“液氣壓傳動與控制”課程教學(xué)改革與實踐研究*

趙煥玲

（貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550023）

“液氣壓傳動與控制”課程是理論和實踐都很強的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，其作用是為學(xué)生畢業(yè)后從事機械裝備液氣壓傳動設(shè)計、應(yīng)用、維修和保養(yǎng)工作打下理論和實踐基礎(chǔ)。 本文針對該課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題和不足，根據(jù)職教改革二十條，結(jié)合貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械專業(yè)人才培養(yǎng)目標，對“液氣壓傳動與控制”課程進行教學(xué)改革和實踐。

1 傳統(tǒng)“液氣壓傳動與控制”課程教學(xué)存在的問題

1.1 理論教學(xué)和實踐教學(xué)脫節(jié)

“液氣壓傳動與控制”課程理論性很強[1]，其流體力學(xué)基礎(chǔ)課程要有很深的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識，高職學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱，遇到有難度的內(nèi)容無法激活學(xué)習(xí)興趣。 另外學(xué)生沒有參與工程實踐，對流體的基本動態(tài)理解難，出現(xiàn)了理論學(xué)習(xí)是一門課，實驗是一門課，課程設(shè)計又是一門課的現(xiàn)象，不能把理論和實踐有機銜接起來。

1.2 實驗設(shè)備無法跟上現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的步伐

20 世紀80年代，秦川機床廠生產(chǎn)的QCS 系列液壓教學(xué)實驗臺被很多工科大學(xué)采購，這種實驗臺是當(dāng)時比較先進的液壓實驗設(shè)備，為液壓傳動實驗教學(xué)做出了很大貢獻，已經(jīng)承擔(dān)了40 多年的教學(xué)使命，但隨著儀器及設(shè)備的逐漸老化，實驗臺的液壓油流動不通暢，機械式壓力表無法精確捕捉壓力等問題逐漸顯現(xiàn)[2]，設(shè)備的老舊無法跟上時代的發(fā)展，也不符合智能化、自動化為發(fā)展趨勢的應(yīng)用需求，設(shè)計適合當(dāng)前形勢發(fā)展需要的實驗臺非常必要。

1.3 課程設(shè)計的單一性

“液氣壓傳動與控制”課程設(shè)計是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是教學(xué)中很重要的一步，傳統(tǒng)的課程設(shè)計是布置大作業(yè)，而后繪制壓力機，創(chuàng)新性差[3]，起不到訓(xùn)練的目的。 缺少了主動性和探索精神，從而缺少了創(chuàng)造性和創(chuàng)新性，造成學(xué)生抄襲嚴重，課程設(shè)計大作業(yè)積極性不高，達不到培養(yǎng)目標。

1.4 高職課程與開放大學(xué)課程的學(xué)分不統(tǒng)一

職教二十條強調(diào)學(xué)分銀行互認制度，雖然是探索階段，課程學(xué)分互認勢在必行，高職教育是全日制教育，有些學(xué)生在讀專科同時也讀著國家開放教育本科課程，由于課程和學(xué)分不統(tǒng)一[4]，不利于學(xué)生學(xué)分認定，對終身教育的目標是一個障礙。

1.5 課程思政不能有機融合專業(yè)，教學(xué)考核評價單一

在專業(yè)教學(xué)中，課程傳統(tǒng)教學(xué)往往重視教學(xué)內(nèi)容[5]，對課程思政理解不透，不能有機融合，同時對考評形式單一，評價機制不夠完善，通過期末考試得分和平時考勤來進行評價，忽視學(xué)生個性差異，無法體現(xiàn)學(xué)生真正掌握理論和實踐的能力，在考評過程中忽視課程思政。

2 存在問題的原因

“液氣壓傳動與控制”課程產(chǎn)生問題主要原因是各種閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流體力學(xué)計算需要提前學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、機械制圖等課程，前面的內(nèi)容學(xué)不好直接影響本課程的學(xué)習(xí)，液氣壓閥—工作原理—基本回路—典型設(shè)備回路—液氣壓設(shè)計，內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，學(xué)習(xí)過程中每一環(huán)節(jié)都很重要，高職學(xué)生普遍學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不好，能夠持續(xù)上好相關(guān)課程比較難。任課教師的企業(yè)工程實踐少，雖然現(xiàn)在鼓勵到企業(yè)實踐鍛煉，能真正接觸到實際技術(shù)問題，但由于研發(fā)保密問題，教師很難深入技術(shù)一線進行企業(yè)技術(shù)研發(fā)，產(chǎn)教融合、學(xué)分銀行這些在職教改革二十條推出之后有了政策支持，推廣需要時間，貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院十年來的高職教育在 “液氣壓傳動與控制”課程中進行了一系列教學(xué)改革和實踐。

3 基于職教改革二十條 “液氣壓傳動與控制”課程的改革思路

針對“液氣壓傳動與控制”課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的不足，同時結(jié)合職教改革二十條，在教學(xué)過程中具體實施如下。

3.1 產(chǎn)教融合背景下，強化“液氣壓傳動與控制”課程對接專業(yè)崗位

貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械制造與自動化專業(yè)是貴州省機械裝備制造產(chǎn)業(yè)，主要是航空、航天、車輛工程等機械加工和制造業(yè)，專業(yè)對應(yīng)的崗位有所不同，機械制造與自動化專業(yè)畢業(yè)生主要崗位是機床操作工、 機械制造工藝員、維修鉗工，這些崗位都能直接用到機床的液氣壓傳動系統(tǒng)，根據(jù)課程對接崗位，課程的內(nèi)容對應(yīng)職業(yè)標準，職業(yè)標準中要懂得機床液壓系統(tǒng)的原理，課程內(nèi)容中對應(yīng)的典型液壓系統(tǒng)要掌握，在帶領(lǐng)學(xué)生跟崗實習(xí)中，把“液氣壓傳動與控制”教學(xué)過程和企業(yè)生產(chǎn)過程進行對接，有利于學(xué)生畢業(yè)后很快融入企業(yè)生產(chǎn)中。 通過深入企業(yè)一線制定的課程標準，能夠使理論和實踐有機融合一起，激活學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提升學(xué)生的專業(yè)自信。

3.2 自主設(shè)計研發(fā)新的液壓教學(xué)實驗臺，滿足實際生產(chǎn)的需要

圖1 1985年QCS003 秦川機床廠生產(chǎn)的液壓教學(xué)實驗臺

圖2 新研制的機床模擬實驗臺液壓線路圖

貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院原有的實驗臺子是20 世紀80年代秦川機床廠統(tǒng)一出廠的設(shè)備，已經(jīng)服役40年，如圖1 所示。 這些老舊設(shè)備與企業(yè)現(xiàn)在實際生產(chǎn)有脫節(jié)，貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院“液氣壓傳動與控制”教學(xué)課題組進行重新設(shè)計新實驗臺，自主設(shè)計的機床動力滑臺實驗臺液壓原理圖如圖2 所示。 結(jié)合企業(yè)專用機床的工作原理，設(shè)計典型機床動力實驗臺，滿足工作過程的快速進給—工作進給—工作慢進給—死擋鐵停留—工作臺返回—工作臺停止的工作過程。 使企業(yè)實際機床工作過程和教學(xué)演示過程實現(xiàn)統(tǒng)一，實現(xiàn)職教改革在知識和實踐教學(xué)中“知行合一，工學(xué)結(jié)合”的教學(xué)目標，機床模擬實驗臺實景圖如圖3 所示。

圖3 新研制機床動力實驗臺實景圖

3.3 “液氣壓傳動與控制”課程設(shè)計改革模式多樣化

圖4 “液氣壓傳動與控制”課程設(shè)計實踐教學(xué)改革

圖5 虛擬仿真實驗搭建

課程設(shè)計是學(xué)生把課程理論和實驗完成后，根據(jù)所學(xué)的流體力學(xué)知識、液壓和氣壓的系統(tǒng)知識初步設(shè)計液氣壓系統(tǒng)裝備，通過布置任務(wù)書，在規(guī)定的時間內(nèi)完成既定的任務(wù)，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)做出課程設(shè)計要多于1 個液壓執(zhí)行元件。 要求有對液壓油源的計算、對液壓元件的設(shè)計計算，并繪制液壓系統(tǒng)圖。 要對所設(shè)計的內(nèi)容進行說明和計算，要求有目錄、頁碼，參考文獻不少于10 篇，圖文并茂，如圖4 所示。 課程設(shè)計是該門課程的總結(jié)和升華，在課程設(shè)計中利用網(wǎng)上虛擬繪圖和實際繪制均可以完成，部分學(xué)生使用FluidSIM 流體仿真軟件進行設(shè)計同時到實驗室搭建液壓氣動回路進行驗證，分別如圖5、圖6、圖7 所示。同時提高學(xué)生參與實踐和故障排除的能力，實現(xiàn)了理論—實踐—再理論—再實踐螺旋式上升的能力提升。

圖6 液壓基本回路搭建實踐

圖7 氣動實驗臺驗證自己設(shè)計

3.4 實現(xiàn)學(xué)分銀行互認體系，為實現(xiàn)終生教育搭建橋梁

職教二十條中強調(diào)，加快推進職業(yè)教育國家“學(xué)分銀行”建設(shè)，這就要求相互認證的課程其中學(xué)分和課程名稱必須一致，包括課程內(nèi)容，在“液氣壓傳動與控制”課程改革中，貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院積極探索學(xué)分銀行學(xué)歷終生認證，建立職業(yè)教育個人學(xué)習(xí)賬號。 推進“學(xué)分銀行”建設(shè)，推崇終生教育，為實現(xiàn)無縫對接，課程名稱在2020 級新人才培養(yǎng)方案中修改為“液壓氣動技術(shù)”，學(xué)分上設(shè)置5 個學(xué)分，實現(xiàn)與國家開放大學(xué)本科教育課程名稱和學(xué)分的統(tǒng)一，同時教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容和實踐教學(xué)等進行了規(guī)劃和統(tǒng)一，從而為該課程實現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的認定、積累和轉(zhuǎn)換奠定了基礎(chǔ)，實現(xiàn)學(xué)習(xí)成果可追溯、可查詢、可轉(zhuǎn)換。

3.5 加強課程思政建設(shè)，實現(xiàn)過程考核

掌握液氣壓基礎(chǔ)理論知識同時要具有一定的操作和分析設(shè)計能力，在職業(yè)素養(yǎng)上要有嚴謹?shù)木ぞ?、工匠精神、?chuàng)新精神，要有自學(xué)能力，同時加強過程考核，平時上課考勤是抽查形式伴隨作業(yè)回答，作業(yè)網(wǎng)上提交，成績可追溯，實驗實踐過程和作業(yè)制作視頻保存，在課程設(shè)計進行答辯中，學(xué)生的職業(yè)精神能夠體現(xiàn)得清楚，在詢問過程中，不僅是理論知識，設(shè)計思路、查看文獻和創(chuàng)新設(shè)計的能力，能夠很清楚的展現(xiàn)出來。 最后登分成績按照書面作業(yè)和期末試卷合計50%和實踐（實驗，課程設(shè)計，考勤）50%進行網(wǎng)上教務(wù)數(shù)據(jù)平臺登分，實現(xiàn)獲取的成績在陽光下，同時通過課程設(shè)計比賽，布置液壓氣壓課程設(shè)計任務(wù)書，3 人～5 人一組進行液壓系統(tǒng)的課程設(shè)計，組織比賽的形式完成，提高學(xué)生的完成項目的積極性。 “液氣壓傳動與控制”課程中，課程思政貫穿整個教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)，作為過程考核的教學(xué)中得一個依據(jù)，充分引入系統(tǒng)科學(xué)方法理論，一臺機器是有機體，具有規(guī)律性相互反應(yīng)構(gòu)成的組合，同時是有許多部分構(gòu)成的復(fù)雜單體，強調(diào)系統(tǒng)的整體性和目的性，通過課程設(shè)計和實踐教學(xué)分組，增強團隊協(xié)作精神，體現(xiàn)1+1 大于2 的集體力量大于個人力量之和哲學(xué)思想，部分同學(xué)設(shè)計參加大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計比賽并獲取省級三等獎。

4 “液氣壓傳動與控制”課程教學(xué)改革成效

基于職教改革政策下，通過一系列的課程教學(xué)改革，在2019年8月貴州省職業(yè)技能大賽中現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試比賽獲取二等獎，工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用比賽獲取省級三等獎，模具數(shù)字化設(shè)計與制作工藝項目獲取省級三等獎；2019年8月獲取世界機器人大賽二等獎一項。 學(xué)生頂崗實習(xí)階段被企業(yè)全部簽約，2017 級機電專業(yè)學(xué)生羅培華通過世界機器人比賽獲獎直接推免讀了本科。 畢業(yè)生工作后在校企合作單位進行頂崗和就業(yè)，如在貴州詹陽動力重工有限公司就業(yè)單位普遍反映學(xué)生工作踏實，愛好思考，為企業(yè)培育了用得上、留得住的技術(shù)技能型人才，畢業(yè)生就業(yè)率達96% 以上，形成“ 入口旺，出口暢”的良好態(tài)勢。

5 結(jié)論

貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院雖然在“液氣壓傳動與控制”教學(xué)改革中取得了一些成效，職教改革二十條文件中強調(diào)的產(chǎn)教融合，雙元育人還有待加強，企業(yè)積極性不高，參與度不足，學(xué)生去車間認識實習(xí)時間短，只能遠觀設(shè)備，生產(chǎn)過程和教學(xué)過程相統(tǒng)一還不夠深入，學(xué)分銀行建設(shè)還在探索階段，這是以后要進行課程改革研究的重點。