加強《液壓與氣壓傳動》實驗教學，提高學生的實踐能力

摘要：加強實驗教學，有助于學生實踐能力的提高，已經(jīng)得到廣泛共識，《液壓與氣壓傳動》是一門實踐性較強的課程。本文依據(jù)該課程特點和實驗操作平臺，按照實驗環(huán)節(jié)，設(shè)置了基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗和提高創(chuàng)新性實驗層次化的實驗模式，以其達到掌握基本理論，連貫知識系統(tǒng)，提高學生綜合動手操作能力的目的。

關(guān)鍵詞：實驗教學;學生;實踐能力

1.前言

機械類專業(yè)是培養(yǎng)學生掌握一定的理論基礎(chǔ)，并具有一定實踐能力的應用型人才。寬基礎(chǔ)、厚專業(yè)、重實驗的教學模式，培養(yǎng)了大批社會主義建設(shè)合格人才。其中，實驗教學非常重要。

《液壓與氣壓傳動》課程是一門機械類的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門實踐性很強的課程?！兑簤号c氣壓傳動》課程實驗是在液壓和氣壓實驗工作臺上進行的，輔之以各種控制和輔助元件，安排6個學時3個主要和1個開放性項目，實驗環(huán)節(jié)本著基礎(chǔ)、綜合設(shè)計和提高三個層面循序漸進的原則，通過合理設(shè)置實驗內(nèi)容和建立實驗體系，力爭驗證理論正確性以及提高學生動手能力。

2.實驗教學環(huán)節(jié)設(shè)置

依據(jù)實驗內(nèi)容和現(xiàn)有液壓與氣壓實驗平臺，設(shè)置了三個不同層次以及開放性實驗項目：

2.1基礎(chǔ)實驗：學生按照教師給定的液壓或氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖，自行組裝傳動系統(tǒng)，這是本課程實驗最基本實驗項目。由于液壓或氣壓傳動均有密封的嚴格要求，故連接過程中，要提示學生遵照執(zhí)行?；A(chǔ)實驗，是驗證類最好的實驗項目。按照系統(tǒng)原理圖，認真組裝完成系統(tǒng)回路，待指導教師檢查無誤后，開始系統(tǒng)運行，開機，調(diào)節(jié)控制元件，記錄活塞運動等相關(guān)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與理論知識驗證，得出相關(guān)結(jié)論。像設(shè)置的進出口（或旁路式）節(jié)流閥（調(diào)速閥）節(jié)流調(diào)速實驗項目，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥（調(diào)速閥）開口量的大小，觀測活塞桿運動速度的變化，開口量大，活塞運動速度快，開口量小，活塞運動速度小。進一步驗證了理論計算公式q=KA（x）Δpm，v=q/a，A（x）為開口量變化，與流量q成正比關(guān)系，與速度v也成正比關(guān)系。

2.2綜合設(shè)計實驗：給出實驗要求和需要完成的工作動作循環(huán)，學生自行設(shè)計系統(tǒng)原理圖，自己動手搭建實驗系統(tǒng)平臺，自行操作完成相關(guān)任務(wù)要求。這個綜合訓練的實驗項目，需要學生經(jīng)過綜合分析，設(shè)置完成任務(wù)的路徑、原理與實現(xiàn)方法，考量的是若干基本回路的綜合運用過程。要實現(xiàn)這樣過程，各基本回路之間的相互關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)方法是急需解決的問題。諸如實驗任務(wù)給定的實驗項目：要實現(xiàn)某機床操作滑臺的快進、一工進、二工進、停止、快退、停留循環(huán)過程，這里需要逐項解決每個工序問題，第一，若實現(xiàn)快進，學生會通過學過的差動連接、提高轉(zhuǎn)速、增壓、蓄能器等方式進行優(yōu)選，經(jīng)過分析，選擇效率較高、能源損耗小的差動連接，進而聯(lián)想如何實現(xiàn)，如何連接回路。第二，一工進、二工進轉(zhuǎn)換，是一個動作慢轉(zhuǎn)慢的過程，需要節(jié)流閥或調(diào)速閥或容積式回路等實現(xiàn)，用串聯(lián)還是并聯(lián)，又是選擇項，包括轉(zhuǎn)換時，各種換向閥的控制調(diào)節(jié)，均需嚴格論證實施。第三，快退過程，需要換向閥的轉(zhuǎn)換，電磁控制閥的使用等等。考查學生的理論知識點較多，也通過這個實驗項目，提升學生綜合解決問題的能力。

2.3提高與創(chuàng)新實驗：該類實驗項目，只簡單介紹實驗平臺的基本原理和主要功能，學生依據(jù)課程講授的相關(guān)理論知識，設(shè)計系統(tǒng)回路實現(xiàn)相關(guān)控制動作，這是理論與實踐結(jié)合的過程。提高了學生對理論知識的理解。設(shè)置多個缸，多控制單元的實驗項目，學生們開發(fā)出了多缸的順序動作，同步動作，互不干涉動作，以及時間控制、壓力控制、行程控制等多種不同控制回路，實現(xiàn)了對控制多單元的傳動過程。通過實驗，不僅提高了學生的動手能力，而且，通過實驗順利完成，提高了學生們的自信心，對動手實驗興趣更濃。對專業(yè)課的學習也打下好的基礎(chǔ)。

2.4開放性實驗：按照學校要求，實驗室對學生完全開放，學生們可以預習、復習實驗內(nèi)容。對學生開發(fā)實驗或參與科研項目，給與支持?？紤]到時間和實驗設(shè)施等因素，采取預約制，盡量安排多的學生進入實驗室。指導教師全程參與，為學生提供最優(yōu)質(zhì)的指導，為學生提供良好的校內(nèi)實踐環(huán)境。

3.效果分析

3.1通過幾類不同層次的實驗項目驗證，牢固掌握了所學的理論知識，尤其是綜合性和提高創(chuàng)新性實驗項目，將整個課程的知識系統(tǒng)貫穿起來，將知識的碎片化整合成有機整體，在后續(xù)的課程復習中作用顯著。同時，提高了學生的綜合動手能力，達到培養(yǎng)目標基本需求。

3.2熟悉了實驗平臺，掌握了平臺的操作過程，拓展了知識領(lǐng)域，增強了綜合分析問題的能力，也具備一定的創(chuàng)新能力，提高了學生參與實踐活動的信心，為后續(xù)學生競賽、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計打下較好基礎(chǔ)。

3.3通過綜合性和創(chuàng)新性實踐活動，增強了學生們綜合的分析問題、解決問題的能力，增強了學生的責任感和參與意識，培養(yǎng)了學生們踏踏實實、嚴格認真的學習態(tài)度和科學精神，攻堅克難，為走向社會打下良好專業(yè)基礎(chǔ)。

4.問題探討

在實際操作中，也存在一些問題，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：

4.1現(xiàn)有的液壓與氣壓實驗平臺，不能完全滿足實驗需求，尤其是實驗的臺套數(shù)。對專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗項目，一般都是按照一個自然班配置，使每個學生，都能在自己的工位上獨立完成實驗項目，所以增加或更新實驗平臺刻不容緩。

4.2由于液壓傳動的特殊性（油液、有泄漏、噴出等），學生們操作時有畏難情緒，需要主講教師和實驗教師做好工作，全過程跟蹤，做好注意事項的提示，尤其是連接回路，一定看仔細，理清楚，解除學生負擔。做好學生思想工作，也是課程思政重要工作之一。

4.3 時間安排問題，預使每個學生都能保證實驗學時，一個實驗需要安排4次（四個班）甚至是6次（實驗平臺限制），時間安排就是個很大的問題，實際操作中，只能利用晚上或其它學生的課余時間，周期較長，而《液壓與氣壓傳動》課程一般都是32學時，8周完成，每次實驗都非常緊張。如何很好解決，需要不斷實踐探索。

4.4 虛擬實驗平臺的使用，現(xiàn)在虛擬仿真實驗室建設(shè)，得到共識，也涌現(xiàn)出許多國家級虛擬仿真實驗教學示范中心，可以引入液壓與氣壓虛擬仿真實驗平臺，簡捷方便，視覺感較強，一定程度上可以彌補實驗設(shè)備不足困境。

5.結(jié)語

《液壓與氣壓傳動》課程實驗教學，通過基礎(chǔ)、綜合性和創(chuàng)新性三個不同層次的實驗項目，提高了學生掌握知識的能力，驗證了理論，加強了動手實踐，提高動手能力，增強了自我學習，自我實踐的信心，為后續(xù)課的實踐教學打下較好基礎(chǔ)。

新的教學理念和實驗教學設(shè)備的使用，為《液壓與氣壓傳動》教學實踐提供新的手段和方法，不斷學習和探索，不斷完善。一個理論基礎(chǔ)扎實，動手能力強的大學生，是社會最需要的。

參考文獻：

[1]侯志偉等加強實踐教學，注重學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J]教育探索2008年第12期

[2]戴志卿機械制造專業(yè)應用型人才培養(yǎng)方案的改革與實踐[J]南京工程學院學報2007（9）

作者簡介：

李茂廷，1962年生，男，漢，山東，本科，副教授，研究方向：機械類的教學和科研工作。