為此，對(duì)照工程教育認(rèn)證的要求，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)和考核，學(xué)生應(yīng)該具備以下能力：

（1）掌握液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，能運(yùn)用液壓傳動(dòng)的基本原理和方法來(lái)解決相關(guān)的復(fù)雜工程問(wèn)題；

（2）具備一定相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)的設(shè)計(jì)能力和實(shí)施能力，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理與分析；

（3）能夠針對(duì)液壓傳動(dòng)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究分析，并通過(guò)信息綜合得到有效的結(jié)論。

通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，除了使學(xué)生掌握相關(guān)的基本知識(shí)和理論外，更重要的是通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練讓學(xué)生具備解決相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

2 教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前該課程的教學(xué)還是以課堂教學(xué)為主，實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)。在知識(shí)鞏固環(huán)節(jié)，只是通過(guò)布置課后作業(yè)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。實(shí)驗(yàn)方面，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，且對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析現(xiàn)象分析為主，缺乏數(shù)據(jù)分析的能力，沒(méi)有結(jié)合原理進(jìn)行深入分析，并得出結(jié)論。在工程應(yīng)用環(huán)節(jié)方面，雖然有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，但僅限于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的講解，不能與實(shí)際工程問(wèn)題相結(jié)合，缺乏知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。同時(shí)，學(xué)生對(duì)相應(yīng)的工程問(wèn)題也缺乏了解，針對(duì)該領(lǐng)域的工程問(wèn)題如何解決還缺乏相應(yīng)的訓(xùn)練環(huán)節(jié)。綜上所述，目前該課程教學(xué)環(huán)節(jié)與工程教育認(rèn)證要求還有一定差距，因此有必要在相應(yīng)環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)和改革，以使學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識(shí)并培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決工程問(wèn)題的能力。

3 工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)改革措施

3.1 教學(xué)環(huán)節(jié)

在各個(gè)章節(jié)講述時(shí)，除了書(shū)本上的基礎(chǔ)知識(shí)外，在教學(xué)內(nèi)容上結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行講解。在教學(xué)過(guò)程中著重結(jié)合以下工程實(shí)踐部分：

（1）在“液壓傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)”知識(shí)點(diǎn)部分，除了書(shū)本上的知識(shí)點(diǎn)外，應(yīng)該對(duì)每一個(gè)特點(diǎn)結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行講解，讓學(xué)生明白液壓傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，在此可以利用啟發(fā)式教學(xué)方式，將液壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、電傳動(dòng)三種傳動(dòng)方式進(jìn)行比較，加深學(xué)生對(duì)不同傳動(dòng)方式的理解，從而可以在進(jìn)行復(fù)雜設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，選擇合適的傳動(dòng)方式，設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)方案。

（2）流體傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)部分，結(jié)合工程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行講解，如開(kāi)式泵的進(jìn)出油口孔徑不一致的原因、油箱安裝高度確定方法、管路布置注意事項(xiàng)等。

（3）液壓泵部分除了液壓泵工作原理、工作參數(shù)及其計(jì)算、不同類型泵的結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)外，可以增加工程實(shí)踐中常用泵的變量控制方式、泵的特性等內(nèi)容。除此之外，結(jié)合工程案例說(shuō)明液壓泵的選型方法和步驟，主要包括泵的型號(hào)規(guī)格參數(shù)（即泵的排量）、排量控制方式、軸伸結(jié)構(gòu)、安裝法蘭、多聯(lián)泵接口規(guī)格、油口類型等。所增加的這部分內(nèi)容在教材上幾乎沒(méi)有，然而在進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮。

（4）在講解液壓控制閥的時(shí)，可以結(jié)合具體的工程設(shè)備進(jìn)行講解，首先講解該工程設(shè)備需完成的功能，再?gòu)男枨笕胧执_定閥的類型和安裝方式，使學(xué)生在運(yùn)用液壓傳動(dòng)知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)能進(jìn)行正確的元件選型和安裝方式的選擇。

（5）附件部分，結(jié)合工程案例講解各附件分類及作用，如結(jié)合混凝土泵送液壓回路講解蓄能器的作用、液壓管件分類和管路布置、液壓油箱如何設(shè)計(jì)等。

（6）基本回路部分，除了書(shū)本上的內(nèi)容外，將一個(gè)具體的工程典型液壓回路分解成若干個(gè)基本回路。特別強(qiáng)調(diào)的是，增加典型開(kāi)式回路和閉式回路的講解，本課程是將混凝土泵送回路和冷銑刨機(jī)的集料卸料液壓回路作為案例。

3.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在現(xiàn)有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)可指定完成特定液壓傳動(dòng)功能或自設(shè)功能，在模塊化實(shí)驗(yàn)臺(tái)完成。模塊化實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)有泵站，為實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供高壓液壓油；壓力控制閥模塊包含先導(dǎo)式溢流閥（遙控口可用）、電比例溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥等；流量控制閥模塊包含節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、調(diào)速閥、比例調(diào)速閥；方向控制閥模塊包含單向閥、三位四通換向閥、三位四通電磁換向閥、電比例換向閥等；執(zhí)行元件包含液壓油缸、液壓馬達(dá)等；測(cè)量元件有壓力表、壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器等；加載模塊有液壓缸加載、電渦流測(cè)功機(jī)；液壓管接頭采用快插接頭；控制模塊采用PLC，可控制電比例液壓元件和電控液壓元件，和PLC相連有LCD顯示屏。模塊化實(shí)驗(yàn)臺(tái)包含了大部分液壓元件，因此可根據(jù)指定完成的功能進(jìn)行回路設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)機(jī)電液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。在完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，找出對(duì)應(yīng)的規(guī)律。

本課程擬定的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)包括無(wú)級(jí)調(diào)壓回路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)、無(wú)級(jí)調(diào)速回路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)換向回路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)等，綜合性實(shí)驗(yàn)包括電液邏輯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)。電液邏輯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)主要是給定的一定的控制順序，結(jié)合電控，讓執(zhí)行元件按給定的順序進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。

3.3 綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)

綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)是以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主線，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力、文獻(xiàn)查閱和綜合資料能力、設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、交流能力為目標(biāo)，通過(guò)系統(tǒng)的綜合能力訓(xùn)練，使學(xué)生具備液壓傳動(dòng)領(lǐng)域相關(guān)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)能力。

結(jié)合工程設(shè)備，給定特定題目，從查閱文獻(xiàn)資料入手，經(jīng)過(guò)原理分析、工況分析、設(shè)計(jì)回路、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選型、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法，具備基本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)文件的寫作整理能力。其中工況分析、元件選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都要結(jié)合具體工程要求進(jìn)行。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需完成油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、集成閥塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、并進(jìn)行相應(yīng)的管路布置設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在分析本課程培養(yǎng)要求和教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，液壓傳動(dòng)課堂教學(xué)增加相應(yīng)工程實(shí)踐內(nèi)容，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。除此之外，提出增加綜合能力訓(xùn)練環(huán)節(jié)。通過(guò)這些環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，可以使學(xué)生具備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)文件寫作綜合能力，對(duì)工程認(rèn)證的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)有力的支撐。

[1]王孫禺，孔鋼城，雷環(huán).《華盛頓協(xié)議》及其對(duì)我國(guó)工程教育的借鑒意義[J].高等工程教育研究，2007，（1）：10-15. [2]許崇海，方斌，張鵬，等.面向卓越工程師和工程教育專業(yè)認(rèn)證的機(jī)械類專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式[J].高教學(xué)刊，2015，（21）：52-54.

Teaching Reform of Hydraulic Transmission Course Based on Engineering Ability Training

ZHANG Ping，HE Li-le，LV Gang，GUO Bao-liang
（School of Mechanical and Electrical Engineering，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an Shanxi 710049，China）

In order to meet the requirements of training the senior engineer，combined with the graduating requirements of engineering education accreditation，teaching reform of hydraulic transmission course based on engineering ability training is carried out.Engineering practice content is added in the classroom teaching basing on strengthening the basic theory and knowledge；in order to train the ability of analyzing engineering problem，solving engineering problem and analyzing experiment data，designing experiments and comprehensive experiments are added.Basing on this，the comprehensive ability training is added.Students have the ability of hydraulic transmission system design and writing relative documents by the comprehensive ability training.Students can achieve the ability of the course training requirements through the training of three sectors.

engineering ability；engineering education accreditation；hydraulic transmission；teaching reform

G642.0

：A

：1672-545X（2017）01-0248-02

2016-10-02

西安建筑科技大學(xué)教改項(xiàng)目（JG021433）

張平（1980-），男，山西運(yùn)城人，講師，博士，主要從事機(jī)電液一體化、機(jī)械故障診斷方面的研究工作。