王玲娟 , 劉 萍 , 張 麗 , 趙 巖
(宿遷學院,江蘇 宿遷 223800)
“液壓與氣壓傳動”是一門關于液壓與氣動技術一般規(guī)律及其具體應用的課程,具有很強的實踐性、綜合性和應用性,是機械類及近機類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎課。通過該課程的學習,學生需要掌握液壓與氣動技術的基本理論,能夠應用機械工程基礎知識正確識別、表達和分析復雜液壓系統(tǒng)的工作原理,初步具備液壓元件、回路的調試及測試能力,能夠正確處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結果,能夠針對不同特點的系統(tǒng)正確選擇液壓元件并給出設計方案、專業(yè)分析報告和設計文件,且能夠考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素[1]。2020年5月28日教育部印發(fā)了《高等學校課程思政建設指導綱要》,綱要指出:“把思政教育貫穿人才培養(yǎng)體系,全面推進高校課程思政建設,發(fā)揮好每門課程的育人作用,提高高校人才培養(yǎng)質量”。因此,在課程教學中,不僅要對學生進行理論知識傳授,還要強化學生工程倫理教育,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和精益求精的大國工匠精神,將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體,從而實現(xiàn)專業(yè)課程與思政課程同向同行,達到潤物無聲的育人效果。
課程思政不能是專業(yè)知識與思政教育的簡單拼接,否則會引起學生思想上的極大排斥,而應該采用潛在的、不易覺察的隱形傳播方式,讓學生在學習專業(yè)知識的同時,思想和情感自然升溫。因此,在“液壓與氣壓傳動”課程授課過程中,包括理論教學、實驗教學和課程設計教學中,分別梳理挖掘三個教學過程中的思政元素,適度設計融入節(jié)點和融入頻率,有機融入課程教學。通過融入思政教學極大地提高了學生學習積極性,幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀和價值觀。
1)液壓技術的應用。介紹中國領先世界的十個巨無霸機械,如我國自主設計研制四川德陽中國第二重型機械集團生產(chǎn)的8萬噸級世界最大鍛模液壓機、DYC900最大運梁車、世界最大的龍門吊 “宏海”號22 000噸起重機、XGC88000履帶起重機等,均是當前全球同類產(chǎn)品中的佼佼者。介紹《中國制造2025》,到2025年中國將邁入制造強國行列,到2035年我國制造業(yè)整體達到世界制造強國陣營中等水平。一方面講述了“液壓與氣壓傳動”課程的應用、能夠解決的問題,提高學生的學習熱情;另一方面增強了學生的民族自豪感和社會責任感,激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。
2)液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件。液壓泵分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等,對于雙作用葉片泵,其定子曲線直接影響泵的性能,如流量均勻性、噪聲和磨損等。定子曲線是由四段圓弧和四段過渡曲線組成的,過渡曲線應保證葉片緊貼在定子內(nèi)表面上,保證葉片在轉子槽中徑向運動時速度和加速度的變化均勻,使葉片對定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。過渡曲線如采用阿基米德螺旋線,則葉片泵的流量理論上沒有脈動,可是葉片在大、小圓弧和過渡曲線的連接點處產(chǎn)生很大的徑向加速度,對定子產(chǎn)生沖擊,造成連接點處磨損嚴重,并產(chǎn)生噪聲;過渡曲線如采用等加速等減速曲線,則在加速度變化處仍會產(chǎn)生柔性沖擊。為了減少磨損和噪聲,科學家們發(fā)揮工匠精神和創(chuàng)新精神,對定子內(nèi)表面過渡曲線開始了漫長的探尋之路,發(fā)明了5次方程曲線,該曲線和傳統(tǒng)的等加速等減速曲線相比,對加速度的變化率加以限制,在臨界點處平和過渡,完全消除了沖擊,減少了磨損,大大降低了噪聲。通過講授定子曲線,強調工匠精神,有效促進教師業(yè)務素質和教學技能的提高,培養(yǎng)學生一絲不茍的學習態(tài)度和嚴謹?shù)淖黠L。工匠精神包括敬業(yè)、精益、專注和創(chuàng)新。敬業(yè)是中華民族的傳統(tǒng)美德,也是社會主義核心價值觀的基本要求之一;精益就是精益求精,指從業(yè)者對自己的產(chǎn)品凝神聚力,追求極致;專注意味著執(zhí)著,科學家們對定子曲線的研究幾十年如一日的堅持和韌性;創(chuàng)新包括著追求突破、追求革新的創(chuàng)新內(nèi)蘊,創(chuàng)新是世界科技進步的重要推動力量。
3)典型液壓傳動系統(tǒng)教學中增加液壓與氣壓工程應用實例。調整學時分配,加強與工程實際的緊密結合,增加學生學習興趣。減少流體力學、泵排量和流量計算等公式的推到過程,僅強調公式的意義及應用。增加液壓系統(tǒng)應用案例分析,在原有案例動力滑臺液壓系統(tǒng)、液壓機液壓系統(tǒng)等基礎上,增加采煤機、全液壓挖掘機、蛟龍?zhí)栆簤合到y(tǒng)。介紹原計劃2012年6月18日“蛟龍”號載人深潛器下潛挑戰(zhàn)7 000米深度,下潛前1小時發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)故障,臨時取消下潛試驗。因為主液壓系統(tǒng)是為蛟龍?zhí)柹系膬蓚€機械手提供動力的,如果在海底發(fā)生故障,蛟龍?zhí)柕胶5讋t無法實現(xiàn)采樣和作業(yè)。故障分析是液壓系統(tǒng)漏油,當時船上條件很艱苦,船搖晃厲害,工作人員經(jīng)過2小時排查,找到了漏油原因是一個非常小的小孔,更換了油管后,下潛試驗成功進行。通過這個案例,一方面介紹了典型液壓傳動系統(tǒng),另一方面培養(yǎng)學生要有吃苦耐勞的精神,強化學生的工程倫理教育,教育學生對工程負責的態(tài)度,無論個人還是團隊,要有基本的倫理底線、基本的職業(yè)操守,要負責任對待每一個工程,而學生階段,要負責任的對待每一節(jié)課、每一門課程。
“液壓與氣壓傳動”實驗分為驗證性實驗和綜合設計性實驗。驗證性實驗包括液壓泵的性能實驗、液壓泵和液壓閥的拆裝實驗和節(jié)流調速實驗。綜合設計性實驗是設計一種液壓基本回路,回路滿足一定性能要求,學生自行安裝、調試[2]。
驗證性實驗通常是學生按照實驗指導書或老師的講解進行操作,液壓泵的性能實驗和節(jié)流調速實驗則是在老師搭接好的回路上操作,這樣使得學生學習的積極性不高。為了解決此類問題,實驗老師開設實驗前,要求學生完成實驗預習作業(yè),提出齒輪泵、葉片泵、柱塞泵結構如何解決泄漏、困油和摩擦等問題[3],學生帶著問題進行實驗,提高了學生實驗的主動性和勇于探索的創(chuàng)新精神,增強了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。液壓泵和液壓閥的拆裝實驗中,強調拆下的零件嚴格按照規(guī)范進行放置、清洗等操作,引導學生理解并自覺踐行行業(yè)的職業(yè)精神和職業(yè)規(guī)范,增強職業(yè)責任感,培養(yǎng)遵紀守法、愛崗敬業(yè)的職業(yè)品格和行為習慣。
開設綜合性、設計性實驗。設計一種液壓基本回路,如調壓回路、減壓回路、保壓回路、平衡回路、快速運動回路、順序動作回路等,讓學生任選一題或多題,自己設計回路并要求反復推敲,同學間互相提建議,可以增強學生的綜合分析能力和團隊協(xié)作能力。接著在組合式快接液壓實驗臺上,自行動手搭接回路,并正確調試系統(tǒng)參數(shù),使回路能正確實現(xiàn)其功能。通過該實驗的操作,使學生掌握了一些常見回路的設計、安裝和調試,學會分析和排除液壓系統(tǒng)常見故障,能正確處理實驗數(shù)據(jù)和表達實驗結果;同時提高了學生動手能力和解決實際問題的能力,做到了學思結合、知行統(tǒng)一,增強了學生勇于探索的創(chuàng)新精神。
“液壓與氣壓傳動”課程設計是該課程理論學習結束后開設的為期一周的課程實踐。該實踐目的是學習“液壓與氣壓傳動設計”的一般方法,能與工程實際進行有機的結合,真正做到理論聯(lián)系實際,解決工程實際問題;訓練學生基本技術技能,如計算、繪圖、查閱設計資料、手冊、標準和規(guī)范的技能;培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[4]。
在該實踐教學過程中挖掘課程思政元素。1)課程設計的選題,選擇生活中常見機器的液壓系統(tǒng),如汽車、挖掘機、塔機等,分組進行選題。課題理論聯(lián)系實際,訓練學生綜合運用已學過的理論和生產(chǎn)實際去分析和解決工程實際問題的能力,提高學生的設計興趣,分組設計培養(yǎng)學生交流協(xié)作能力和創(chuàng)新能力,增強學生責任意識。2)液壓系統(tǒng)設計,要求學生根據(jù)主機的工作情況、系統(tǒng)的工作條件、環(huán)境條件及經(jīng)濟性等因素,綜合進行設計;鼓勵學生獨立思考,靈活運用所學知識,創(chuàng)新設計。通過設計,強化學生的工程倫理教育,學生要對自己設計的回路負責,對工程負責,培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神。3)液壓元件選型,根據(jù)功率選擇合適的電動機,根據(jù)閥的安裝和操縱方式、系統(tǒng)的最大壓力和通過閥的最大流量選擇閥類零件,查閱手冊中教育引導學生自覺實踐職業(yè)規(guī)范,培養(yǎng)遵紀守法、愛崗敬業(yè)、開拓創(chuàng)新的行為習慣。
“液壓與氣壓傳動”課程是面對所有機械類或近機類學生的一門專業(yè)基礎課,專業(yè)教師在傳授知識的同時,也擔負著育人責任。文章分別從理論課程、實驗課程和課程設計三方面挖掘思想政治教育元素,將思政教育融入“液壓與氣壓傳動”課程的各方面,實現(xiàn)將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體。