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1 课程设计的目的、内容和步骤
通过液压传动课程设计，要求学生在以下各方面得到锻炼：一能熟练运用液压传动课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，按所给机床工作运动要求，正确设计液压系统，选择液压元件，绘制工况图，保证满足机床所需运动和各项性能，提高理论联系实际的设计与计算能力；二能提高结构设计能力。要求学生通过对液压缸的结构设计，能按照性能要求设计合理的液压缸的基本结构，掌握结构设计的具体方法与步骤。三能学会使用手册及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料名称、出处，并做到熟练运用，提高独立工作的能力。
液压传动课程设计的主要内容为按照要求设计某专用机床的液压系统。包括绘制液压缸负载图及工况图、液压传动系统原理图、选择标准液压元件、绘制液压缸装配图、课程设计说明书等。
大致步骤为明确设计要求，制定基本方案、绘制液压系统图、确定液压系统的主要参数、液压元件的选择与专用元件设计、液压系统性能验算、设计液压装置，编制技术文件等。
2 课程设计的现状及存在的问题
我校液压传动课程设计针对机械设计制造及其自动化专业的学生，在大三下学期或大四上学期开始，一般集中安排在两周时间内完成。最近几年，我校每年该专业的学生人数大约为260-300人左右，而教研室课程组教师只有7-8人，这样每个老师带学生数为40人左右，其工作任务非常繁重。每个老师又分为5-6组，这样大约有7-8人在做同一个课程设计题目，教师要同时指导多位学生，平均分配给每个学生的教学时间很少，难以及时对学生进行个别指导，由此引发了很多问题。第一，每组同学图纸抄袭现象严重。现在图纸绘制全部为电脑绘图，每组学生中往往只有少数几个同学在认真计算数据，其他同学等待在别的同学图纸基础上改图或者直接拿来用。第二，液压缸的图纸绘制不注重具体结构要求，人云亦云，雷同严重。液压缸的结构设计中缓冲装置、排气装置、密封装置等到底需不需要设计，很多同学没有考虑自己的系统要求，只是看别人怎样自己就怎样。这样的问题严重影响了课程设计的效果。
3 改革尝试
针对上述问题，教研室课程组教师进行了课程设计改革探讨，并在每班中选出几个学习好的学生进行调查和讨论，为进一步做好课程设计提出了几个改革方案。在2012年液压传动课程设计中进行了尝试性改革。首先，在课程设计开始前，主讲教师统一布置课题及划分组别。要充分发挥学生自身的主动性和创造性，提高他们的实践能力，消除学生们的依赖心理。要让他们明确自己是这个实践活动的主体，从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计计算乃至图纸绘制完成，都要亲历亲为，这样在今后遇到类似问题时，他们就会独立思考、找出解决问题的办法。其次，进一步细化组别，防止抄袭现象发生。要求每个老师多设题目或同一题目不同参数，最好2-3人一个组别。加强管理，注意平时出勤，采取教师点名和各组组长监督等措施，让学生在有限的时间里多出成绩。再次，购买具有各种结构的液压缸，要求学生在绘制液压缸图纸时，必须到实验室弄清楚实际液压缸结构。认真观察或拆装，力求做到按照要求绘制所需结构。对于少数基础特差的学生，可以直接要求他们测绘液压缸具体结构，然后画出来，加深他们对液压缸结构的理解。最后，答辩方式也要改革。采用基本知识问答加上图纸答辩的方式，再结合期末成绩等综合考察方式给出具体课程设计成绩。这样，学生的等靠思想会进一步减少，由被动设计转变到主动设计。
4 效果评估
在2012年秋季学期的液压传动课程设计中，我们大胆采用了以上的改革方式，从学生的绘图质量、答辩情况以及说明书中计算能力等来看，效果相当不错。一方面学生的积极性大幅提高，求知欲也被充分激发，独立课程设计能力更是得到很好的锻炼。学生掌握了液压系统设计的步骤和方法，熟悉查阅各种文献资料和国家技术标准的步骤和方法，能正确选用计算公式和数据，巩固了机械制图的原理和方法；另一方面学生在设计过程中培养了严密的逻辑思维能力和实事求是的科学态度，逐步树立起正确的设计思想，严谨的工作学习作风，提高了综合运用所学知识，独立分析和解决实际问题的能力。
5 结束语
精品课建设任重而道远，而其中的课程设计环节又尤为重要。要把一门课程真正建设成为具有一定特色和较高教学水平的示范性课程，成为课程中的“精品”，还需要我们不断摸索和实践。如何发现并改进课程设计教学中存在的问题，从而提高课程设计的教学效果是值得教学工作者共同研究和探讨的问题。作为教师，我们只有拥有广博的知识，创新的思维，不断提高自身素质，提升教师的人格魅力，加强修炼教学态度、教学艺术、教学能力、教学质量等方面，在教学实践中认真思考和总结，改进教学方法，才能使教学水平不断提高。
参考文献：
[1]习媛，胡燕萍.高校课程设计改革探索[J].商品与质量，2012（1）.
[2]李世海，高兆宏，张晓宜.创新教育新探[M].北京：社会科学文化出版社，2005.
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课堂导入是吸引学生注意力的首要环节，也是培养学生兴趣的有效方式。课堂导入方法主要有类比导入、实验导入等，结合本节内容特点，笔者采用实验导入法。
实验：四名学生分为两组，一组学生做如下实验，一名学生站在液压叉车上，另一名学生用一只手不断摆动起升手柄，结果这名学生很快被轻松举起；另一组的两名学生则尝试用一只手去抱起另一名学生，结果非常吃力。
问题：同样是一只手工作，区别为什么如此之大呢？
实验吸引了学生的注意力，激发了学生对新知识的学习兴趣，顺利引出新课。
二、动静结合，导出概念
1.图片引导，感知含义
采用机床和工程机械图片投影的方法介绍液压传动的实际应用。采用这种方法不仅增强了直观性，而且拓展了学生的知识面，丰富了学生的知识，使其对液压传动的含义有了更深层次的理解。
2.动画演示，形成概念
用视频介绍液压传动应用的工作过程，并提出油液在机器中起什么作用和哪些机器用到了液压传动两个问题。教师通过问题引导学生积极思考，从而为后续播放动画作铺垫，进一步增强了学生的求知欲望。
3.顺势总结，强化概念
在学生回答完问题之后，教师在问题答案的基础上引出液压传动的概念，并进行归纳总结，从正反两个方面使学生对概念进行深入理解。
三、师生互动，剖析原理
1.教师演示，感知原理
（1）千斤顶是生活中应用最广泛的液压设备，也是学生最熟悉的，故采用播放其工作过程的动画引导学生感知原理，且动画为学生的学习增强了直观性，降低了学习难度。提问能启发学生的思维，提高学生分析问题、解决问题的能力。（2）播放动画，让学生观察液压千斤顶的工作的三个过程，并思考以下三个问题：①油液是如何进入大活塞缸的？②油液是如何进入小活塞缸的？如何进行配流的？③帕斯卡定律在此是如何应用的？一连串的问题层层递进，可以提高学生的注意力，锻炼学生的思维能力。学生通过观察、思考、类比、分析，掌握液压传动的工作原理，同时培养了自身的协作意识。
2.理实结合，深化原理
选取学生比较熟悉的针管吸水实验，让学生通过实际操作理解液压传动的工作原理，使其对所学知识的理解更加深刻。学生通过操作、观察，理解液压传动原理，达到了探究学习的目的。
3.深入追问，点出实质
通过提出“液压油是被吸入的还是被大气压压入的？”的问题，引导学生思考、辩论，最终由教师点评，使其对原理的理解更加清晰。
四、善用探究，巩固知识
1.学生探究，理解知识
（1）明确任务。能通过操作液压传动的工作原理动画及工作原理图，将液压元件分为动力、执行、控制、辅助四部分（以学习卡的形式实施）。（2）探究实施。教师带领学生到液压实验台前对所有的液压元件进行熟悉和认知，然后分组并要求各组学生把各个元件的职能符号绘制出来，然后对其进行分类，与液压传动系统的四部分一一对应。学生如遇到问题要及时与教师沟通，在教师的指导下完成探究任务。这样不仅使学生学到了理论知识，而且与实际进行了紧密结合，可谓学以致用，为学生今后的工作打下了坚实的基础。任务与要求的提出为学生的学习指明了方向。学生通过观察、分析、讨论、类比理解液压系统的组成，提高了探究能力。分组探究让学生在合作、讨论、交流的过程中相互学习，提高了自身的综合能力。教师的巡回指导可了解学生的学习情况，也照顾了不同层次的学生，实现了分层次教学。
2.辨析讨论，巩固知识
（1）学生通过抽签的方式对所学知识进行分享和展示。本组学生自评，其他组学生互评，形成了浓厚的提问、追问和反问的教学氛围，强化了所学知识。（2）教师应从知识、技能和情感态度三个方面对学生进行全面的评价，即要有量化评价，也要有口头表扬，以鼓励学生，增强其信心。相互讨论、启发能使知识进一步得到巩固，教师可检查学生的学习情况，锻炼学生的表达能力，提高学生的参与度。
参考文献：
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液压传动是机械专业的一门重要的专业基础课，基于课程的应用性很强，实验课程就显得非常重要。近年来随着我校教学改革的不断推进和课程建设的不断更新，学校在强化液压传动理论教学的同时更加注重实验教学的质量。实验教学作为课堂教学的补充，通过实验室使学生更好地理解液压传动的基本理论，培养学生的实际动手能力和创新能力。但就目前我校液压传动实验教学的内容和方法来说，能让学生进行设计和创新的机会较少，因此，需要对本课程的实验教学方法和内容作一些调整和创新，提出综合性、设计性实验的思路。
1 液压传动实验教学现状
实验教学的目的是配合理论教学，使学生在实验过程中巩固课堂上所学的理论并有所深悟。但传统的液压传动实验中，由于种种原因通常是教师演示，学生被动的根据实验指导书的内容进行常规的验证性实验，教学效果一般。在实验中我们发现传统的液压实验具有以下缺点：（1）液压回路和实验内容固定、功能单一；（2）采用按钮控制或继电器控制，实验数据手工处理，实验数据精度不高；（3）学生自主设计的机会少，创新性差等。
2 综合性、设计性实验
为改变我校液压传动实验教学的这些不足，液压传动实验室中引进了多种包含PLC的液压拼装实验台。新型实验台的液压系统采用多种控制方式（按钮控制，继电器控制，PLC控制），实验过程包括从系统设计、元件组装到控制编程、性能实现等全过程。要想利用新型实验台达到提高教学质量，培养学生独立思考和动手实践能力的目的，必须在实验教学方法和考核方式上做革新，开设综合性、设计性实验。综合性实验力求使机械专业的学生在掌握液压传动基本理论的同时，熟练掌握PLC控制技术在液压系统中的作用，对学生进行综合训练。设计性实验是对学生独立思考、发现问题、解决问题和探索创新能力进行训练，要求学生根据实验任务要求和实验条件自行设计实验内容，包括提出实验方案，选择实验仪器，确定实验内容和方法，实现实验内容，分析实验结果的全过程。开展综合性设计性实验必须改变以往“教师演示、学生模仿”的教学方式，学生不再按照实验指导书一步一步地做，而是根据教师下发的实验任务书选择综合性实验任务。在了解实验任务的目的和要求后，学生自行查阅资料理解一些课程中没有讲述的原理性知识，设计并逐步完成实验内容。通过液压传动和PLC控制技术这两门课程的交叉融合，在新型实验台上开设综合性设计性的液压系统实验，不仅能够提高实验教学质量，还可以培养学生的动手能力，给学生提供更多的创新机会。
3 综合性设计性实验的实施过程
综合性设计性实验的实施过程参照课程设计的过程，由教师给每个学生下发不同的实验任务书，学生可以利用液压传动实验室和机电控制实验室的相关实验器材，根据实验任务书的要求完成实验的全过程。具体的实施过程可以总结如下：第一，根据实验任务书确定实验方案。学生可以根据给定的实验目的和要求设计实验方案，根据液压传动和PLC控制技术课程及其它相关理论的综合知识，设计出具有综合性实验目的的实验方案。第二，提交方案设计说明书。方案设计说明书中不仅要包括实验的目的和意义、所选择的实验器材，还要包括详细的实验内容，即绘制出相应的电气控制原理图和液压传动系统原理图，并设计出电路搭接和回路搭接实验的详细步骤。所提交的实验方案必须经实验老师的审核后方可开始实验。第三，模拟和实验。因实验过程中涉及到PLC控制程序编写，为避免由于程序错误造成液压控制系统硬件的损坏，在实验过程中首先要进行的是运用S7-200软件进行编程和模拟，在模拟过程中发现错误及时调整，程序模拟正确后方可搭接液压控制和传动系统。选择合适的液压元件和电气控制元件，根据设计的系统原理图搭接液压系统的液压回路和控制电路。通电之前须经实验老师检查，以免因电路连接错误而烧坏电气元件。第四，编写实验报告。在完成某一液压控制系统的回路和电气控制设计、系统组装、系统调试和结果分析后，学生要编写这一综合性实验的实验报告，格式参考课程设计的说明书。
4 综合性设计性实验的效果分析
通过综合性设计性实验使得学生的动手实践能力和理论创新能力都有了很大的提高，并加强了多课程体系的融合。首先，提高了学生查阅资料的能力。在实验的设计和准备阶段，学生需要查阅大量的资料，通过借助多种工具查阅国内外最新的科技文献，提高了学生主动学习的能力和查找资料的能力。针对所查阅的资料进行系统的分析和研究，不仅学有所用，更拓宽了学生的知识面。其次，提高了学生主动学习和自主实验的能力。学生在拿到实验任务书之后就要确定实验方案，设计实验内容。实验形式和内容不受约束，学生可以大胆设想，充分发挥专业所长和个人想象力，对制定的实验方案进行反复推敲，对编制的程序严格模拟，在实验过程中发现错误及时修正，直至达到实验目的和要求。在整个实验过程中，教师只起到监督和检查的作用，完全依靠学生的自觉性和主动学习的态度，充分锻炼了学生自主实验的能力。再次，提高了学生科学研究的能力。综合性设计性实验要求学生自己动手完成实验中的各个环节，并能对自己的实验结果进行分析，很好地展现了学生的想象力、观察力、创新思维、独立思考和逻辑判断能力，这些正是当前研究型人才所必须具备的素养。最后，提高了学生创新的能力。传统的实验教学过程中，学生大多是依据实验指导书中的方法和步骤按部就班地做，缺乏思考和创新的机会。而现在采用综合性设计性实验教学模式，给了学生充分的思考和想象的空间，更有助于学生创新思维的形成。学生与学生之间，学生与教师之间可以随时进行交流和讨论，及时解决实验过程中遇到的难题，将学生的学习形式由被动改为主动，不仅锻炼了学生的创新能力，更让学生充分体会到了学习研究的乐趣和学有所用的成就感。
5 结论
通过改进后的综合性设计性实验，不仅让学生自己设计实验回路，还让学生动手搭建回路控制系统，使原有被动、按部就班的“看”实验变成学生主动设计、解决现实问题与实践环节结合的“做”实验。通过多学科的综合运用，有效地将液压传动和PLC控制技术的理论知识与实践结合了起来。新实验项目的开发，有利于提高学生学习的兴趣及积极性，激发学生思考问题、分析问题、解决问题的能力，为社会培养出所需要的学科交叉的综合型人才，可以更好的满足社会发展的需要。
篇4
Key words： hydraulic experimental table；hydraulic transmission；control technology；application research
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0235-02
0 引言
液压传动技术[1]已有200多年的历史，在近几十年来人们把液压传动技术应用于机床、汽车、航天等各种智能机械上。随着世界工业水平的不断提高，各类液压产品的标准化、系列化和通用化也使液压传动技术得到了迅速发展，液压传动技术正向高压、高速、大功率、高效率和高度集成化等方向发展，随着计算机行业的发展，液压与气压控制向以计算机为核心的PLC控制技术等方面发展。QBS液压实验台是由昆山同创有限公司开发研制的，该实验台集可编程控制器和各种液压元件的模块为一体，除可进行常规的液压基本控制回路和测试实验外，还可进行液压传动的课程设计以及提高同学们的创新设计的能力；该实验台采用的PLC控制和继电器控制，使学生在掌握传统的继电器控制外，同时也学习了PLC编程控制，是学生具备PLC控制以及在线调试等实验功能，该设备结合了液压传动技术与电气PLC控制技术，使同学们通过实验获得机-电-液控制的直观感受，达到提高教学效果的目的。
1 实验台在教学中的应用
《液压与气动技术》的基本回路[2]教学大都是教师在黑板上画图并用挂图的方式开讲解，这种方式不能直观的观测液压传动系统的运行状况，液压控制元件的控制方式也是通过改变控制元件的画法来表达，这样学生的学习兴趣就不强，因为学生只能凭借老师的详细讲解再加上自己的想象力来理解液压控制系统，以及执行元件的工作位置等。我们使用了QBS液压实验台能使学生真实的连接液压传动系统，并其能使用控制元件来控制液压执行元件的运动，学生能自己动手连接系统，并且亲自操控系统的运动，这样就会增加学生的学习兴趣，使学生有一种亲临现场的感觉，在出现故障时，学生可以根据所发生的现象检测出故障产生的原因并将其排除，这样就能使学生能感受成功的喜悦，下面以锁紧动作回路说明其应用：
如图1所示为采用液压锁的一种锁紧回路，锁紧回路的功能[3]是使执行元件停止在规定的位置上，且能防止因外界影响而发生漂移或窜动。其工作原理为：当电磁换向阀处于左位或右位工作时，液控单向阀控制口X2或X1通入压力油，缸的回油便可反向流过单向阀口，故此时活塞可向右或向左移动。到了该停留的位置时，只要令换向阀处于中位时，因换向阀的中位机能为H型，控制油直通油箱，故控制压力立即消失（Y型中位机能也可以），液控单向阀不再双向导通，液压缸因两腔油液被封死便被锁紧。按实验原理图2在实验台上搭接实验回路，将电磁铁的插头按原理图的标示插入控制面板上的输出区对应四个模块的任一组插座，如，注意实验前要把溢流阀的旋钮开到最大，实验过程中再将其压力逐渐调到相应的压力值。
我们还可以利用该实验台提供的PLC控制面[4]板让学生自己手工编程来控制自己连接的系统，这样会使学生不但能熟悉PLC的应用，而且学生还会对机-电-液相结合的完整系统有更加深入的理解。学生在做实验时3人一组，一个人负责连接系统，一个人负责编程，一个人负责检测系统，系统完成后这组人共同编写实验报告，这种做实验的方式不仅可以激发学生的学习兴趣而且还可以锻炼其团队合作意识。在教学的过程中，教师可以根据不同的液压系统给出不同的故障点，在学生了解液压控制系统的同时也能在老师的指导下分析和排除液压系统的故障，这些实验都是看得见摸得到的，并且学生可以切身体验，这样就使同学们在学习的过程中不那么枯燥乏味，就会增强学生的学习兴趣，提高了学习效果。通过两年来摸索实验证明，这种教学方法确实能使学生受益匪浅。
在高校的机械类专业中，《液压与气动技术》是一门必不可少的专业课程，在几年的教学实践中，发现学生在学习该门课程的时候，存在诸多困难，如基本概念理解不透、元件结构复杂、工作过程抽象等，传统的教学内容、教学设备以及教学手段都大大限制了学生对知识的掌握程度，学生没有切身实践的经验。通过引进这种新型的液压实验台，能达到是学生乐于学习，主动探索的目的，因为这种实验台采用的快速接头并有效的防止油液的泄漏，学生都愿意动手去做实验，在系统运行的过程中学生能提出很多问题，学生通过观察和老师的讲解就能解决问题。因此用了该实验台之后，很好的获得了机电液控制的直观感受，在教学中收获了很好的效果。
2 结论
该实验台不仅让学生有一个直观学习的设备，也为教师提供了可供科研提高能力的助手，这种实验台可以搭建多种教学需要的液压实验回路，并可以通过PLC和继电器两种控制方式来实现液压系统的控制[5]，为液压传动的课程提供了一个非常好的可编程的演示平台。
参考文献：
[1]毕长飞.液压与气动技术[M].北京：冶金工业出版社，2011，8.
[2]随文臣.浅谈于FluidSIM液压（气压）仿真软件在教学中的的应用，液压与气动杂志社，2007，6.
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Li Jian
【Abstract】The fluid drive has a character that its project practice quality is very strong. Facing the present situation that the theory teaching time is shortened and the new product and new technology keep coming forth, to discuss how to combine the course character and the self cultivation goal of the school to study out a set of effective methods of teaching has become one very significative thing. According to years’ experience of teaching the fluid drive, the writer has made an expatiation from the method of teaching, the improvement of the experiment teaching as well as the course design, hoping to offer a few commonplace remarks by way of introduction so that others may come up with valuable opinions.
【Keywords】Fluid drive Methods of teaching Teaching research
自从帕斯卡提出静压传递原理以来,液压技术已经发展了三百多年。二战期间,由于武器工业的发展,大大促进了液压技术的发展。到了现在,随着制造业和材料科学的发展,以及其它行业对大功率应用场合的迫切需要,更是极大地刺激和带动了液压行业的长足发展,再加上计算机控制技术,更是如虎添翼。可以说,液压行业的前景十分看好。随着市场对从事液压和气动技术方面的人才需求日益增加,培养具有液压与气动技术理论基础知识和应用能力的机械类人才尤为迫切。下面就液压传动的教学谈一谈笔者的一些看法。
1.兴趣是学习的动力,在课程初期就要激发学生们的兴趣。通过数字统计和实例来反复强调《液压传动》这门课程的重要性。比如说,在机械工业中,目前机床传动系统有85%采用液压传动与控制,在工程机械中普遍采用了液压传动,如汽车起重机、平地机、压路机、挖掘机、轮胎装载机、履带推土机、自行式铲运机等;如车、磨、铣、刨、拉、及组合车床等;在农业机械中,目前已用于拖拉机、联合收割机;在汽车工业中,液压制动、消防云梯等方面都得到了广泛的应用;在轻纺工业中,诸如注塑机、橡胶硫化机、造纸机、印刷机、纺织机械等;在冶金工业中,如电炉控制系统、轧钢机的控制系统、手炉装料、转炉控制、高炉控制等;在船舶工业中,如全液压挖泥船、打捞船、采油平台、翼船、气垫船及船舶辅机等;在国防工业中,陆、海、空三军的很多武器装备都采用了液压传动与控制,如坦克、飞机、火炮、导弹和火箭等。总之,一切工程领域,凡是有机械设备的场合,均可采用液压技术,使用领域和设备越来越宽、越来越多。(以上的这些均通过大屏课件演示给同学们看一些相关图片和视频。)还有,要以切身经历进一步激发他们的学习兴趣,给他们介绍一些在外企从事液压相关工作的技术人员的待遇和工资标准,说明从事液压工作的工人薪资大幅度超过了一般机械技术人员,这对学生也是个激励。
2.用多媒体课件手段辅助理解。液压元件和液压基本回路这两部分内容知识的衔接性很强,是教学的重点和难点。为了强调重点、突破难点,这两部分内容的教学可以利用多媒体辅助教学手段。在这两部分的多媒体教学课中储存了大量的液压元件的图形符号、影片、动画,运用仿真软件可以设计绘制各种液压基本回路,并对回路进行仿真测试和元件描述。在教学中,在讲授液压元件这部分内容时,可以利用幻灯片和动画结合的办法。如讲解液压控制阀内容时,先通过幻灯片讲解这些阀的结构、工作原理,然后再通过动画将阀体的动作过程演示出来,突破了教学过程的难点,为学生的学习进程扫清了障碍。现代设备的液压系统,不论其如何复杂,总是由一些基本回路组成,掌握基本回路的组成、工作原理和应用情况,对于液压系统的分析和设计十分重要。在讲授液压基本回路这部分内容时,可利用仿真软件提供的液压图形符号绘制各种基本回路,通过启动仿真测试软件检查油路连接是否正确,是否达到预期的设计功能,还可以通过调整系统参数,进行元件描述。在讲解每种基本回路后,布置一些回路设计习题,让学生自己设计,并进行仿真测试。通过多媒体教学和运用仿真测试软件,增强了学生对液压元件和回路部分课堂教学的感性认识,突破了难点,加强了学生运用知识的能力。
3.在实践中让学生掌握液压传动的特点。在实际中,大家都知道液压千斤顶,教学中利用这一具体实例,通过分析让学生明白,千斤顶的液压机构与齿轮传动一样,也能降低速度、放大力。在此基础上引入液压传动系统,使学生们对液压传动有个理性认识,然后再让学生理解它的工作原理,这样学生自然就会想到:靠液体的压力来传递动力,靠液体的流动来传递运动,然后通过投影演示以及结构示意图的模型来形象地展现这一系统。这样从理论上使学生理解这一系统的本质是实现能量的转换,即机械能――液体压力能――机械能,再从实践中使学生深刻认识这一系统的基本工作原理,并掌握液压传动的特点。
4.开展专题讲座教学。对于比例控制技术,液压伺服系统等新技术,可以利用课外时间以开设专题讲座的方式进行教学,这样做占用时间少,信息量大,对教学目标的实现起到了补充作用,拓宽了学生的知识面。另外,教师也可以通过开展课外专题讲座的方式介绍自己所从事的科研项目中所涉及的与液压和气动技术有关的内容,对有兴趣和有能力的同学,可以把项目分解,让学生能涉足有关的技术研究,以锻炼学生对新技术的实际应用能力和科研能力。[2]
5.帮助学生分析四个基本功能的组成。通过学习,学生掌握了机械传动是由原动部分、传动部分和工作部分组成。[3]经对比发现,液压传动系统是由动力部分、执行部分、控制部分和辅助部分四个基本功能部分组成。向学生介绍组成四部分主要液压元件的结构、功能、特点,再分别说明这四个组成部分的功能及应用。在教学过程中,用下面的系统图来介绍这一问题,让学生一目了然,能够较容易地把四个部分理解掌握。
6.结束语。随着中国经济和科技的迅猛发展,社会对人才的需求有了方向性的转变,对专门培养应用型人才的高职教育有了更严格的要求。在《液压》这门学科当中,需要
培养更优能力的技术应用型人才,需要他们主动发现问题,独立思考问题,并亲手解决问题,侧重实践要与理论结合的动手能力。这就需要我们教师本着全方面育人的宗旨与学生保持积极的互动,在以强调实践的教学过程中和学生互相协调,善用形式,不拘于形式。
参考文献
1 李芝.液压传动[M].机械工业出版社.1992
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1 课程设计
（1）课程介绍。液压传动控制技术是高职教育的重要学科，主要是教授学生液压元件的基础知识，使学生正确识别各类液压元件，详知各个液压元件的工作原理，在此基础上能够独立的诊断和排除液压设备的故障。该技术具有较强的实践意义，常常应用于工业生产和实践中，对于保障工业生产的连续性和安全性有着十分重要的作用。
（2）设计思路。教师应将液压传动控制技术教材上的内容进行归纳和细分，在上课之前向学生布置相关任务，学生之间可以自由形成学习小组，每组6-8人，小组成员分工合作，在课余时间搜集资料，共同制定解决方案。各个小组中还应选出一名学生负责在课堂上讲述方案设计理念和问题的解决思路，最终由教师对各个小组的表现予以总结和点评。通过师生之间的讨论交流探索出最佳的方案，以达到完成任务的根本目的。教师还应经常安排实验课程，让学生通过动手实践验证方案的可行性，使理论和实践真正的结合到一起，以快速提高学生的实践能力。
（3）设计流程。1）任务引入。以液压缸的选择为例，根据液压缸的特点和工作原理为特定的工作环境选择出性价比最高的液压缸；2）制定方案。学生可以到书籍和网络上搜集资料，通过教材明晰液压缸的种类、特点、工作原理和具体的工作环境，根据任务要求的工作环境制定具体方案；3）课堂讨论。教师可以借助现代化的教学设备组织实施教学，运用多媒体将学生制作的液压缸课件进行演示，为其他学生提供清晰的参考素材，促使学生积极参与到讨论中，检查该方案是否合理，指出其中的不足之处，同时对自身的方案加以完善，以提高学生的课堂参与度，加深学生对知识的理解和掌握程度；4）总结评估。在各个小组都演示完毕后，教师要对每个小组的表现进行客观的评价，对各个小组成员的辛勤付出加以肯定，指出方案中需要改进的地方，综合各个小组的发言总结出最具有实践价值的实施方案。教师还应对液压缸的相关知识进行拓展延伸，例如运用类比教学法将液压马达与液压缸放到一起教学，比较二者的相似点和不同点，促使学生对液压马达形成系统的认识，以便于学生对液压传动控制技术该门学科的整体理解和运用；5）结果应用。在实验室模拟液压缸的工作环境，让学生将各自选择的液压缸放到实验台上，检验其是否能够正常工作；如果液压缸不能工作，那么说明该方案不具备可行性；如果液压缸可以工作，那么对其工作效率进行计算，参考液压缸的工作效率与市场价格，用科学可靠的数据说明各个方案的优劣，使学生更为信服。
2 任务驱动法的教学优势
（1）提高了学生的学习能力。传统的液压传动控制技术课程只需要学生带着耳朵，在课堂上认真听讲，而不需要学生提问和发言，学生与教师之间缺乏交流和互动。这种教学方式很难吸引学生参与其中，学生对于晦涩难懂的知识无法理解和掌握，很难产生学习兴趣，导致课堂效率十分低下。采用任务驱动法使学生做好课前预习，学生会对将要学习的知识有个大致的了解，在课堂上能够更快的理解知识内容，同时通过查阅资料会提高学生的自主学习能力，有助于学生日后的独立学习。
（2）有助于学生的全面发展。液压传动控制技术是理科知识，与机电、自动化等学科密不可分，以往的高职教育只重视培养学生的理性思维，却忽视了训练学生的表达能力。采用任务驱动法激励学生在课堂上发言，在课下参与讨论，能够显著提高学生的语言表达能力，而且采用分组竞赛的教学形式很好的培养了学生竞争和合作的意识。除此之外，学生在查阅资料时还可以锻炼信息的采集和筛选能力，从而快速的提取自身需要的资料，所以说任务驱动法对于促进学生的全面发展大有助益。
3 实施任务驱动法的必备条件
（1）对教师的要求。任务驱动教学法将高职教学的课堂环境由静态转变为动态，教师无法像以往一样完全掌控课堂，也不能预知学生将要提出的问题，因此需要教师具备良好的职业素养和应变能力，能够对学生提出的问题作出细致、精准的回答，切实的帮助学生解决各类实际问题。教师应该鼓励学生大胆提问，对于简单的问题也不要敷衍或是苛责学生，要平等对待每一位学生，表扬性的话语要多于批评和指责，让学生感受到教师的关心和爱护，从而逐渐积累学习液压传动控制技术的兴趣。教师还应经常与企业和工厂的技术人员交流，不断完善自身的知识和技能，并根据企业的岗位要求设置课堂任务，使液压传动控制技术教学更具有实践价值。
（2）对教材的要求。以往的教材注重知识的系统性、渐进性，忽略了学科间的联系和理论联系生产实际，知识应用于生产的要求。任务驱动法对教材的要求较高，综合起来应满足下面5个条件：1）应具有一定的学习价值和实践意义；2）能将某一教学课题的理论知识和实践技能结合在一起；3）与企业实际生产过程或实现的商业经营活动有直接的关系；4）学生有独立进行计划工作的机会，可以自行组织、安排自己的学习行为；5）有明确而具体的成果展示。
在编写教材的过程中，需要按照这5个条件设计项目，同时也需要在各个项目中渗透整个《液压传动控制技术》的理论知识，保证学生学习知识的完整性。
4 小结
液压传动控制技术是机电一体化专业中的必学科目，将任务驱动法应用到该科目中能够显著提高学生的各项能力，促进学生的全面发展，使学生成为符合企业需要的复合型人才。高职教师应该加大对任务驱动教学法的研究，并将其推广应用到其他科目中，让其他专业的高职学生都能够从中获益，使高职学生在就业时具备更为明显的优势，以帮助学生早日找到心仪的工作，为企业和工厂输送更多的复合型人才，从而创造高校、企业、学生的和谐共赢局面。
参考文献：
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0 引言
在高等职业三年制学制中《液压传动》课程是一门专业基础课，在机械制造与自动控制设施设备、工程机械、冶金、军工、汽车、船舶、石油、航空等中广泛应用。《液压传动》课程设置是为以后的专业课程的学习掌握必要的理论知识和一定的技能。其课程的教学目标是使学生通过《液压传动》基本理论的学习，掌握常用液压元件的工作原理、工作条件和环境，熟悉基本回路的工作原理、组成和应用场所。在《液压传动》课程的教学实践过程中，由于理论教学和实验教学结合的不好，不能使学生有效地掌握相关知识和技能，致使教学目标达成不理想。造成这样的结果有下原因：其一，液压元件和基本回路的工作原理、组成和性能实践性较强，有些教学内容需要一定感性认知和经验，再进行理论教学；而一些教学内容是在掌握理论知识基础上，进行实验教学。这是教学顺序结合点，当前学生的实践经验较少。其二，在教学计划的实施过程中，由于实验室、试验设备、师资等教学资源安排及其他课程安排的冲突，使理论教学和实验教学的时间同步结合点不好，不能有效发挥理论教学和实验教学相辅相成的作用。其三，在当前的专业教学标准与课程标准中，明确了知识与技能的内容和要求、参考学时，理论和实验教学内容结合点要求不细，理论教材和实验教材或手册是分开编写的，使其内容结合点在教学中存在一些偏差。
1 理论和实验教学有效结合点的研究
《液压传动》课程理论性、系统性、逻辑性非常强，其内容又很抽象，学生学习较困难。如何在有限的教学时间内让学生们掌握，是教学中值得探讨的问题。
根据《液压传动》课程的教学实践中遇到理论和实验教学有效结合点问题，以高职三年制学制《液压传动》课程为研究对象，其教学目标是掌握液压传动基本理论，根据所学基础知识，能设计适用的液压传动系统、分析相关的设施与设备的液压系统。并在今后的专业课程学习和工作中具有综合应用这些知识的能力，是以培养实用型专业技术人才为主要目标的。因此，在高职三年制学制《液压传动》课程的设置上应充分考虑学科结构、教学目标和教学目的。
首先从《液压传动》课程学科的基本结构分析教材编写中的理论和实验教学有效结合点，在目前的《液压传动》课程教学中，理论强调较深，理论知识与实践应用脱节，过多注重理论知识的灌输，轻视了理论知识的应用和实践。学生接受到的信息以理论知识为主，缺乏感性认识和实践经验。美国著名的认知教育心理学家布鲁纳认为，把学科的基本结构放在设计课程和编写教材的中心地位，使它成为教学中心，只有学生掌握和理解一门学科的结构，才能把学科看作是一个互相联系的整体。这说明《液压传动》课程教材编写中理论和实验教学有效结合点在学科结构的重要性。其次从教学目标与教学目的的相互关系分析教材编写中理论和实验教学有效结合点，明确教学目标，从而制定教学目的，提出专业教学标准与课程标准中，明确了知识与技能的内容和要求、参考学时，教学目的是对教师要教什么的说明，着眼于教师的教；是以教师为主体进行描述的。教学目标则着眼学生学习的结果，是以学生为主体进行描述；是对学生学习结果的一种须达到规定的要求。发挥教学目的积极作用的前提条件是教学目的制定的合理性。教学目的要在教学计划中恰当定位，与教学客体、教学内容、教学方法等协调一致，这就说明理论教学和实验教学在教与学的过程是不可分离的，在《液压传动》课程教材编写中规定不同教学阶段理论教学和实验教学结合点，对于达成教学目标完成教学目的的重要意义。
以高职三年制学制机械工程系的相同专业的2个为研究组，进行对照，使用同样的专业教学标准与课程标准、相同的教材，项目进行过程中研究组与对照组并不预先知道。
1.1 以专业教学标准与课程标准为依据，整合教材与实验手册 为了减小理论教学教材和实验教学教材或手册分开编写造成内容偏差，按照《液压传动》课程教学标准与课程标准的要求的知识与技能的内容和要求、规定学时数，以专业选定的液压课程教材为主，结合现有的实验资源和条件，修订和调整实验教材或手册，使之与《液压传动》课程教材在内容上和要求一致，并以模块化配套。
1.2 依据专业要求提出结合点 不同的专业教学标准与课程标准不同，根据其要求，首先确定每一章节理论教学和实验教学先后顺序，其次确定理论教学和实验教学内容的同步点。确定了这样的结合点后，在教学过程中，使实验教学贯穿整个理论教学过程，二者交叉融合，相互配合，形成了理论和实验教学有机结合的教学过程。
1.3 调整课程教学标准 在不改变研究组班级的教学目标和目的、不改变学时数的条件下，将《液压传动》课程教材和修订后实验教材或手册模拟成一套教材，为使学生能够掌握液压课程教学标准与课程标准的要求的基本技术和技能，确保有足够时间，适当调整实验教学的学时数，增加的学时数控制在5%以内。在安排教学计划是将理论教学、实验教学与课程设计的各个环节统一考虑，精心安排时间、教室、实验室、试验设备、师资等教学资源，以满足理论和实验教学有效结合点的要求。以此避免了以往教学过程中教学计划和实验计划分开安排，先进行理论教学，在每一章节末或定期安排实验教学，使理论和实验教学结合不好的情况。
2 理论和实验教学结合实施，对教学效果考核与分析
2.1 教学内容模块化 在课程教学标准调整实施过程中，其教学标准、教学计划按模块进行制订，将原有的理论教学教材与实验教学用的教材容为一体，按课程内容模块化划分，教学课时按各个教学模块重新分配，先理论教学后实验教学配合。通过实例分析，把相关的知识点有效联系起来。
2.2 实验内容同步化 教学模块划分中，实验与实习内容模块包括有液压元件结构认识、主要液压元件性能的掌握、液压系统的组成、液压系统的测试与故障诊断的实验与实习内容。将实习与实践内容同步进行，能及时解决学生在学习中遇到的困惑和疑问，加深学生对所学知识的理解，同时提高了学生学习的积极性和主动性。通过对液压系统调试、性能分析、故障诊断实验的开展，有助于培养学生的创新意识并提高学生的创新能力。
实验与实践分有认知型实验和综合动手操作型实验实验。两种方式实验的结合，学生通过对液压元件拆装过程，掌握了结构、认知验证了性能；通过对系统的设计与组合，提高了分析性能的综合能力。
3 结束语
通过本项目的研究，明确高职三年学制《液压传动》课程教材编写中理论和实验教学有效结合点，确定理论和实验教学合理的学时比例，提出《液压传动》课程教材编写教学标准与课程标准或大纲模式，在教学过程中，使实验教学贯穿整个理论教学过程，二者交叉融合，相互配合，形成了理论和实验教学有机结合的教学过程。在现有的教学资源下，培养学生专业技术应用能力，适应社会对生源需求的要求。
参考文献：
[1]《教育理论与教学研究》ISSN/CN标准刊号[CN：65-1805/Z]，[ISSN：1618-2616].
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现在的制造业随着时代和科技的发展自动化、机械化程度很高，社会各行各业所需要的技术人才越来越多，而现行社会反而就业压力大，企业招不到所需人才，这是大家有目共睹的社会现象，也是社会矛盾，从而也说明我们的职业教育在培养人才方面存在很多方面的问题，就业的供需矛盾，对学生的培育矛盾，学生的自身矛盾都凸显出来了。作为一名从事职业教育的工作者，我觉得要抛开一切客观原因，努力钻研，克服困难，积极为自己的教学创造机会，打造教学平台。这就是我的教学工作想法。所以我借助我所教的一门《液压技术》课程进行教学方法的探讨。液压技术课程是机械专业中的一门较为重要的职业技术课，这一门课对于实践性的要求是很大的，特别是随着计算机技术的普及以及自动控制技术的发展和应用，液压技术已经逐渐的发展成包括控制、检测、传动等技术在内的一门较为完整的自动化技术。该课程已经成为纺织、农业、汽车、工程与矿山以及国防产品中不可缺少的重要的一门技术。很可能成为独立专业来开设，所以又能让很多的学生来独立选择学习和就业，我觉得也是一个方向。但是这一门课程内容比较繁杂，而且理论知识比较抽象，所需的知识面广，这就使得这门课程教学较为难，学生不容易接受，这就是我所要探讨的教学理念和认真思考的教学方法。下面就从几个方面来谈谈我的教学思路。
一、学情分析：根据我校的招生模式，宽进严出的招生机制，学生大部分来自初中生，学生的文化知识薄弱，应用知识功底很差，空间想象能力不强;而我们的教材使用的是高等教育出版社的《液压技术》教材;作为四年制高技的机电类和数控类班级学生来讲在专业知识的入门上要对学生现有情况进行摸底调查，了解具体的学生情况，必须要对教材内容进行整合，适当降低入门的授课难度。但是，在一开始就要严格要求，特别是基本概念掌握和延伸，要精讲精练，通过课上精讲、课后巩固练习、检验测试等方式确保学生熟练掌握。
二、规范教学计划，突出专业类型：根据学生的学情状况，学生的专业层次严格制定教学计划。首先在确定降低课程难度的前提下，虽然两个专业同属于机械机电制造类，有共性，但他们的职业发展方向不同，所以我们要对教材内容进行严谨的讨论分析，数控类和机电类的学生在学习本课程时各自应该掌握哪些内容，着重点在哪方面，而且要结合学生以后的岗位工作和就业方向来考虑，所以我们要对教材内容进行细化，然后量化。切不要把不同的专业班级做出了同一个教学计划，这样是违背了我们的教学规律。例如：数控类的学生针对本课程的内容学习应该从液压元件的结构及工作原理入手，能够拆卸组装液压元件，能够维护或维修液压传动装备，能够检测和排除液压传动简单故障等问题。而机电类的学生根据自身的专业导向是以电子电学为主，机械为辅，他们学习本课程的主要内容方向应该从液压系统的控制装备入手学习，如电液伺服应用，电液比例控制装置的应用，PLC程控自动化装置的应用;能解决电控部分的数据处理，能应用液压系统软件处理，传感技术等问题。这样解决了不同专业学习同一门课程的教学计划的制定。
三、专业师资力量培养、教学设备的建设：作为《液压技术》这么课程课是一个理论与实践结合性较强的专业技术课，课堂上讲述了大量液压元件及相关系统的结构、工作原理和特点。要求提供的设备多，能给同学们拆装、连接的液压设备，设备的添置由简单液压设备到自动化程度较高的设备渐进，这样有利于培养学生的兴趣。
对专业课程教师来说，我们的老师专业比较单一，对于液压技术这个专业领域发展很迅速，程控化、自动化程度越来越高，我们的现有专业知识还远远不够。作为教师也是要不断地充电，我们必要时一定要下企业去学习新的液压装备，同时我们也能用好自己现有的资源，电类、机械类的专业教师可以互相学习和探讨，试想在这门课程改革初级阶段，把液压课做成实践课，由两个老师来完成教学任务。应该教学效果是有很大的提升空间，这样有利于学生学，也有利于专业老师授课之间的互补。
四、教学方法改革：这是本文探讨的核心话题。我们要改观学生学习没兴趣，老师教的没激情。怎么做------
1、打破常规的传统教学一言堂式，彻底颠覆以书本教学还之书本的教学魔咒。再也不能趴在书本上学点概念、公式、原理啦。我们要立足学以致用，实践与理论相结合，就是现在所提倡的产教结合，同时建立液压试验台，通过联系企业做简单生产和教学液压实验来完成教学任务。
2、教学目标的确定、分解以及支撑
确定教学目标，实际也就是指通过对液压传动课程的教学，使得所有学生明白应当具有什么样的技能，或者说应当学会哪些知识，应当学会怎么解决问题的方略;教学目标的支撑其实就是指需要确定本课程的教学内容是什么;而教学目标的分解也就是为了教学方便以及容易实现教学目标，可以将教学的内容分成为几个模块，每一个模块的相应教学都应当实现一定的阶段性目标。具体的实现步骤：将培养能力作为目标主线，以加强知识学习当成目标的主干，也就是首先实现知识目标必须学习的基本内容，其次，确定“辅干”，也就是除了需要支撑知识目标之外，达到能力目标尚需具有相应的常识和技能。因此，根据上面所阐述的原则并依据教学所决定的目的，《液压传动》课程基本上可以分为六个教学模块，如表1所示。
表1 教学模块
模块 教学方法
1、液压设备及其功能 参观并在师傅指导下操作（突出职校学习模式）
2、液压出爱的系统图 多媒体课堂教学（提升感性认识）
3、液压系统的组成 实验教学（提高学生动手能力）
4、液压传动系统的设计计算 课堂教学（典型实例分析）
5、设备使用与维护 企业和实验平台教学（产教结合）
6、课程设计 综合训练（突出课程教学效果）
3、课程改革方案实施
《液压传动》课程方案实施必须按模块依次实践：
第一个教学模块应当安排在生产的现场进行。主要教学内容：选取生产企业中比较常用的液压机械设备作为贯穿课程始终的案例，如图1所示。以便让学生对液压设备的组成有有所了解，现场感受一下传动系统的巨大功能，因而能够使学生对其产生一种好奇感，激发学生们学习《液压传动》课程的兴趣;与此同时，通过让学生们去现场调试液压设备，让其感到这些设备的使用其实并不很难，因而提高其学习的信心。经过这一个教学模块的学习，使学生们找到了学习的目标，而且带着目的性的学习进入到第二个模块。第二个教学模块需要在多媒体教室进行学习。主要教学内容：选定该课程涉及到一些液压系统原理图;如图2所示。目的在于通过多媒体技术形象地向学生展现液压系统的基本原理;灵活地对液压系统进行组合和拆分，也就是把一个完整的液压系统进行分解，将其分解为几个液压基本回路，以便能够更形象的分析其工作特性与回路的功能，形象地描述某些液压元件的工作原理与内部结构特点;此外，通过多媒体技术的大容量优点对各种液压元件的表征符号以及国家标准的相关规定进行详细的阐述。在这个教学模块学习过后，使学生真正学会怎么样利用所学到的理论知识对液压传动的实际问题进行分析与研究。
第三个教学模块的学习应当在实验室完成，目的在于使学生通过实物和原理图的对比，了解不同液压元件的属性;通过实际的拆分过程，去熟悉一些比较重要液压元件（特别是那些出现故障的频率非常高的元件）的内部结构、基本原理以及拆装方法。通过第三个教学模块的学习，使学生真正掌握液压传动系统可以实现那些巨大的功能的原因。与此同时，也使学生真正知道为什么液压系统有时会出现故障，以及哪些液压元件出现故障的概率比较大。第四个教学模块的学习在普通教室进行即可，主要目的在于能够对学生进行训练与设计;以便可以对其进行分类指导。通过这一个教学模块的学习，使学生真正知道选择标准液压元件的具体方法。第五个教学模块的学习应当在实验室和工厂进行，同时对学生的能力进行相应的检测，检测的方法主要是人为的设置的一些比较常见的故障，如可以有目的性的减少液压系统中的液压设备，或者认为的设置一些液压设备故障，当然也可以是工厂中机器出现的一些随机故障。第六教学模块的学习可以安排一周到两周的时间，通过这一教学模块的学习，使学生真正具有接受综合性训练的机会，真正提高理论与实际结合的能力
4、结束语
这次的探讨教学改革，只是结合了本人的教学想法，事实求是的针对了本学校的办学模式和学生层次情况，谈了我的一些观点，有很多不足的地方敬请同仁们批评指正，但我还是觉得要想真正培养出与社会的需求相适应，能造就出适合生产建设、技能、服务与管理第一线的技术应用型人才，我们只有也只能通过适当的课程教学改革。这才是我们职业教育工作者的追求。
参考文献
[1]《液压与气动传动》陈奎生主编，武汉理工大学出版社，2001年8月
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液压传动系统仿真实训教学的目的及意义
《液压与气压传动》是一门集机械原理、机械设计、流体力学、检测技术和自动控制等多方面知识于一体的综合性课程，相关技术在机床、工程机械、交通运输、冶金机械、农业机械、塑料机械、锻压机械、航空、航天、兵器、石油与煤炭等许多领域应用相当广泛。故该课程是机械类专业一门极其重要的专业基础课，且其实践性很强，旨在培养学生具有读懂一般机械液压系统原理图，并且独立运用所学知识综合分析和解决工程实际中机电液控制系统、液压与气动等相关问题的能力，以及设计中等复杂程度以下液压系统的能力。但基本概念难以理解、元件结构复杂、系统工作过程抽象等，一直是这门课程教学的难题。实践教学则一般停留在演示性和验证性实验上，很难构建新的回路，具有一定的局限性和欠缺。基于FluidSIM软件的仿真实训教学可以帮助解决这一系列问题。
FluidSIM软件内置各种标准液压、气动、电气等元件库，具有方便快捷的绘图、设计功能和先进的机电液控制系统仿真功能。在实践教学中应用FluidSIM软件对回路进行模拟运行和检验，能使学生清晰地了解各元件在回路各个运动阶段的工作过程，加深对元件和回路原理的理解。利用FluidSIM软件对液压回路及控制系统进行仿真实验，使机械、液压、电气有机结合，能进一步加深学生对机电液控制系统的理解，并使学生能灵活地运用已经掌握的知识分析和解决实际问题。FluidSIM仿真软件使用独立的液压及控制元件，很容易连接成不同的液压控制回路。对这些元件不同的组合，可以得到不同回路，学生可以方便快捷地搭建各类电、液控制回路，能激发学生的创新意识，培养学生整体构思设计能力和综合运用知识的能力。FluidSIM仿真软件还可对系统进行准确的动作和工作参数的模拟及测试，可以真实地反映、模拟现场实际，为设备的维护、故障分析提供依据。
液压传动系统仿真实训的设计思路
所设计的仿真实训内容呈现出不同的层次梯度：从基础到提高；从基本元件认识、简单回路连接到复杂控制回路联动；从液压回路的单模块到机械、电气、PLC、液压集成的综合模块，从功能演示、原理验证、操作互动到探索实验、自我设计。进而从让学生能掌握扎实的基础知识，独立运用所学知识分析和解决问题，到按照要求设计出符合实际工况的一般中等复杂程度的机电液控制回路。
加强学生对液压传动系统的组成、工作过程和特点的理解和各液压元件结构、原理、工作性能、连接方式和功用的认知，以及对仿真软件的安装与搭建液压回路的基本操作方法的学习，由仿真实训指导书和仿真实训报告书中的实训报告要求体现。分析液压系统原理图，深度理解液压控制阀在液压基本回路中所起的作用，解读系统工作过程和状态；在同一动作要求下发散思维，修改元件的组合或电气控制程序，设计出不同的液压回路；根据工况要求，设置简单的PLC控制程序，使用常见的液压元件、电气元件等元器件进行设计、搭建各类电液控制回路，这些由仿真实训指导书和仿真实训报告书中的思考题、选做思考题体现。选做思考题由教师根据实际教学情况选定，供有兴趣的学生选做。所设计的思考题要有很大的自由度，课堂考核标准应具有一定的灵活性，学生根据自己的理解和想法搭建出合理的控制回路，所得结果只要理由充分、设计合理、考虑全面都应取得较好成绩。
液压传动系统仿真实训的内容
我们当前设计的基于FluidSIM软件的液压传动系统仿真实训包括8个单元，最后一个单元为仿真实训考核。实训时间为4周。具体内容如表1所示。
仿真实训项目的实施
根据以上仿真实训项目的设计内容和思路，对实训课的上课方法、情景设置等都做了一些调整，并将课堂考核融入到实训项目的实施过程中，提高学生的完成能力。以实训五“差动连接回路”项目为例，其实施过程如下：
（一）教师借助仿真状态图，演示差动连接回路使液压缸快速运动的工作原理
如图1（a）和图1（b）所示，当液压缸活塞没有触碰到行程开关S1时，电磁阀处中位工作，液压泵输出的液压油同时与液压缸的左右两腔相通，回路呈差动连接状态；当触碰到行程开关S1时，电磁阀处左位工作，液压缸左腔进油，右腔回油，活塞杆继续伸出；当触碰到行程开关S1时，电磁阀处右位工作，活塞杆缩回。由液压缸的仿真状态图图1（c）可以很清楚地看到，液压缸伸出的过程中，其差动连接阶段的位移曲线斜率明显大于非差动连接阶段，充分说明了在不增加泵流量的前提下增加了供给无杆腔的油液量，使活塞快速向右运动。
（二）在教师引导下，学生在FluidSIM仿真软件界面中搭建满足工况要求的差动连接回路
工况要求提出由行程控制液压缸动作：快进—工进—快退，如图2（a）所示，速回路实现工进；采用换向阀实现快退。再进一步考虑用行程开关控制电磁换向阀实现快进和工进的换接，以及工进和快退的换接。原理图设计如图2（b）所示。
（三）根据PLC控制电路知识，完成液压缸动作编程
学生通过系统原理图和液压缸的动作，得出电磁铁的动作顺序，如图2（c）所示，再综合以前所学PLC知识进行编程。其程序如图2（d）所示。
（四）根据PLC程序选择和连接电气元件，其电气控制原理图如图2（e）所示，完成由行程开关控制的液压缸动作。然后进行仿真调试，检验系统工作是否满足工况要求，液压缸的仿真状态图如图2（f）所示。
从设计搭建回路到编程到仿真完成液压缸动作，教师起引导作用，学生有较大自由度。学生可以提出自己的想法和方案，采用仿真调试的手段来验证，并记录在报告中。课下将仿真实训报告书上交，教师记分作为实训平时成绩。
（五）教师引导学生在课堂上通过搭建回路，对其仿真、分析、调试，完成实训报告中的发散型和设计型思考题，并根据学生的完成情况当堂打分，作为课堂考核的平时成绩
思考题如下：（1）M型中位机能的三位四通电磁换向阀在该回路中起何作用？采用O型中位机能的三位四通电磁换向阀是否可行？为什么？（2）该系统中，二位三通电磁换向阀可以用两位两通电磁阀代替吗？如果可以，绘制回路图。（3）该系统中，若将二位三通电磁换向阀换为二位三通机动换向阀，液压缸动作是否能满足工况要求？PLC控制程序须如何修改？（4）若采用P行中位机能的三位四通电磁换向阀实现差动连接，要求工况动作不变，若可行，绘制回路图，给出PLC控制程序或电气原理图。（5）试设计一个回路能满足该工况要求，请绘制系统原理图，给出PLC控制程序梯形图或电气原理图。此题由教师根据实际教学情况选定，由有兴趣的学生选做。
仿真实训项目实施效果
FluidSIM软件信息量大、内容新颖、功能齐全。在仿真实训项目的实施过程中，教师可以很好地将专业理论和实践相结合，不仅增强学生的感性认识和学习兴趣，而且增加学生实践和动手的机会。其先进的仿真功能，直观、逼真的仿真效果，能加快学生对液压元件、液压基本回路、简单的机电液一体化系统的理解速度，进而提高学生的学习质量。利用软件对液压与气动回路及控制系统进行仿真实验，能使机械结构和传动、液压气动技术、可编程控制器等知识有机地结合起来。通过为液压系统设置控制电路，学生可以实现综合练习，激发出创新意识，培养整体构思能力。由于加大了平时学习成绩的比例，能提高学生对课程学习过程的重视。实训教学的开展，也促进教师不断学习，在对软件的熟悉、运用和实训项目的设计、实施过程中，教师提高了自身的业务素质。
仿真实训项目方案的进一步优化
在本课程的仿真实训教学的实施过程中，我们也对项目的设计方案和内容进行了思考。仿真实训项目的设计方案、内容可做出更进一步的优化：可改进基础知识呈现的方式方法，使其更具直观性，增强综合实例中各科知识之间的关联性。对学生在认知过程中所提出的想法，教师应循序渐进地引导，要加以肯定，以调动学生的积极性。应考虑增加强化机电液综合模块的选做实训项目和工程实际运用较多较简单的机电液控制系统的例子，简化后作为选做的实训项目，以满足部分兴趣浓厚、有想法、积极性较高的学生。还可将传感器技术、逻辑电路控制技术、计算机控制技术等融入其中，模拟工程实际例子形成综合实训系统，深层次地加强学生对综合知识的运用能力，使学生开拓眼界，拓宽知识面，为日后进一步深入学习、从事专业工作做好铺垫。
参考文献：
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篇10
Li Xiao, Xiao Tibing, Yang Xuerong, Wu Xiaohong, Huang Zhijian, Cheng Siyuan, Guo Zhongning
Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China
Abstract: The hydraulic and pneumatic transmission course system consisting of theory teaching, comprehensive design experiment and mechatronic-hydraulic comprehensive design project was established in this study, in order to satisfy the requirement of cultivating applied personnel. The students’ initiative, creativity and the capability of analyzing and solving problem were improved by optimizing theory teaching content, giving comprehensive design experiment and project courses, and building multimedia teaching material, experiment equipment, and teaching website.
Key words: hydraulic and pneumatic transmission; course system; reform
液压与气压传动技术是20世纪40年展起来的一门新兴技术，它的出现极大地促进了工业自动化的高速发展，已广泛应用于机械制造、工程机械、冶金、石油化工、建筑、船舶、汽车等领域。液压与气压传动课程已成为工科院校机械类专业重要的专业基础课或专业课[1-3]。
多年来，液压与气压传动形成了较完整的“理论教学＋验证实验＋课程设计”课程体系。但随着改革的深入，它已经不能适应21世纪科技进步和社会发展对创新型、应用型人才的需求，存在的主要问题是：理论教学内容偏多，实验属验证性实验，课程设计缺乏实践性环节，学生学习缺乏主动性和创造性。因此，我们对液压与气压传动课程体系进行了改革，提出应构建“理论教学＋设计综合实验＋机电液综合设计项目”的课程体系，以加强实践性、设计性和综合性教学环节，提高学生的创新能力及分析和解决问题的能力。
1 课程体系构建
围绕培养创新型、应用型人才培养目标，有必要优化调整理论教学内容，改革实验教学和课程设计模式，构建注重实践教学的课程体系(如图1所示)。
图1 液压与气压传动课程体系
1.1 优化理论教学内容
理论教学是教学的核心，教学内容不仅要有适宜的深度和广度，还应突出知识重点。为此，我们删减了液体静力学、动力学的理论分析及液压元件的结构和静、动态特性分析等内容，增加流体力学基础知识和液压元件的工程应用及反映新技术成果的内容，将液压系统的设计计算和液压辅助元件部分归到课程设计中，以突出液压元件、液压基本回路组成原理和特点的重点理论教学内容。
1.2 开设综合实验设计
实验教学作为教学的重要组成部分，是连接知识与实践、实践与创新的桥梁。为了培养学生的设计、安装、调试等综合技能和创新能力，我们将验证性实验改为设计综合实验，实验内容分为认知性、设计性和综合性3个层次，每个层次都设置若干个实验项目(见表1)。教师可在各层次中选择适当比例的实验项目(未全列)，按照由浅入深的原则组织实验教学内容。学生在进行每项实验时，先按照设计与实验项目要求，拟出实验原理图，然后自己动手安装、调试实验油路、电路和测试仪器，测试并保存实验结果，实验后整理实验数据，分析实验结果，提交实验报告。
表1 设计综合实验项目
1.3 开设机电液综合设计项目
课程设计是学生运用所学理论进行的创新性工程设计实践，但因设计题目单一，设计方案不能验证，学生设计时缺乏主动性和创新性。对此，我们将课程设计改为“机电液综合设计项目”，增加了设计方案验证环节和电气系统设计等实践性、综合设计性内容，让学生能综合运用液压传动及其他先修课程的理论知识，进行一项全面的机电液系统的综合设计实践，从而提高其实践能力和创新设计能力。图2为该项目的实施步骤。
图2 项目实施步骤
2 教学条件建设
按照新的课程体系，传统的理论和实验教材及实验设备已不能适应，因此有必要对其进行改革和重建，为学生主动性学习和创新能力的培养创造条件。
2.1 教材建设
利用纸质教材，让学生在有限的学时内掌握液压与气压传动技术确实有难度，原因是液压气动元件结构复杂，回路组成原理难懂。为此，我们编写了适合本课程教学特点的多媒体教材，并开发了配套的多媒体教学软件[4]。利用平面和立体动画、三维结构爆炸示图等多媒体素材，提高教学效果。如在讲授注塑机液压系统时，采用图3所示的原理图，教师可利用动画演示系统的液流方向及各执行元件的启停、慢速、快速等运动，还可分步演示各回路的动作，或自动播放整机的工作过程，学生很容易就能理解注塑机液压系统的复杂原理及特点。
图3 注塑机动画原理图
2.2 实验台建设
实验教学设备是重要的实践教学平台，其先进性与开放程度对培养学生的实践能力和创新意识有重要的作用。但原有的实验台结构固定、功能单一，只适于做简单的验证性实验。对此，我们建设了具有设计性、综合性特点的实验台。它由液压实验装置、电气装置和各种检测、控制等仪器组成。在该实验台上，学生可以动手组建各种液压回路、PLC控制系统或计算机控制电液比例系统，完成设计性、综合性实验，从而提高实验操作技能、创造力和分析解决工程技术问题的综合能力。
2.3 网络建设
为使学生能够充分利用网络资源，系统地学习液压与气压传动基本理论，提高学生学习主动性和学习效果，我们建立了液压与气压传动教学网站。网站内容包括课件、教案、习题、实验指导书、教学大纲和参考文献等多种素材。网络课件具有平面动画演示、三维结构爆炸示图演示等特点。学生可以在课后，利用网络资源学习液压与气压传动的原理、组成和系统设计方法，从而加深对液压与气压传动技术的理解。
3 结束语
围绕培养创新型、应用型人才目标，对液压与气压传动课程体系进行了改革尝试。实践证明，采用新的课程体系后，理论课师生互动性加强，学生学习兴趣浓厚，实验课学生主动性提高，工程设计能力和创新意识增强，教学质量明显提高。该项成果可为其他院校的课程体系改革提供参考。
参考文献
[1] 姚春东,高殿荣,刘劲军.液压与气压传动教学改革的探索与实践[J].教学研究,2006,29(2):155-156,160.
篇11
在技工院校中，专业教学都是为以后踏入社会做准备的。因此，《汽车机械基础》课程作为汽车专业中非常重要的一门技术类基础课程，所以，学好这门课程的重要性可想而知，它为以后的汽车专业课程奠定了基础。传统的教学已经无法满足现代社会的需求，因此在教学中，教师要对教学课程重新进行规划设计。
1 职业能力导向下的《汽车机械基础》课程设计
在技工院校中，专业教学都是为以后踏入社会做准备的，因此，在进行《汽车机械基础》专业课程的设计时，需要让学生能够对汽车的构建及材料有非常深入的认识。在对汽车材料的讲解中，教师主要需要让学生能够正确的辨别各个材料在汽车运行中的作用，能够正确的使用其材料。本文将《汽车机械基础》课程体系划分为四个项目来进行课程设计并简单阐述。
项目一：汽车在其传动机构上的课程设计，教师需要将汽车中的带传动、链传动、齿轮传动、凸轮机构、轮系传动等的工作原理作为重点内容进行设计。
项目二：汽车工程材料。教师在进行课程设计时，所要做的就是将汽车中金属种类材料在汽车力学性能上以及工艺性能上的特点进行重点内容，同时还要将金属材料的分类及在汽车中起到的作用做出相应的讲解。
项目三：汽车液压技术。在对这一内容进行课程设计时，教师所要做的就是将汽车液压传动技术在汽车中的应用及液压传动基础知识作为重点内容进行深入讲解。
项目四：汽车运行材料。教师对这一课程的设计需要将汽车的运行材料在使用性能上，各种规格的划分、评定及选用上都需要作为教学的重点来进行设计。
这四个项目的划分会随着市场的需求而进行改进及完善，《汽车机械基础》课程是学好汽车专业其他课程的前提，因此，《汽车机械基础》课程的设计就尤为重要了。
2 汽车机械基础课程能力本位的改革探索与实践
（一）调整教学标准，优化整合课程
在汽车机械基础课程中，需要对市场需求及行业动态有着非常密切的关注，随时了解其最新的动态，这样教师才能及时的调整教学计划，将教学内容进行有效的整合，通过精简理论知识的教学方式来增加实践教学的时间。精简的《汽车机械基础》课程是将上文中提到的四种项目来进行教学的。通过对汽车行业的了解，结合其实际需求来将教学内容中可以略讲的内容进行删减，提炼出重点内容来进行理论教学，这样才能让学生能够拥有足够的时间去进行实践学习。
（二）教学方法和教学手段的改革
由于汽车机械基础课程所涉及的内容较为广泛，因此，学生在学习时常常会有信息太多太杂，难以接受的感觉，基于这一问题，教师的教学方式会直接对教学的质量及效果产生很大的影响。所以，教师要将自身上课的方式进行改变，以此来使课程的能力本位能够顺利的变为学生的知识和能力。
（1）探索并采用与技工院校生源特点相适应的教学过程、教学方法和手段
由于技工院校学生的学习基础相对于普通高中的学生来说普遍较低，因此，对于其的教学方式应该侧重于及感性认知的教学模式。技工院校教育要针对学生的这一特点来设计教学的方式，利用各种有效资源来进行多样化的教学，并将传统教学与现代化技术想结合起来，使教学不再枯燥无味。
（2）改革传统的闭卷考试形式，采用以职业能力为基础的项目考核方式
我国传统的考试体系都是以闭卷为主，很少会采用其他形式的考核。但是由于闭卷考试非常的局限性，很难真实的对学生的实际情况进行考核，因此，这就需要对传统的考核体系进行改革，通过多种形式相结合的考核来对学生进行各个能力的综合情况来进行考核，让学生能够对自身的学习情况做个总结，激发学生的求知欲。
（3）实践性教学环节的改革
在传统的教学中，知识的获取都是在教室中进行的，但是随着教育的改革，实践性教学也已经越来越受到重视，这不仅能够培养学生实际动手能力，还能培养学生对汽车各部件的真实情况的认知度，让学生能够直观的去了解，而不是仅靠教师口头描述。在技工院校教育中，动手能力才是最为主要的教学目的，汽车机械基础能力本位课程通过实践教学能够让学生能够掌握汽车各方面的实用技能，为社会培养出高技能，实用性的人才，为以后学生踏入社会出一份力。
3 结语
汽车机械基础能力本位课程是汽车专业技能的基础教学，因此，技工院校学校要对其格外的注重，只有将这门技术知识掌握牢固，那么对汽车专业中的其他课程也都有着非常大的影响。为了让学生能够拥有更强的技术能力，适应社会的发展需求，技工院校学校还需要通过不断的努力来进行实践探索，不断完善教学体系。
篇12
1.结合专业特色和培养目标，明确教学目标，调整教学内容，制定教学大纲
中等职业学校培养目标是培养生产一线的应用型、技能型人才。机电、机械类专业学生毕业后主要从事自动化生产线、机电、数控设备的安装、调试与保养或操纵工作，由于学校的性质不同以及培养目标不同，以及用人单位对人才的新要求，应针对以上实际工作需要来确定《液压与气动传动技术》课程的教学目标，调整教学内容，制定教学大纲。对于中等职业学校机电、机械类专业学生，《液压与气动技术》这门课的教学目标应侧重于现场实际应用，以及分析问题、解决问题能力的培养。
2.理论联系实际，改革教学方法和手段，提高教学效果
为了提高学习效率，获得较好的学习效果，在教学过程中根据课程内容、课程资源及学生的理解接受能力和学习习惯，采用行之有效的教学方法。主要有如下方法：
2.1采用问题探究教学法
循序渐进地安排教学内容和进度，逐步培养学生分析问题的能力。
先整体后部分，由表及里是人们认识事物的规律。学生刚接触一门新课时，往往不知道学习这门课的意义以及这门课的知识在实际生产中的应用，为解决这一问题，将事先拍摄的液压工程机械设备的图片、工作录像，在第一堂绪论课上播放给学生，带领学生到自动化生产线实训室参观，给学生演示设备工作过程，让学生对于液压与气动传动技术在实际生产中的应用有整体感性认识。在此基础上，归纳出液压与气动系统四部分，即动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件的组成及功用，并让学生多接触各种元件的实物。此时仅向学生介绍各元件的功用，让学生识别这些元件，知道有什么功能。以基本典型回路为主线，侧重讲解液压气动元件三要素，即结构、再作用和符号。
2.2基于现代信息技术的教学方法
综合运用多媒体组织教学，提高教学效果。
《液压与气动传动技术》这门课概念多、结构复杂、原理抽象、理论性强，液压传动的各类元件和工作介质都是处在封闭的状态，使其设备故障具有隐蔽性、多样性、不确定性和因果关系复杂性等特点，这必将增加课程学习难度。为了将典型元件的结构、工作原理和系统分析讲解和描述清楚，采用多种媒体设备组织教学。讲解液压、气动元件的结构、工作原理时，先通过实物讲解其外部结构，以及与其它部件的连接关系，再采用彩色剖视图讲解内部结构，借助动画生动地展现元件的工作原理、通过搭接实际回路，以回路中介质的流动方向和执行元件的动作过程，最后在现场进行实物回路连接。综合运用挂图、教具、实物、图像、动画等多种媒体来组织教学，抽象的教学内容变得直观、生动，使得学生容易接受、理解和掌握，教学效果得到明显提高。
2.3训练与实践式教学方法
实施分小组教学，培养学生理论联系实际能力。
传统教学过程中是理论教学与实践教学分开，理论课老师负责讲理论，学期中途安排两周时间实习，由实习课老师负责，由于班级多，各班实习时间必须错开，理论课与实践课内容很难同步。实施教、学、做一体化教学，将课堂放在实验室，讲解元件结构、原理时，直接使用实物和仿真教学手段展开教学。并让学生动手拆装，讲解液压与气动基本回路时，采用现场教学法，学生对于回路的组成及工作过程有了更为直观的理解。
3.改革考核方式，综合评价学生
液压与气动传动技术课程传统考核方式采用笔试，以期末考试成绩为主，有些学生平时学习不认真，期末前“死记硬背”老师所给复习提纲，暂时可以获得很好的成绩，考完后不久就什么都不懂了，并没有达到提高能力的目的。很显然，这种考核方法有待改革。改革考核方式主要是侧重过程考核。学生的期末考核成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成，其中平时成绩占70%，期末考试成绩占30%。平时成绩考核包括课堂纪律、考勤、回答问题、小组学习过程中小组工作完成情况和个人在合作中的表现等等。
通过加大平时考核力度，综合考核学生，学生端正了学习态度、注重了平时过程中的学习，对于理论知识较弱、动手能力强的同学，自信心大大增强，学习积极性也得到了很大的提高。
4.将多课程知识内容融合于教学，加强创新能力的培养
现代科学的发展，注重不同技术以及多学科的融合。液压与气压传动技术的发展，已不仅限于单纯的传动，其控制方式根据要求有很多，机电液气一体化技术，是液压传动技术发展的一个趋势。
因此，在实践环节，可进行相应的机电液一体化实验。比如，结合PLC知识，学生可自行设计液压回路及相应的电气控制系统.以实现一定的功能，使得学生对于PLC知识和液压传动的一体化有初步的认识。在教学过程中，结合测试和故障诊断技术，设计液压系统模拟故障试验，使得学生能对信号采集、信号处理以及最终的故障诊断有初步了解，从而得到机械工程学科系统的训练。因此，在教学过程中，除必要的实验之外，可安排学生进行相关的课程设计。
在教学过程中，应该注意学生创新能力的培养，在启发式教学中，结合工程实际，利用相关理论对实际问题进行分析。同时，对于新知识、前沿技术，应该不断更新和补充，使学生能掌握专业发展方向和研究热点。
5.依托全国中等职业院校技能大赛契机，“以赛促教、以赛促学，加大机电液气一体化人才培养
据悉，为贯彻落实《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》，全国中等职业院校技能大赛已经成为中等职业教育工作的一项重大制度创新，也是培养技能型人才的重要途径。近几年，教育部连续举办全国职业院校技能大赛，充分展示了各地职业教育的办学成果，一大批优秀技能型人才脱颖而出。根据2013年全国中等职业技能竞赛液压与气动传动技术装调与维修项目的文件通知，本次比赛设计有液压泵站安装与调试、液压系统组装与调试、气动系统安装与调试、电气控制技术、PLC应用技术和液压与气动系统运行维护及故障排除等项目，主要考核选手对液压气动元件的识读和运用，典型液压气动回路的设计与搭接、电气原理图的接线、PLC应用及各种常见故障诊断与排除能力。通过竞赛，为全国中职学校提供液压与气动新技术相互交流的平台，引领中职学校机械类、机电类等相关专业教育教学改革，提高中职学生在液压与气动技术方面解决实际问题的能力。
6.结束语
篇13
《液压与气压传动》是我校机电一体化专业主要的专业基础课。通过本课程的学习,使学生掌握液压与气压传动的基础知识,掌握各种液压与气压元件的工作原理、特点与应用;熟悉各类液压与气动基本回路的功用、组成和应用场合;了解一些典型液压与气压传动系统在机械设备中的应用;初步具备在生产实际中运用液压与气压传动技术的能力。
目前,液压与气动技术广泛用于机械制造、冶金、造船、石油化工、建筑、汽车、工程机械、注塑、纺织、食品及其它部门。近年来,随着计算机技术在液压与气压传动中的广泛应用,液压与气压传动技术也得到了迅猛的发展,其应用的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。因此液压与气压传动课程的教学就显得尤为重要。本文针对该课程的特点,结合我校的实际情况,从教学内容、教学手段、和教学方法等方面对该课程进行了探索。
一、根据学生实际,合理安排教学内容
我校机电一体化专业属于专科,专科与本科的培养目标不同,主要是为生产第一线培养应用型人才,这就要求毕业生具有较强的技术应用能力。特别需要强调的是,成功素质教育是我校的核心办学理念与鲜明办学特色,成功素质教育的基本原则之一就是“学以致用”,即:“适用、够用、会用”。“适用”、“够用”就是教学内容要以“适用”、“够用”为标准,无用的不教,用不上的不教;多了不行,少了也不行,确保教学内容与人才素质需求相符合。“会用”则要求教学内容一定要为学生所掌握,内化为学生的素质。
《液压与气压传动》是一门应用性很强的课程,所以应重点突出“应用”。元件的工作原理、参数含义与选择依据、基本回路的构成及工作原理、典型回路的工作原理、典型液压与气压传动系统在机械设备中的应用等是本门课程的重点,而繁琐的公式推导以及液压元件的详细结构与系统设计等均不是专科学习的重点。传统的《液压与气压传动》教材往往偏重于液压传动部分的知识内容,气压部分的知识内容仅占据很少一部分,而且实践知识讲解得较少。而今气压传动在各种自动化生产线上运用非常广泛,鉴于我们的学生大多数毕业后将进入一些公司的自动化生产线工作,因而加强气压传动部分的知识是十分必要的。另外,液压与气压系统的安装、调试、使用、维护与故障处理等知识,也都是在生产一线非常适用的。
针对以上情况,《液压与气压传动》课程应适当降低理论的难度和深度,对于教学内容中过繁过深的理论推导、分析和计算内容进行压缩,从应用的角度合理调整教学内容。所以笔者首先从教材的选用上入手,选择了针对性较强的适合高职高专类的相应教材,并结合实际情况合理安排了教学内容,将教学内容分为四个部分:一是液压、气压传动的基本原理和系统组成,其中有关流体动力学的公式计算均不讲。该部分重点让学生理解液压、气压传动的原理,掌握液压、气压传动的系统组成,以及各组成元件的图形符号;二是液压、气压系统组成元件的结构、分类、工作原理及性能,重点是元件的结构及工作原理;三是液压、气压系统基本回路的组成和工作原理,应在掌握液压、气压元件的工作原理和性能的基础上,分析回路工作过程和工作特点,重点掌握一些基本回路的分析方法;四是对一些典型的液压、气压传动系统进行分析,如机械手、动力滑台等,重点让学生掌握液压、气压系统的分析方法;五是对液压与气压系统的安装、调试、使用、维护与故障处理等知识作一般性介绍。在进行课程讲解时,不完全按教材的编排顺序进行,如在讲阀类元件时,可结合基本回路穿行。这样,学生在学习单独元件工作原理的同时,可以结合其在回路中的作用,来加深对元件的认识。最后花较少的时间让学生了解本学科的技术前沿、发展动向和最新成果。
二、创新教学手段、改进教学方法、提高教学效果
在教学中注重多种教学方法相结合,给学生创造一个轻松的学习氛围,是学生学习好本课程的一个必要条件。
(一)注重启发式教学,积极与学生沟通,充分调动学生的学习积极性
液压与气压传动课程理论性与实践性都较强,而我校机电一体化专业为独立院校专科,学生学习基础相对较差,这给教学工作带来了一定的难度。在教学过程中,一定要注意运用适当的教学方法,举一反三,以实际问题为引线,引导学生积极展开思维,使学生与教师思维同步运动,产生思维的共鸣,充分调动学生学习的积极性和主动性。例如,在讲授“压力取决于负载,速度取决于流量”这两个重要概念时,我们可以举出机床的工作台的移动,举重机、千斤顶举重物等大量的实例,帮助学生回顾液体静力学及其他的一些相关的基本知识,使前后所学知识融会贯通,加深对所学知识的理解,强化学习效果。同时开拓学生的视野,调动学生的学习积极性,提高教学效果。
在教学过程中,教师要采用多种方法及时与学生沟通。课堂上,注意与同学之间通过语言、动作、眼神来进行互动交流,这样既活跃了课堂气氛,又及时反馈了学生对该堂课程内容的掌握程度,对提高教学效果具有非常重要的作用。
液压与气压传动课程内容较多,有很多概念理解起来比较抽象,为此在教学过程中,要尽量多地采用对比式的教学方法。例如:液压油在管道中流动与电流在电路中的流动相似,液压回路中的压力和流量对应电路中的电压和电流,液压泵对应电源,液压马达对应电动机,液压回路中的液阻对应电路中的电阻等等。由于学生对电路较熟悉,经过对比后,学生对液压回路的认识就会豁然开朗。另外,对比式教学还可体现在本门课的其他内容中,比如泵和马达的结构有很多相似之处,有时甚至可以通用,我们重点讲解泵的结构和工作原理,然后比较泵和马达有哪些相同和不同点;对压力控制阀来说,都是用来控制回路中某点处的压力,其共同点都是利用弹簧力与控制油路液压力的平衡来工作的,由于其结构不同,控制油路的来源不同,导致不同的作用和用法,以溢流阀为例重点讲解其工作原理和结构,再用较短的时间对比讲解减压阀、顺序阀和压力继电器;再则,液压与气压传动其工作原理都是相通的,教学中注意引导学生做到举一反三,不但可节约大量的时间,也有利于学生的学习和理解。
(二)采用多媒体技术辅助教学,提高教学效果
液压与气压传动课程所涉及的内容多,且在讲授元件的工作原理、基本回路及典型回路时图形多、相对复杂,以前利用粉笔、黑板加挂图这种传统的教学手段,很难让学生在较短的时间内掌握如此多的内容。多媒体技术辅助教学能使传统教学手段难以讲解清楚的内容变得直观形象,从而激发学生的学习兴趣。
比如液压油在管道和阀口处的流动,我们看不见也摸不着,学生不易想象和理解其流动特性和流动状态。而利用多媒体,可以把液体在管道中和阀口处的流动状态及流动过程通过动画的形式形象地展现在学生面前,使学生一目了然,让学生能清楚地看到液压油在管道中流动状态的改变,看到阀芯的工作位置改变后液压油的流动状态和方向的改变,从而加深对回路和元件的认识,起到事半功倍的教学效果。
本课程的重点和难点之一是液压元件结构组成及工作原理,由于学生缺乏实践经验,对复杂元件的结构很难弄懂,其工作原理也不容易理解。针对这种情况,一方面在“CAI”课件中增加了一些“液压元件结构与组成”实物录像,将典型的液压元件逐一解剖分析,真实、直观地展示了液压元件的结构组成,学生观看后,很容易就掌握了液压元件的结构组成;另一方面,利用三维动画技术对各种液压元件的结构形状、元件组装和工作原理进行三维动画仿真演示,增加了立体感和真实感,从而使学生对液压元件工作原理的理解也变得深刻而透彻了。
《液压与气压传动》课的另一个特点是液、气压基本回路图和系统图较多,为了调动学生学习的积极性和主动性,让学生更好地理解和掌握基本回路和典型系统,通过二维动画仿真技术,用丰富的色彩、形象的图像和运动的画面,将液压回路及液压传动系统的工作过程逼真地演示出来,枯燥的黑白图片被赋予活力,极大地调动了学生的学习兴趣,有效地改善了课堂教学效果。
三、加强实验教学,提高学生的动手能力
随着我国国民经济的高速发展,经济结构、产业结构的调整,对人才的结构和层次需求在不断地提高,高职高专的毕业生不但要具备一定的理论知识,还要具有较强的动手能力。《液压与气压传动》本身应用性很强,因此实践环节显得尤其重要。
今年,我校液压与气压传动课程已建立了相应的实验室,购进了QCS-B双面气压传动综合实验台与部分液压元件,极大地改善了实践环节的教学条件。
QCS-B双面气压传动综合实验台集可编程控制和各种真实的气动元件、各执行模块为一体,除可进行常规的气动基本控制回路实验外,还可以进行模拟气动控制技术应用实验、气动技术课程设计;采用PLC控制方式,可从学习简单的PLC指导编程、梯形图编程,深入到PLC控制的应用能完美结合气动技术和电气PLC控制技术,特别适用机电一体化等专业实训考核。该实验台配备了多种气动元件,灵活的快换接头和软管,各元件的安装和固定都非常容易,各种元件可以根据需要任意组合,搭成所需的实验回路,另外实验台配备的气动仿真软件,可以方便地绘制出符合工业标准的气动和液压回路图,制图的同时,还可以检查回路图的正确性。由于该软件中的元件参数的调节范围与实际设备完全一致,所以可对设计的回路进行准确的系统模拟。学生可以充分发挥自己的想象力,利用该软件设计所需的气动回路,然后通过实验台,现场安装、调试、检测所设计的回路,验证回路的正确性。
在过去的实验教学中,学生只是被动地根据实验指导书的内容,进行常规的验证性实验。而现在学生利用QCS-B实验台,可以自主地完成从设计、绘图、选件、组装、调试的全部过程,大大提高了学生的主观能动性。目前我们根据实验大纲的要求,设计了典型实验和综合型实验,综合实验属于开放型实验,实验仅给出实验要求,让学生自己根据所给出的实验要求设计一个回路,并要求这些回路可以完成给定的功能。例如,我们让学生设计一个双缸顺序动作回路,要求学生理解气动系统中顺序动作回路的实现方法,通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等),构成顺序动作程序控制回路搭建,实现多执行元件的单、多往复顺序动作,组成控制信号自动换切。还要求学生针对实验过程,在实验报告中阐述自己的设计思想、回路组成、搭建及调试步骤和过程,写出实验收获、心得和体会。
通过气动元件的选择与复杂的连线,学生对各种元器件有了深刻的认识,提高了动手能力,培养了学生的独立思考能力,使学生感受到原本枯燥的气压工作原理图变成了生动的实物,原本复杂的零件结构图变成简单易懂的元件。学生对气压传动有了实质的了解,对传动元件及各个部位的运动和功能有了感性认识。
学生独立完成实验的过程中,他们能够提出自己的设计方案,并且马上就可以利用实验台或仿真软件,检验其设计的合理性。在安装回路过程中,有些学生由于一时疏忽接错了管路,在同学的帮助下,对所接回路进行仔细的检查后发现了问题所在,让学生感受到了集体力量的强大,为今后更好地适应工作岗位奠定了良好的基础。另外,在几个同学的不同设计方案中,经过研究,他们可以从中选取最优方案,从而培养了他们的创造性和互相协作的团队精神。QCS-B气动综合实验台引进了先进的设计理念,拓宽了学生的知识面,收到了良好的教学效果。利用现代化的实验设备,学生真正实现了从要我做实验到我要做实验的转变。
参考文献
