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对高职高专机械类专科《液压传动与气动》课程的探索

时间:2022-03-03 08:07:10 浏览次数:

摘 要:课程教学改革是高职高专院校迫在眉睫的问题之一。结合本人在《液压传动与气动》课程多年的教学实践和新形势的发展需要,从教学内容的优化、教学方式的选择等方面,对机械类专科《液压传动与气动》课程教学进行了探索与研究。

关键词:液压传动与气动 课程教学 教学改革 

液压传动与气压传动是一门相对较新的传动技术,在上个世纪中后期才得以迅猛发展。液压、气压传动系统由于其明显、独特的优点,而在许多经济领域与工业部门均得到了广泛的应用。液压、气压传动技术的应用程度反映了一个国家工业自动化水平的高低。因此,《液压传动与气动》这门课程是高职高专院校机械类学生必须掌握的一门专业技术基础课。我校是1984年创办的全国第一所县级市办大学,在办学伊始就开设了机制专业,就有《液压传动》课程,随着时代的发展,不断在进行改革和探索,在该课程上取得了一定的成绩,曾获得江苏省二类精品课程。《液压传动与气动》课程是在《液压传动》课程的基础上发展起来的,在原课程中增加了气压传动的内容。现我校机制专业仍开设《液压传动》课程,而机电、数控和汽车专业开设《液压传动与气动》课程。

1.《液压传动与气动》课程教学面临的新挑战

1.1. 学时压缩

液压传动与气动系统由五个部分组成,包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和传动介质。这五部分内容除辅助元件因结构和工作原理较简单,可以由学生自学完成外,其它内容前后相关,在教学过程中需通盘考虑,缺一不可,否则最终便达不到能阅读、设计一个完整的液压传动与气压传动系统这一教学目的。《液压传动与气动》课程的总教学学时只有60学时左右(理论教学54学时,6个实验学时)。《液压传动》课程,该课程学时数甚至减到了40学时(理论教学34学时,6个实验学时)。如何处理好教学学时与应达到的教学目标这一矛盾,是这门课程教改面临的第一关。

1.2. 新知识新内容的增加

近年来液压与气压技术发展迅速,出现了插装阀、伺服阀、比例阀、叠加阀等新型液压元件。液压伺服技术和电液比例控制技术代表着液压传动与气压传动技术的未来的发展趋势和发展方向。在实际应用中也越来越广泛。是选择成熟的传统元件和传统系统还是选择新型元件和更先进的液压系统作为教学的主导方向是教改面临的第二关。

1.3. 学生知识素质降低

由于众所周知的原因,选择上高职高专院校的学生素质并不高。生源类型比较复杂,包括普通初中毕业生(即3+2五年制)、普通职高毕业生、普通高中毕业生等,其中绝大部分属于普通高中毕业生。当然这并不否认还有些高考失利的优等生,但至少可以肯定的是高职生的知识水平是参差不齐的。要满足各层次的需要,使所有学生都能达到教学大纲规定的教学培养目标,便是《液压传动与气动》课程教改的第三关。

一方面教学课时明显不足,一方面要讲授的新知识点不断增加,而面对的又是一群知识水平高低不齐、甚至有些还有着很强的厌学情绪的学生,显然,传统的教学内容设置和教学方法已不能解决上述问题,《液压传动与气动》课程教改势在必行。

2. 教学内容的优化重组

有选择地进行教学,有重点地进行教学,是集中精力,以较少的课时投入完成预定的教学目标的唯一途径。

2.1. 掌握重点的少数

首先找出该课程的重点教学环节,对重点教学内容进行详细解剖,反复分析强调,让学生弄懂吃透,直至熟练掌握。例如,学习溢流阀的应用及调压回路、换向阀的换向原理和图形符号等重点内容时,采用课堂讲授、布置作业、在黑板上做练习、在实验中拆装验证等一系列措施,巩固加强学生的理解程度,使学生做到能看懂回路原理,能画出元件的图形符号,能进行局部改进设计。

2.2. 了解次要的多数

非重点掌握内容多采用了解的教学方法,以突出对重点知识的针对性,并减少课堂时间的占用。教学内容中的公式推导一律从略,只给学生介绍结果,强调这些结果的影响因素和实际应用,省略了理论上大篇幅的论证过程,如液压传动基础知识部分的能量损失公式、小孔流量公式、液体对曲面的作用力公式等均可采用此种方法;液压缸的学习侧重于活塞式液压缸及其相关计算,其他类型的液压缸一带而过;调速回路仅对调速原理和速度切换回路重点讲解,而对节流调速、容积调速和容积节流调速等各种调速形式作简单介绍;回路学习也只有目的地学习卸荷回路、顺序回路,对卸压回路、同步回路、互不干扰回路等均留有较大的自学空间。

2.3. 液压为主气压为辅

重点讲解液压传动(占总学时的四分之三)。由于气压传动与液压传动有许多相似点,在重点讲解完液压传动后对气压部分简单介绍。学生自学为主。

教学内容经优化重组后,《液压传动与气动》课程60学时左右、《液压传动》课程40学时左右的教学安排基本能达到预期的教学目标,本人经几个学期的试讲后,收到的效果还是基本令人满意的。

3. 合理分配理论性教学环节和实践性教学环节

《液压传动与气动》课程的特点决定了既不能没有实验佐证,以增加感性认识和直观性,又不能片面强调实践性而离开必要的理论分析推导。例如在液压回路的学习中,通过实验能验证出回路的顺序动作或调速性能等,但实现这一动作的油液的流动情况,元件的内部结构等却不能由实验完全直接观察得到,因此,其必要的理论分析仍不能缺少。但在典型液压系统分析时情况恰恰相反。例如在讲汽车起重机液压系统时在该起重机前观察其运动几分钟,胜于在课堂上口干舌燥地讲解上两个小时。

其次,实验课的安排也应更为灵活机动,能随时解决理论课上不易解决或能由实验验证的问题,而不是等课堂教学告一段落后,再安排实验课。

另外,实验课老师最好能由理论课老师兼任,或至少理论课老师能亲自参与实验课,以便学生能将教学重点和难点与实物对照分析,提高实践性教学环节的效果。在实验中往往会因那些爱动脑筋的学生提出的问题而引发出新的思考。

除了实验以外还应该进行液压传动或气压传动课程设计和技能训练环节,通过液压传动或气压传动课程的实践环节,使理论知识和生产实际知识密切地结合起来,从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过实践环节可培养学生综合运用液压传动和气压传动课程及其它有关先修课程的理论知识和生产实际知识的能力,在设计实践中学习和掌握通用元件,尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方式,培养设计技能,提高学生分析和解决生产实际问题的能力,为今后的设计工作打下良好的基础。通过设计,学生也在计算、绘图、运用并熟悉设计资料(包括设计手册、产品样本、标准和规范)以及进行经验估算等方面得到实际训练。

4. 多管齐下,多种教学方法并用

在教学过程中,适当地采用不同的教学方法,不仅能激发学生的学习兴趣,更能收到事半功倍的效果。

4.1. 挂图讲解是最常用的课堂教学方式,方便、实用,如果能使挂图“动”起来,其效果更是不一般。例如在介绍液压阀的工作原理和阀的中位机能时,可将阀芯做成能相对阀体移动的形式,能更直观地表达出不同工作状况下油口的连通方式,学生反响非常不错。现在通过Authorware 、Flash 等多媒体教学软件已经可以达到该目的。

4.2. 讲解过程中配以实物拆装演示,能增加课程的立体感和透明度。例如学习液压泵时,边讲解其工作原理,边进行齿轮泵、叶片泵等结构的拆装,将课堂延伸到了实验室,使学生将书本上的图片与实物立即联系了起来,比课后再安排一次元件的拆装实验效果更好。

4.3. 将板书费时、直观性较差的回路分析做成课件,也是一种有效的教学方式。例如将压力阀及相应的压力控制回路、顺序回路、平衡回路等部分内容做成课件,使回路动起来,增加了直观性,激发了学生学习的积极性。

4.4. 采用项目教学、强调边学边练。在有些内容上采用任务驱动教学方法,先明确每个教学训练任务、目标,明确教学训练内容,明确教学训练手段、方法,明确教学训练任务考核,使每个教学训练任务成为相对完整的教学过程单位,激发学生的学习积极性。

4.5. 成立本课程的学习兴趣小组或创新小组,多多鼓励学生搞些设计工作或参与老师的科研项目,做些动手、动脑的实验,同样是不错的培养学习兴趣的渠道。

5.形成良好的知识氛围

对一门课程的兴趣不仅来自于开设这门课程的那个学期,更应在全校范围内形成一个良好的知识氛围,使开课和未开课的许多学生都能对这门课程有所了解,进而产生浓厚的学习兴趣。

5.1. 聘请专任老师、工厂高级工程师、液压技术专家等定期或不定期地举办液压与气压技术知识讲座,了解液压与气压技术的发展方向及动态,及时跟踪新技术。

5.2. 到相关企业单位参观大型液压系统,增加感性认识,同时通过国内外不同设备性能的比较,增强学生的责任感和使命感。在学生生产实习中结合现场出现的采用液压或气压进行驱动的设备进行现场讲解可达到事半功倍的作用。例如我校在无锡机床厂、无锡柴油机厂进行生产实习,这些企业都有很多采用液压或气压进行驱动的机床和设备,使学生能增加学习的兴趣,并对该门课程有更深入的掌握和了解。

5.3. 举办各类设计竞赛,提供线索让学生有机会自学相关内容,增强学生的学习兴趣,提高学生的自学水平。

总之,无论采用何种教学方法和管理措施,其目的只有一个,那就是让学生了解这门课程,掌握这门课程的精髓,热爱这门技术,将来能将这一技术知识用于解决工程实际问题,这样,我们的教学才是成功的。

参考文献:

[1] 申炎.《液压与气压传动》课程教学改革.《中国现代教育装备》[J],2007年,(9).

[2] 芮延年主编﹒《液压与气压传动》[M]苏州大学出版社.苏州, 2005. □

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