發布時間：2018-03-08所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： 液壓轉動課程是機械專業學生的必修課程，主要是為了培養學生的實踐動手能力，液壓課程中包含了機械電子，先進制造，自動控制等知識，其中知識點零碎有繁多，因此，教師在教學過程中應分清主次，科學合理安排相關教學內容。也要加強改革實驗內容和完善教學手
液壓轉動課程是機械專業學生的必修課程，主要是為了培養學生的實踐動手能力，液壓課程中包含了機械電子，先進制造，自動控制等知識，其中知識點零碎有繁多，因此，教師在教學過程中應分清主次，科學合理安排相關教學內容。也要加強改革實驗內容和完善教學手段，依據新的教學方案實現實驗流程，從基礎到綜合，由理論到創新，引導學生注重自己的實踐能力，提升動手能力。
[關鍵詞]液壓傳動,課程教學,教學改革
液壓與氣壓傳動作為機械設計及其自動化專業的主干課程，其定位為專業基礎課，覆蓋機械設計及其自動化專業下屬的機電一體化、先進制造技術、車輛工程等專業方向，同時也是過程裝備及控制專業的主干課程。按照《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年》，新形勢下的高校應順應經濟社會的發展需求，準確定位，培養出更多更好的合格人才。[1][2]對于工科專業而言，合格的畢業生在熟練掌握專業知識的同時，必須要備一定的工程實踐動手能力。
高等教育承擔著培養高級專門人才、發展科學技術文化、促進現代化建設的重大任務，提高高等教育質量是高等教育發展的核心任務，是建設高等教育強國的基本要求。提高高校才人培養質量的主要途徑在于專業課程的教學改革，即要使專業課程的設置和教學方法能滿足新形勢下人才培養目標的需求。目前，國內同類課程均已按照“寬基礎、寬口徑、重能力、強素質、促創造”的原則，積極開展液壓與氣動課程創新加特色的培養模式，并取得了一定的教學成果[3][4]，形成了一套由課堂講授、多媒體輔助教學、實驗教學、課外練習和科學考評相結合的全方位、多層次的教學體系。這套教學體系能保證學生真正學到知識和技能，能夠讓學生適應以后工作崗位的要求。
[5]由于液壓與氣壓傳動課程本身涉及的學科相對較多，相關的概念與原理都較為抽象，僅僅通過理論教學，學生往往難以有效掌握知識內容。由于理論與實踐密切結合是液壓傳動課程極為顯著的特征，所以實驗教學在整個液壓傳動教學課程中都具有重要的作用。[6]當前液壓傳動在教學尤其是實驗教學方面仍然存在許多問題，如教材和教輔資料較為陳舊，重點和難點不夠突出，教師授課方法較為落后等，這些問題嚴重影響了液壓傳動課程的教學質量。隨著工科高校液壓傳動課程課時量的減少，教師很難把液壓傳動的重點難點講深講透，學生學得一知半解。
此外，由于實驗教學的設備比較陳舊，且液壓實驗臺中的油路均已經接好，學生在實驗課程中不能進行回路搭接，通常只需要進行簡單的操作并記錄相關的數據資料即可。與此同時，這些陳舊的試驗臺往往只可以進行幾個固定元件的性能試驗，無法滿足新形勢下工科學生的培養要求。為了進一步提高液壓傳動課程的教學質量，深化液壓傳動課程教學改革勢在必行。
通過教學內容和方法的改革來明確液壓傳動課程的教學特點和主要知識點，改革現有的液壓傳動實驗方案，改善實驗條件，這可以為學生更好地理解課堂教學內容提供有力的支持。
一、教學內容和方法的改革
教育的生命力在于與時俱進，液壓傳動課程的教學內容和教學方法應該逐漸得到完善。教師應以發展的眼光看待新形勢下的課程教學，對液壓傳動課程的教學特點有充分的認識，不斷探索教學方法，完善教學體系。
(一)合理安排教學重點
液壓傳動課程涉及機械、電氣和流體等方面的知識，知識點繁多。在課時量有限的情況下，如何科學合理地安排教學重點內容，是教師不得不重點思考的問題。在理論課程的講解中，教師應該重點講解課程的精華，部分知識點稍加點撥，安排學生課后自習或查閱參考書。在教學過程中，教師應通過精心選擇教學重點，做到以點帶面，保證課程的完整性和系統性。
例如在講解孔口和縫隙流量時，孔口有多種不同的類型，包括薄壁孔、短孔和細長孔等。其中短孔是應用最廣泛的，在液壓傳動中常利用液體通過短孔來控制系統的壓力和流量，以此來達到調壓或調速的目的。為了讓學生牢固掌握這一知識點，教師可以短孔為例，重點講解孔的流量計算公式推導過程，然后鼓勵學生自主推導其余兩種孔的流量公式。這樣學生既能明白短孔是應用最廣泛的液壓孔，又能在有限的課程時間內系統全面地掌握流體傳動流量控制中的關鍵問題。
在講解葉片泵時，如果把課堂時間花在講解泵的具體機械結構方面，不僅教學時間不夠，學生也很難掌握。葉片泵在液壓傳動課程中非常重要，教師應該重點講解它的工作特性，包括它的排量和流量計算方法。通過對葉片泵優缺點的講解，學生才能深入理解不同液壓泵的工作特性以及不同的應用場合，在以后的學習和工作中才能正確地選用液壓泵。
(二)理論教學和實際科研相結合
理論來源于實踐，反過來又能指導實踐。脫離理論的實踐就像是盲人摸象，沒有實踐支撐的理論則像是空中樓閣。液壓傳動雖然是一門典型的工科應用課程，但其中也有一些理論知識值得深入探索和研究。教師要善于將最新的科研成果和工程項目貫穿到教學中去，這樣不僅能使教學內容更加飽滿、教學過程更加生動，而且會讓學生感受到學習液壓傳動課程的價值和意義，并能培養他們解決實際生產問題的能力。
例如在講解液壓缸緩沖裝置的設計和計算時，課本上只有幾幅典型緩沖裝置的圖片，學生看著也很難理解。緩沖的原理是使活塞或缸筒在其走向行程終端時，在出口腔內產生足夠的緩沖壓力，增大工作介質出口阻力，避免活塞與缸蓋相撞。如果教師只是簡單地講解書本上的理論知識，學生最多只是記住緩沖裝置有圓柱形和圓錐形環隙式、可變式流槽緩沖裝置和可調節流孔等四種，很難明白緩沖裝置的應用場合和重要性。實際上，緩沖裝置在液壓傳動中起著重要的作用。
如果教師能夠結合實際科研或者工程項目中遇到的問題，結合生動形象的例子來講解會取得更好的教學效果。一些制造技術發達國家的廠商，已能實現活塞的勻減速平穩制動，采用的緩沖節流技術包括拋物線漸變環形縫隙節流、多級臺階階梯形漸變縫隙節流、圓柱笛孔形漸變節流等。工業發達國家的緩沖裝置設計制造廠商很多，這些廠商均建立有相關的研發團隊，并將計算機仿真技術應用到緩沖的設計過程中，相關技術水平都比國內廠商要高。通過理論結合科研項目和工程實踐，教師不僅能讓學生深入了解液壓缸緩沖裝置，還能讓學生熟悉國內外液壓緩沖裝置的研發和制造水平，可謂是一舉多得。
(三)加強課程建設
針對高等教育的特點，我們以專業能力培養為核心，理論講授與實踐實訓并舉、校企合作與工學結合并舉。在教學中，我們以典型液壓系統為項目作為教學案例和實訓內容，采用多媒體教學手段，堅持教、學、做一體化的原則，進行現場教學、企業實習等實踐活動，在實訓中堅持學生獨立操作的原則，將實踐教學與考核有機地結合在一起，確保課程內容貼近實際，特色鮮明。為了達到本門課程的建設要求，我們主要從以下幾個方面開展工作。聯合其他高職院校和工學結合單位，重新編寫教材和習題集，使教學內容更適合學生的需求。
重新編寫液壓傳動技術教學大綱，根據這門課的特點開發了動態電子教材和電子教案。在課程教輔資料的編寫過程中，除了聯合高校教輔人員，積極整合他們的經驗建議外，還根據需要深入到企業一線調研，了解液壓生產和應用企業在實際使用和制造過程中所面臨的主要問題，這對新的教材的編寫有重要的指導意義。以項目驅動、模塊搭接的形式組織課程教學，這樣才能實現理論與實踐的有機結合。
(四)轉變傳統的師生關系
傳統的課堂教學是單方向的知識傳授，教師和學生是嚴格意義上的從屬關系，教師居于主導地位，學生居于從屬地位，學生的積極性和參與度不高。在液壓傳動教學改革中，教師要增加課堂教學的開放性，遵循以教師為主體、學生為主導和教學相長的教學觀念，鼓勵學生積極參與有關教學內容的討論，從而活躍課堂氣氛。在這一過程中，教師和學生亦師亦友，這會顯著提高學生的學習積極性，也能夠促進課堂教學質量的提高。
例如在講授液體的流動狀態時，實際液體流動時管道會產生阻力，為了克服阻力，流動的液體需要損耗一部分能量。液體在流經管道時損失的能力程度和管道的水力半徑直接相關。在以往的課堂教學中，教師對水力半徑的講解就是直接給出幾組典型的管道界面，然后告訴學生如何選擇不同的截面管道。在轉變教學方式后，教師鼓勵學生們推導各種截面的水力半徑并互相比較。
一般而言，面積相等但形狀不同的通流截面，其水力半徑是不同的。筆者和學生們經過一番仔細的推導，發現在以前的課堂教學中，筆者直接讓學生死記硬背的水力半徑計算公式居然有誤。筆者通過和學生良好的互動，一起推導計算公式，最終糾正了一起教材錯誤，這讓筆者感覺非常有意義。同時這也拉近了師生距離，課堂教學氣氛變得更加活躍起來。
(五)利用先進的教學手段
建立多種媒體構成的立體化教學載體，在學校內部建立網絡課程學習網站，包括案例集、習題庫、試題庫、多媒體課件、在線測試、在線交流等教學輔助資料，為學生的自主學習開列并提供了豐富有效的資料。利用現代化的通信手段，讓學生和教師的溝通更加便捷;利用互聯網技術，通過互動反饋式的雙向教學溝通，努力營造教師隨時“在線”的效果。
二、實驗教學改革
(一)實驗內容的改革
我們根據本課程本科教學的特點，編寫實驗教學大綱和實驗指導書，并對全部實驗項目逐一進行設計和安排。此外，我們還積極購置先進的實驗裝置為教學服務，以達到實踐教學和液壓行業發展的零距離對接。目前，液壓實驗室僅能實現齒輪泵、限壓式變量葉片泵和柱塞泵等液壓動力元件的拆裝分析，后期要開展溢流閥、減壓閥順序閥、節流閥和調速閥等液壓控制元件的拆裝分析，以及節流調速回路的實現，液壓系統與PLC控制，計算機控制的機-電-液綜合實驗。
我們根據教學方案來設計實驗流程，引導學生從基本實踐能力入手，逐步提高學生的實驗動手能力。首先，我們通過各種實物零件讓學生正確認識液壓傳動的主要零部件，熟悉各種液壓元器件及基本操作。在對元器件和基本操作熟悉的基礎上，我們讓學生根據實驗指導書給出的原理搭建回路，讓他們學會使用不同的液壓傳動零部件來搭建液壓回路，以實現特定的控制與傳動策略。設計是指在完成前兩個階段后，根據選定的實驗項目指導學生進行綜合設計，讓學生自主改良液壓傳動零部件設計和回路控制搭建策略，達到綜合訓練學生動手、動腦能力的目的。
(二)實驗教學方法和手段的改革
實驗教學要以學生為主體，激發每個學生的特長和潛能。教學方法應由注入式教育轉變為研究式教育。同時，應注意實驗教學過程中師生的良好互動，由單一的課堂教學轉化為多形式的互動交流。所選實驗內容應該有助于培養學生的發散思維，激發他們的探索興趣。比如采用起重機械支腿液壓系統的液壓鎖為案例講解液控單向閥的應用時，可以引導學生比較起重機械所用液壓鎖和千斤頂液壓鎖的區別。以挖掘機工作裝置液壓系統講解平衡回路時，除了講解最常見的單向順序閥組成的平衡回路外，還要讓學生明白液控單向閥也能實現平衡回路。
可以進一步延伸實驗教學內容，指導學生設計不同的回路，這些回路用來完成特定功能，是液壓傳動系統的基本組成單元。一般而言，首先指導學生設計基本的回路，比如一般方向回路、卸荷回路和平衡回路。在學生掌握回路設計原則和方法后，再拓展到復雜回路的設計上來，比如增壓回路和釋壓回路等。這些實際案例的理解對提高學生的實踐動手能力大有裨益。在實驗教學課上，在講到零件結構和回路原理時，我們采用透明元件、錄像、動畫演示等簡單易懂的方法幫助學生理解實驗內容和對象。
除了注意實驗所使用的教材與教科書有機結合，以免加大學生理解難度之外，還需要在實驗手段上有所創新，比如實行網上預約，學生隨時可來實驗室做實驗，以彌補傳統實驗教學環節中學生人數多、時間不足的問題。在實踐教學方面，結合緊密的教學內容實行案例式、討論啟發式、現場教學式等教學方法，使學生能在實踐中學習、接觸實際現場，培養學生的綜合應用能力。我們借助于先進的軟件開發平臺，開發液壓傳動實驗CAI軟件，實現了液壓系統動態性能仿真。
三、結論
總之，教師不僅要教會學生液壓傳動的基本知識和理論，更重要的是讓他們掌握液壓技術的傳動特點以及回路搭建。本文針對液壓傳動課程改革進行了探討，提出了從教學內容和實驗方法兩個方面來提高液壓傳動課程教學效果的方法，同時強調教師的“教”和學生的“學”應該具有良好的互動性，應采用不同的教學方法來保證學生能夠較好地掌握教學內容，并能學以致用，舉一反三。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 李天明.液壓傳動課程教學改革實踐[J].科技信息(學術研究)，2008(1)：315.
[2] 付亞中.淺析《液壓傳動》教學改革的探索與實踐[J].科技致富向導，2012(2)：147.
[3] 馮志君，申其芳.液壓傳動課程教學改革探索[J].廣西教育，2009(30)：30-31.
[4] 羅蓉.液壓應用技術與課程教學改革相融合的探索[J].機械職業教育，2009(1)：47-48.
[5] 張文峰.液壓與氣動技術的項目化教學改革探索[J].現代企業教育，2014(24)：498.
[6] 朱建公，張俊俊.液壓傳動虛擬實驗的研究[J].機電產品開發與創新，2003(4)：15-16.
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《液壓氣動與密封》創刊于1981年，1996年被評為中文核心期刊。主要報道國內外最新的液壓氣動密封技術、發展趨勢和市場調研，有實用價值的新產品、新成果、新經驗，及其在主機上應用實例和前景分析，世界主要國家和地區的流體動力行業動態、數據統計分析和標準化工作等。
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