基于港口機(jī)械工程實(shí)際應(yīng)用的液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)改革研究

孫治國(guó)

摘要 針對(duì)“液壓與氣壓傳動(dòng)”教學(xué)中存在的問(wèn)題，選擇適合的港口機(jī)械工程實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，構(gòu)建軟硬件相結(jié)合的課程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于港口機(jī)械工程實(shí)際應(yīng)用的液壓與氣壓傳動(dòng)課程改革。

關(guān)鍵詞 液壓與氣壓傳動(dòng) 港口機(jī)械工程 課程改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.05.068

1前言

“液壓與氣壓傳動(dòng)”是一門(mén)面向港航類(lèi)院校的港口機(jī)械、港口電氣、機(jī)械制造類(lèi)等專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性及應(yīng)用性較強(qiáng)。液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)技術(shù)是滿足現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的重要實(shí)現(xiàn)手段之一，在工程領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，尤其是港航類(lèi)院校的大部分專(zhuān)業(yè)都與港口相關(guān)行業(yè)緊密相連，港口機(jī)械設(shè)備應(yīng)用液壓與氣壓技術(shù)比較廣泛，讓學(xué)生更好地掌握液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)也因此顯得更加重要。傳統(tǒng)的液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)存在如下問(wèn)題：

1.1課程教學(xué)內(nèi)容偏重完整性，而與工程實(shí)際應(yīng)用關(guān)聯(lián)不大

液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)理論性較強(qiáng)，內(nèi)容較多，同時(shí)對(duì)授課課時(shí)進(jìn)行了限定，而傳統(tǒng)的教材及教學(xué)偏重于學(xué)科知識(shí)的完整性，各方面內(nèi)容都要涉及，這樣就導(dǎo)致了學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中因授課內(nèi)容和時(shí)間跨度大，新舊知識(shí)不能有效銜接，知識(shí)容易遺忘，教學(xué)效果差；對(duì)于面向生產(chǎn)一線的高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，以后從事的工作主要偏向于工程機(jī)械設(shè)備的操作、維修、保養(yǎng)等，液壓與氣壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算等知識(shí)工作中基本不涉及，這樣就導(dǎo)致學(xué)到的用不上，用到的學(xué)得不多的現(xiàn)況。

1.2學(xué)生基本上還屬于被動(dòng)型學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果不佳

由于此課程傳統(tǒng)授課主要講液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中各元件的結(jié)構(gòu)和工作原理以及各系統(tǒng)的工作原理，液壓與氣壓傳動(dòng)的系統(tǒng)理解較抽象，元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，課程主要還是以教師在課堂上講授，學(xué)生被動(dòng)性的接受為主，學(xué)生理解有難度，學(xué)習(xí)較枯燥。雖然現(xiàn)在都采用了多媒體教學(xué)的方式，也將元件實(shí)物引入課堂，這樣一定程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，但是對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)顯然是不夠的。

1.3實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容驗(yàn)證性為主，不利于學(xué)生創(chuàng)新性的培養(yǎng)

由于現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大部分還是驗(yàn)證性的，這也是對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)理論授課的有力支撐，但是工程應(yīng)用性的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目較少，學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還是不足。

2改革思路和措施

2.1選擇適合的港口機(jī)械工程實(shí)際應(yīng)用案例，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建符合工程實(shí)際應(yīng)用的課程體系

以港口機(jī)械工程為背景，根據(jù)液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成及應(yīng)用，將教學(xué)內(nèi)容分成六個(gè)模塊：動(dòng)力元件模塊、執(zhí)行元件模塊、控制回路模塊、工作介質(zhì)模塊、輔助元件模塊、技術(shù)綜合應(yīng)用模塊。六個(gè)模塊內(nèi)容都選用適合的港口機(jī)械工程實(shí)際應(yīng)用案例作為載體進(jìn)行理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)實(shí)施，使教學(xué)情景更貼近港口機(jī)械工程實(shí)際，構(gòu)建符合工程實(shí)際應(yīng)用的課程體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。例如：動(dòng)力元件模塊采用裝載機(jī)齒輪泵和翻車(chē)機(jī)柱塞泵的故障診斷和維修作為項(xiàng)目；執(zhí)行元件模塊采用門(mén)機(jī)夾輪器液壓缸故障診斷和維修作為項(xiàng)目；控制回路模塊采用汽車(chē)起重機(jī)支腿油缸鎖緊回路和挖掘機(jī)的多路閥控制回路等作為項(xiàng)目；工作介質(zhì)模塊以液壓油的選型及維保作為項(xiàng)目；輔助元件模塊主要以濾油器、油箱、蓄能器的維修保養(yǎng)作為項(xiàng)目；液壓技術(shù)綜合應(yīng)用模塊采用堆取料機(jī)、集裝箱橋吊、正面吊、叉車(chē)、裝載機(jī)等液壓系統(tǒng)作為項(xiàng)目。學(xué)生在學(xué)習(xí)本門(mén)課程的同時(shí)，也接觸和了解了很多港口機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，開(kāi)拓了視野，加深了對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的理解。

2.2改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程

改革教學(xué)方法，將項(xiàng)目教學(xué)法貫穿于液壓與氣壓傳動(dòng)課程授課的始終；開(kāi)發(fā)制作相應(yīng)的液壓與氣壓元件的三維展示動(dòng)畫(huà)，豐富教學(xué)手段；搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)字資源平臺(tái)，優(yōu)化課程教學(xué)過(guò)程。

（1）將港口機(jī)械工程實(shí)際應(yīng)用案例形成項(xiàng)目，采用項(xiàng)目教學(xué)法將課程中的基礎(chǔ)理論知識(shí)與工程實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)。通過(guò)課堂上精講、分組討論、實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目驗(yàn)證、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)的方式，將枯燥乏味的理論問(wèn)題生動(dòng)起來(lái)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和積極性。

（2）開(kāi)發(fā)制作典型元件及結(jié)構(gòu)的三維動(dòng)畫(huà)展示，豐富教學(xué)手段，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。采用SolidWorks等三維動(dòng)畫(huà)制作軟件將液壓與氣壓傳動(dòng)元件實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行爆炸圖展示與拆裝演示，使抽象的復(fù)雜結(jié)構(gòu)變成了直觀生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)；將液壓與氣壓傳動(dòng)元件和系統(tǒng)的工作原理制成動(dòng)畫(huà)，使各結(jié)構(gòu)的動(dòng)作順序及油液的具體流動(dòng)路徑一目了然；將工程實(shí)例中常見(jiàn)的液壓與氣壓傳動(dòng)故障的分析與排除用互動(dòng)式的動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生對(duì)復(fù)雜的故障原因和故障排除的流程有直觀的認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理的理解和掌握。

（3）搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)字資源平臺(tái)，豐富教學(xué)手段，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供條件。借鑒智慧樹(shù)、中國(guó)大學(xué)MOOC等網(wǎng)絡(luò)課程的制作經(jīng)驗(yàn)，利用學(xué)院數(shù)字化平臺(tái)，創(chuàng)建液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化資源，學(xué)生通過(guò)手機(jī)、微機(jī)等終端進(jìn)行登錄學(xué)習(xí)。教師將教學(xué)內(nèi)容制成微課視頻，便于學(xué)生進(jìn)行課前自學(xué)預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，尤其是關(guān)于結(jié)構(gòu)及工作原理等較抽象不容易理解的內(nèi)容可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)理解；將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)操作流程制成視頻，方便不同教師帶學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)規(guī)范化操作；將每個(gè)模塊理論性的知識(shí)點(diǎn)制成試題庫(kù)，便于學(xué)生進(jìn)行有效復(fù)習(xí)，也便于教師組織隨機(jī)抽考，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況；將與課程相關(guān)的港口機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)工作情景、液壓泵液壓缸等液壓氣動(dòng)元件的現(xiàn)場(chǎng)維修保養(yǎng)工作制成視頻，便于學(xué)生了解液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)技術(shù)在真正的港口機(jī)械工程中的應(yīng)用，開(kāi)闊視野，拓展思路，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。

2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，構(gòu)建軟硬件相結(jié)合的課程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

（1）根據(jù)港口機(jī)械工程維修規(guī)范，構(gòu)建液壓元件實(shí)驗(yàn)拆裝項(xiàng)目，使實(shí)訓(xùn)教學(xué)更加貼近工程實(shí)際。讓學(xué)生能夠親自動(dòng)手拆裝港口機(jī)械工程中實(shí)際使用的液壓泵、液壓缸、控制閥等液壓元件，加深對(duì)元件結(jié)構(gòu)和工作原理的理解，掌握液壓與氣動(dòng)維修的規(guī)范和流程。

（2）引入剖切好的液壓元件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物演示教學(xué)，理論結(jié)合實(shí)物呈現(xiàn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方便學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)。將港口機(jī)械工程實(shí)際使用的液壓與氣動(dòng)元件進(jìn)行剖切，根據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及展示的需要采取半剖或局部剖切的形式，剖切后的元件主要構(gòu)件采用不同的顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)，方便觀察理解。例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜的柱塞泵、液壓馬達(dá)、挖掘機(jī)和裝載機(jī)等工程機(jī)械用的多路控制閥、方向機(jī)等。

（3）將港口機(jī)械工程現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目引入實(shí)踐實(shí)訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)“用中學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。例如將港口機(jī)械上應(yīng)用的液壓站搬到實(shí)訓(xùn)室，組織進(jìn)行液壓站的拆裝實(shí)訓(xùn)及液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)實(shí)訓(xùn)；引入集裝箱正面吊實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合實(shí)訓(xùn)可以使學(xué)生了解工程機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)及工作原理，并引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維，培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合設(shè)計(jì)能力；將港口機(jī)械常見(jiàn)的液壓與氣壓傳動(dòng)故障排除融入到實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，培養(yǎng)學(xué)生分析工程實(shí)際問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（4）引入液壓（氣壓）系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真軟件，創(chuàng)建液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維。根據(jù)港口機(jī)械工程實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)液壓（氣壓）系統(tǒng)，利用Automation Stu-dio等液壓（氣壓）系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件和仿真軟件繪制出相對(duì)應(yīng)的液壓（氣壓）系統(tǒng)原理圖并進(jìn)行模擬仿真，演示系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性和正確性。通過(guò)虛擬實(shí)訓(xùn)，不僅解決了實(shí)驗(yàn)室元件類(lèi)型不全的問(wèn)題，也使學(xué)生在頻繁調(diào)用元件庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中加深對(duì)圖形符號(hào)認(rèn)知。學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)不僅體會(huì)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程，也培養(yǎng)了其創(chuàng)新性思維。

2.4加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)的積累及更新，開(kāi)拓教學(xué)改革思路，豐富教學(xué)改革手段

（1）關(guān)注企業(yè)培訓(xùn)信息，爭(zhēng)取機(jī)會(huì)去液壓與氣動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)頭企業(yè)，如力士樂(lè)、費(fèi)斯托等，參加液壓與氣動(dòng)技術(shù)方面的培訓(xùn)。通過(guò)企業(yè)培訓(xùn)可以了解液壓與氣動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域最新的技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。（2）積極參加省培等國(guó)家省市教育系統(tǒng)組織的各種相關(guān)的培訓(xùn)。通過(guò)培訓(xùn)可以了解其它院校在液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)改革方面的不同做法，開(kāi)拓教學(xué)改革思路，豐富教學(xué)改革手段。（3）積極參與對(duì)外社會(huì)培訓(xùn)授課。例如參與針對(duì)各類(lèi)港口的港口機(jī)電設(shè)備培訓(xùn)班的液壓與氣壓傳動(dòng)故障診斷與排除課程的授課，通過(guò)授課與學(xué)員交流，了解不同港口的設(shè)備，了解設(shè)備不同的故障及維修方案，開(kāi)拓了視野，豐富了教學(xué)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，讓教學(xué)改革更貼近港口工程實(shí)際。（4）創(chuàng)造機(jī)會(huì)，去港口類(lèi)公司考察觀摩或企業(yè)實(shí)踐，學(xué)習(xí)掌握更多的港口機(jī)械設(shè)備操作規(guī)范和維修保養(yǎng)工藝流程，收集相關(guān)技術(shù)資料，了解液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的最新應(yīng)用，進(jìn)一步豐富項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容。

3結(jié)語(yǔ)

液壓與氣壓傳動(dòng)課程通過(guò)改革之后，教學(xué)內(nèi)容更加貼近工程應(yīng)用實(shí)際，教學(xué)上更加注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，多種現(xiàn)代教學(xué)方法的實(shí)施，使學(xué)生更容易理解和掌握課程知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到提高，課堂教學(xué)氛圍更加活躍。與港口機(jī)械工程實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系更加緊密的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及工程實(shí)踐能力明顯提高，也使學(xué)生在就業(yè)后能更快適應(yīng)新的工作崗位。