張媛

摘要： 為響應(yīng)教育部關(guān)于積極創(chuàng)建創(chuàng)新型、應(yīng)用型本科院校的改革要求，通過(guò)深入分析《液壓氣壓傳動(dòng)與控制》實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)環(huán)節(jié)，針對(duì)其目前的教學(xué)現(xiàn)狀以及存在的不足，對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行有益改革，并提出改革措施，最后以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生為對(duì)象進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，驗(yàn)證改革思路及策略的正確合理性。

Abstract： In response to the reform requirements of the Ministry of education on actively creating innovative and applied undergraduate colleges and universities， through in-depth analysis of the teaching links of the experimental course of hydraulic and pneumatic transmission and control， in view of its current teaching status and existing shortcomings， this paper makes beneficial reform on the existing experimental teaching mode， and puts forward reform measures， Finally， taking the students majoring in mechanical design， manufacturing and automation as the object， the teaching practice is carried out to verify the correctness and rationality of the reform ideas and strategies.

關(guān)鍵詞： 液壓與氣壓傳動(dòng);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革

Key words： hydraulic and pneumatic transmission;experimental teaching;reform in education

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）20-0244-02

0? 引言

《液壓氣壓傳動(dòng)與控制》課程是機(jī)械制造及近機(jī)類工科專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，在機(jī)械類專業(yè)課程體系中起到承上啟下的重要作用。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握各種液壓與氣動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及基本回路的組成、分析方法;使學(xué)生能正確選用液壓與氣動(dòng)元件，初步具備對(duì)液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析和調(diào)試的能力，從而提高學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，液壓與氣壓傳動(dòng)這門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際聯(lián)系緊密，課程內(nèi)容多且理論知識(shí)抽象，為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，光有理論教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要有一定數(shù)量的實(shí)踐教學(xué)作為支撐，實(shí)踐教學(xué)既能加深學(xué)生對(duì)基本原理、基本知識(shí)的掌握，又能增加他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

1? 傳統(tǒng)的液壓氣壓傳動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)林機(jī)械、工程機(jī)械及航空航天等領(lǐng)域不斷將液壓方面的新技術(shù)、新理論充實(shí)到課程內(nèi)容中，但由于各種條件的限制，液壓與氣壓傳動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)明顯滯后，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主要體現(xiàn)在：①實(shí)驗(yàn)大多是觀摩性的、驗(yàn)證性的，主要是對(duì)基本原理進(jìn)行驗(yàn)證，學(xué)生分析問(wèn)題和獨(dú)立操作的能力得不到訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)課不感興趣;②實(shí)驗(yàn)大多是以老師為中心，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，按照固定的實(shí)驗(yàn)步驟搭建液壓與氣壓基本回路，完成重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式使得學(xué)生沒(méi)有積極性、缺乏主動(dòng)性，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果;③實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒(méi)有科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)體系，大多數(shù)學(xué)校只注重學(xué)生最終實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)難以納入考核，無(wú)法保證考核評(píng)價(jià)的全面性和客觀性;④實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少。由于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，并且實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備數(shù)量較少，通常在實(shí)驗(yàn)時(shí)將學(xué)生5～7人分成一組，因此難免有一些學(xué)生沒(méi)有時(shí)間獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2? 液壓氣壓傳動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新

為響應(yīng)教育部關(guān)于積極創(chuàng)建創(chuàng)新型、應(yīng)用型本科院校的改革要求，對(duì)《液壓氣壓傳動(dòng)與控制》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式現(xiàn)狀進(jìn)行分析，針對(duì)目前《液壓氣壓傳動(dòng)與控制》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行有益改革，并提出改革措施，新的教學(xué)模式如圖1所示。

①實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新少，與能力目標(biāo)契合度低，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目絕大多數(shù)為觀摩性、驗(yàn)證性的。針對(duì)這一問(wèn)題，可改變實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，刪除部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用能力和解決問(wèn)題的能力。例如可刪除雷諾實(shí)驗(yàn)等這些簡(jiǎn)單的觀摩性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加液壓元件的拆裝實(shí)驗(yàn)。在講授泵、閥的結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，對(duì)于從來(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò)這些液壓元件的學(xué)生來(lái)說(shuō)，很難掌握書(shū)本上泵、閥的結(jié)構(gòu)和原理圖，所以可選擇一些具有典型代表的泵、閥，如齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、先導(dǎo)式溢流閥以及換向閥等供學(xué)生拆裝，在拆裝過(guò)程中，學(xué)生不僅對(duì)這些液壓元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、連接性能等有了一定的認(rèn)識(shí)，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

②轉(zhuǎn)化老師與學(xué)生的位置，實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為主。老師提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目題目，學(xué)生自己查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;老師起一個(gè)引導(dǎo)、監(jiān)督作用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手搭接簡(jiǎn)單的液壓回路，增加感性認(rèn)識(shí)、觀察讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提高理性認(rèn)識(shí)。打破傳統(tǒng)的以老師為中心的教學(xué)模式，真正的實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，做到理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生完成從被動(dòng)接受到主動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度轉(zhuǎn)變。

③建立科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)課程考核評(píng)價(jià)體系，采用多元化考核方式。針對(duì)傳統(tǒng)考核方式存在的弊端，為了使學(xué)生更加重視平時(shí)知識(shí)的積累，實(shí)驗(yàn)課程采用過(guò)程化考核方式，實(shí)驗(yàn)成績(jī)組成：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（25%）+實(shí)驗(yàn)操作（25%）+實(shí)驗(yàn)結(jié)果（30%）+課堂紀(jì)律（10%）+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10%）。采用過(guò)程性考核方式，可有效改善學(xué)生逃課及實(shí)驗(yàn)報(bào)告相互抄襲等不良現(xiàn)象，保證了考核評(píng)價(jià)的全面性和客觀性，可有效改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

④針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課受實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備限制這一問(wèn)題，可開(kāi)設(shè)開(kāi)放性液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)是在“內(nèi)容、時(shí)間、儀器”等方面開(kāi)放的教學(xué)方式，使得學(xué)生能在任何時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)或通過(guò)預(yù)約的辦法做實(shí)驗(yàn)，這樣不僅解決了大型儀器數(shù)量少和學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求量大之間的矛盾，而且充分提高了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的利用率，使得大型儀器設(shè)備資源最大限度地發(fā)揮效益。還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

3? 液壓氣壓傳動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例

為了完善液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，學(xué)校購(gòu)買(mǎi)了8臺(tái)液壓實(shí)訓(xùn)裝置（4臺(tái)透明液壓與氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)裝置和4臺(tái)液壓PLC控制綜合實(shí)訓(xùn)裝置工業(yè)性）。為此次液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生為對(duì)象進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，驗(yàn)證改革思路及策略的正確合理性。

學(xué)習(xí)完液壓系統(tǒng)基本回路這部分內(nèi)容后，老師給學(xué)生布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求，學(xué)生三人分為一小組，利用課余時(shí)間在圖書(shū)管或利用網(wǎng)絡(luò)自己查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。例如老師給出的實(shí)驗(yàn)任務(wù)如下：利用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一液壓系統(tǒng)，要求其可實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)—工進(jìn)—快退—停止”的工作循環(huán)。

首先，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)可畫(huà)出液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)圖，如圖2所示。

其次，學(xué)生查閱相關(guān)資料，選擇合適的液壓元件（液壓泵、液壓缸、溢流閥、調(diào)速閥、單向閥、節(jié)流閥以及換向閥等）設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)基本回路?，F(xiàn)以2組學(xué)生設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)回路為例進(jìn)行介紹，如圖3所示。

圖3中的兩種液壓系統(tǒng)回路均能實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)—工進(jìn)—快退—停止”的工作循環(huán)。其電磁閥動(dòng)作順序表如表1所示。

設(shè)計(jì)完液壓系統(tǒng)回路后，學(xué)生可利用Festo軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的回路進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的正確性。然后，學(xué)生按照設(shè)計(jì)方案在液壓綜合實(shí)訓(xùn)臺(tái)搭接液壓回路，搭接完通過(guò)老師檢查確認(rèn)無(wú)誤后，學(xué)生方可啟動(dòng)電源運(yùn)行液壓系統(tǒng)，然后調(diào)節(jié)各液壓元件、控制相關(guān)電磁鐵動(dòng)作，觀察并記錄各部分?jǐn)?shù)據(jù)，最后按照要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及基本操作步驟、數(shù)據(jù)處理、問(wèn)題討論、實(shí)驗(yàn)總結(jié)）。

最后，老師采用過(guò)程化考核方案（實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（25%）+實(shí)驗(yàn)操作（25%）+實(shí)驗(yàn)結(jié)果（30%）+課堂紀(jì)律（10%）+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10%）），給出學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

4? 結(jié)論

通過(guò)對(duì)液壓氣壓傳動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新：①激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力;②為學(xué)生從事基礎(chǔ)科研、完成畢業(yè)論文、或參加“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)大賽”之類的教學(xué)科研比賽打下基礎(chǔ);③提高了實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的利用率，更加有效地發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源效益，實(shí)現(xiàn)資源共享，使實(shí)驗(yàn)室得到可持續(xù)發(fā)展;④促進(jìn)教師自身業(yè)務(wù)水平的提高，提升教學(xué)課堂質(zhì)量。

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