摘要:文章針對液壓與氣壓傳動課程的特點,結(jié)合�？平虒W實際情況,為培養(yǎng)出具備高技能的、適應社會發(fā)展需求的應用型人才,從教學內(nèi)容組織、教學手段和教學方法等方面進行了探索,強調(diào)在教學中應注重理論和實踐相結(jié)合的教學方法。
　　
　　關(guān)鍵詞:專科教學;教學內(nèi)容;教學手段;教學方法;綜合實驗
　　中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A
　　
　　《液壓與氣壓傳動》是我校機電一體化專業(yè)主要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學習,使學生掌握液壓與氣壓傳動的基礎(chǔ)知識,掌握各種液壓與氣壓元件的工作原理、特點與應用;熟悉各類液壓與氣動基本回路的功用、組成和應用場合;了解一些典型液壓與氣壓傳動系統(tǒng)在機械設(shè)備中的應用;初步具備在生產(chǎn)實際中運用液壓與氣壓傳動技術(shù)的能力。
　　目前,液壓與氣動技術(shù)廣泛用于機械制造、冶金、造船、石油化工、建筑、汽車、工程機械、注塑、紡織、食品及其它部門。近年來,隨著計算機技術(shù)在液壓與氣壓傳動中的廣泛應用,液壓與氣壓傳動技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展,其應用的程度已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。因此液壓與氣壓傳動課程的教學就顯得尤為重要。本文針對該課程的特點,結(jié)合我校的實際情況,從教學內(nèi)容、教學手段、和教學方法等方面對該課程進行了探索。
　　
　　一、根據(jù)學生實際,合理安排教學內(nèi)容
　　
　　我校機電一體化專業(yè)屬于�？�,專科與本科的培養(yǎng)目標不同,主要是為生產(chǎn)第一線培養(yǎng)應用型人才,這就要求畢業(yè)生具有較強的技術(shù)應用能力。特別需要強調(diào)的是,成功素質(zhì)教育是我校的核心辦學理念與鮮明辦學特色,成功素質(zhì)教育的基本原則之一就是“學以致用”,即:“適用、夠用、會用”。“適用”、“夠用”就是教學內(nèi)容要以“適用”、“夠用”為標準,無用的不教,用不上的不教;多了不行,少了也不行,確保教學內(nèi)容與人才素質(zhì)需求相符合�！皶�用”則要求教學內(nèi)容一定要為學生所掌握,內(nèi)化為學生的素質(zhì)。
　　《液壓與氣壓傳動》是一門應用性很強的課程,所以應重點突出“應用”。元件的工作原理、參數(shù)含義與選擇依據(jù)、基本回路的構(gòu)成及工作原理、典型回路的工作原理、典型液壓與氣壓傳動系統(tǒng)在機械設(shè)備中的應用等是本門課程的重點,而繁瑣的公式推導以及液壓元件的詳細結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計等均不是�？茖W習的重點。傳統(tǒng)的《液壓與氣壓傳動》教材往往偏重于液壓傳動部分的知識內(nèi)容,氣壓部分的知識內(nèi)容僅占據(jù)很少一部分,而且實踐知識講解得較少。而今氣壓傳動在各種自動化生產(chǎn)線上運用非常廣泛,鑒于我們的學生大多數(shù)畢業(yè)后將進入一些公司的自動化生產(chǎn)線工作,因而加強氣壓傳動部分的知識是十分必要的。另外,液壓與氣壓系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用、維護與故障處理等知識,也都是在生產(chǎn)一線非常適用的。
　　針對以上情況,《液壓與氣壓傳動》課程應適當降低理論的難度和深度,對于教學內(nèi)容中過繁過深的理論推導、分析和計算內(nèi)容進行壓縮,從應用的角度合理調(diào)整教學內(nèi)容。所以筆者首先從教材的選用上入手,選擇了針對性較強的適合高職高專類的相應教材,并結(jié)合實際情況合理安排了教學內(nèi)容,將教學內(nèi)容分為四個部分:一是液壓、氣壓傳動的基本原理和系統(tǒng)組成,其中有關(guān)流體動力學的公式計算均不講。該部分重點讓學生理解液壓、氣壓傳動的原理,掌握液壓、氣壓傳動的系統(tǒng)組成,以及各組成元件的圖形符號;二是液壓、氣壓系統(tǒng)組成元件的結(jié)構(gòu)、分類、工作原理及性能,重點是元件的結(jié)構(gòu)及工作原理;三是液壓、氣壓系統(tǒng)基本回路的組成和工作原理,應在掌握液壓、氣壓元件的工作原理和性能的基礎(chǔ)上,分析回路工作過程和工作特點,重點掌握一些基本回路的分析方法;四是對一些典型的液壓、氣壓傳動系統(tǒng)進行分析,如機械手、動力滑臺等,重點讓學生掌握液壓、氣壓系統(tǒng)的分析方法;五是對液壓與氣壓系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用、維護與故障處理等知識作一般性介紹。在進行課程講解時,不完全按教材的編排順序進行,如在講閥類元件時,可結(jié)合基本回路穿插進行。這樣,學生在學習單獨元件工作原理的同時,可以結(jié)合其在回路中的作用,來加深對元件的認識。最后花較少的時間讓學生了解本學科的技術(shù)前沿、發(fā)展動向和最新成果。
　　
　　二、創(chuàng)新教學手段、改進教學方法、提高教學效果
　　
　　在教學中注重多種教學方法相結(jié)合,給學生創(chuàng)造一個輕松的學習氛圍,是學生學習好本課程的一個必要條件。
　　(一)注重啟發(fā)式教學,積極與學生溝通,充分調(diào)動學生的學習積極性
　　液壓與氣壓傳動課程理論性與實踐性都較強,而我校機電一體化專業(yè)為獨立院校�？�,學生學習基礎(chǔ)相對較差,這給教學工作帶來了一定的難度。在教學過程中,一定要注意運用適當?shù)慕虒W方法,舉一反三,以實際問題為引線,引導學生積極展開思維,使學生與教師思維同步運動,產(chǎn)生思維的共鳴,充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性。例如,在講授“壓力取決于負載,速度取決于流量”這兩個重要概念時,我們可以舉出機床的工作臺的移動,舉重機、千斤頂舉重物等大量的實例,幫助學生回顧液體靜力學及其他的一些相關(guān)的基本知識,使前后所學知識融會貫通,加深對所學知識的理解,強化學習效果。同時開拓學生的視野,調(diào)動學生的學習積極性,提高教學效果。
　　在教學過程中,教師要采用多種方法及時與學生溝通。課堂上,注意與同學之間通過語言、動作、眼神來進行互動交流,這樣既活躍了課堂氣氛,又及時反饋了學生對該堂課程內(nèi)容的掌握程度,對提高教學效果具有非常重要的作用。
　　液壓與氣壓傳動課程內(nèi)容較多,有很多概念理解起來比較抽象,為此在教學過程中,要盡量多地采用對比式的教學方法。例如:液壓油在管道中流動與電流在電路中的流動相似,液壓回路中的壓力和流量對應電路中的電壓和電流,液壓泵對應電源,液壓馬達對應電動機,液壓回路中的液阻對應電路中的電阻等等。由于學生對電路較熟悉,經(jīng)過對比后,學生對液壓回路的認識就會豁然開朗。另外,對比式教學還可體現(xiàn)在本門課的其他內(nèi)容中,比如泵和馬達的結(jié)構(gòu)有很多相似之處,有時甚至可以通用,我們重點講解泵的結(jié)構(gòu)和工作原理,然后比較泵和馬達有哪些相同和不同點;對壓力控制閥來說,都是用來控制回路中某點處的壓力,其共同點都是利用彈簧力與控制油路液壓力的平衡來工作的,由于其結(jié)構(gòu)不同,控制油路的來源不同,導致不同的作用和用法,以溢流閥為例重點講解其工作原理和結(jié)構(gòu),再用較短的時間對比講解減壓閥、順序閥和壓力繼電器;再則,液壓與氣壓傳動其工作原理都是相通的,教學中注意引導學生做到舉一反三,不但可節(jié)約大量的時間,也有利于學生的學習和理解。
　　(二)采用多媒體技術(shù)輔助教學,提高教學效果
　　液壓與氣壓傳動課程所涉及的內(nèi)容多,且在講授元件的工作原理、基本回路及典型回路時圖形多、相對復雜,以前利用粉筆、黑板加掛圖這種傳統(tǒng)的教學手段,很難讓學生在較短的時間內(nèi)掌握如此多的內(nèi)容。多媒體技術(shù)輔助教學能使傳統(tǒng)教學手段難以講解清楚的內(nèi)容變得直觀形象,從而激發(fā)學生的學習興趣。
　　比如液壓油在管道和閥口處的流動,我們看不見也摸不著,學生不易想象和理解其流動特性和流動狀態(tài)。而利用多媒體,可以把液體在管道中和閥口處的流動狀態(tài)及流動過程通過動畫的形式形象地展現(xiàn)在學生面前,使學生一目了然,讓學生能清楚地看到液壓油在管道中流動狀態(tài)的改變,看到閥芯的工作位置改變后液壓油的流動狀態(tài)和方向的改變,從而加深對回路和元件的認識,起到事半功倍的教學效果。
　　本課程的重點和難點之一是液壓元件結(jié)構(gòu)組成及工作原理,由于學生缺乏實踐經(jīng)驗,對復雜元件的結(jié)構(gòu)很難弄懂,其工作原理也不容易理解。針對這種情況,一方面在“CAI”課件中增加了一些“液壓元件結(jié)構(gòu)與組成”實物錄像,將典型的液壓元件逐一解剖分析,真實、直觀地展示了液壓元件的結(jié)構(gòu)組成,學生觀看后,很容易就掌握了液壓元件的結(jié)構(gòu)組成;另一方面,利用三維動畫技術(shù)對各種液壓元件的結(jié)構(gòu)形狀、元件組裝和工作原理進行三維動畫仿真演示,增加了立體感和真實感,從而使學生對液壓元件工作原理的理解也變得深刻而透徹了。
　　《液壓與氣壓傳動》課的另一個特點是液、氣壓基本回路圖和系統(tǒng)圖較多,為了調(diào)動學生學習的積極性和主動性,讓學生更好地理解和掌握基本回路和典型系統(tǒng),通過二維動畫仿真技術(shù),用豐富的色彩、形象的圖像和運動的畫面,將液壓回路及液壓傳動系統(tǒng)的工作過程逼真地演示出來,枯燥的黑白圖片被賦予活力,極大地調(diào)動了學生的學習興趣,有效地改善了課堂教學效果。
　　
　　三、加強實驗教學,提高學生的動手能力
　　
　　隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,對人才的結(jié)構(gòu)和層次需求在不斷地提高,高職高專的畢業(yè)生不但要具備一定的理論知識,還要具有較強的動手能力。《液壓與氣壓傳動》本身應用性很強,因此實踐環(huán)節(jié)顯得尤其重要。
　　今年,我校液壓與氣壓傳動課程已建立了相應的實驗室,購進了QCS-B雙面氣壓傳動綜合實驗臺與部分液壓元件,極大地改善了實踐環(huán)節(jié)的教學條件。
　　QCS-B雙面氣壓傳動綜合實驗臺集可編程控制和各種真實的氣動元件、各執(zhí)行模塊為一體,除可進行常規(guī)的氣動基本控制回路實驗外,還可以進行模擬氣動控制技術(shù)應用實驗、氣動技術(shù)課程設(shè)計;采用PLC控制方式,可從學習簡單的PLC指導編程、梯形圖編程,深入到PLC控制的應用能完美結(jié)合氣動技術(shù)和電氣PLC控制技術(shù),特別適用機電一體化等專業(yè)實訓考核。該實驗臺配備了多種氣動元件,靈活的快換接頭和軟管,各元件的安裝和固定都非常容易,各種元件可以根據(jù)需要任意組合,搭成所需的實驗回路,另外實驗臺配備的氣動仿真軟件,可以方便地繪制出符合工業(yè)標準的氣動和液壓回路圖,制圖的同時,還可以檢查回路圖的正確性。由于該軟件中的元件參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍與實際設(shè)備完全一致,所以可對設(shè)計的回路進行準確的系統(tǒng)模擬。學生可以充分發(fā)揮自己的想象力,利用該軟件設(shè)計所需的氣動回路,然后通過實驗臺,現(xiàn)場安裝、調(diào)試、檢測所設(shè)計的回路,驗證回路的正確性。
　　在過去的實驗教學中,學生只是被動地根據(jù)實驗指導書的內(nèi)容,進行常規(guī)的驗證性實驗。而現(xiàn)在學生利用QCS-B實驗臺,可以自主地完成從設(shè)計、繪圖、選件、組裝、調(diào)試的全部過程,大大提高了學生的主觀能動性。目前我們根據(jù)實驗大綱的要求,設(shè)計了典型實驗和綜合型實驗,綜合實驗屬于開放型實驗,實驗僅給出實驗要求,讓學生自己根據(jù)所給出的實驗要求設(shè)計一個回路,并要求這些回路可以完成給定的功能。例如,我們讓學生設(shè)計一個雙缸順序動作回路,要求學生理解氣動系統(tǒng)中順序動作回路的實現(xiàn)方法,通過選用恰當?shù)臍鈩釉��?氣缸、控制閥等),構(gòu)成順序動作程序控制回路搭建,實現(xiàn)多執(zhí)行元件的單、多往復順序動作,組成控制信號自動換切。還要求學生針對實驗過程,在實驗報告中闡述自己的設(shè)計思想、回路組成、搭建及調(diào)試步驟和過程,寫出實驗收獲、心得和體會。
　　通過氣動元件的選擇與復雜的連線,學生對各種元器件有了深刻的認識,提高了動手能力,培養(yǎng)了學生的獨立思考能力,使學生感受到原本枯燥的氣壓工作原理圖變成了生動的實物,原本復雜的零件結(jié)構(gòu)圖變成簡單易懂的元件。學生對氣壓傳動有了實質(zhì)的了解,對傳動元件及各個部位的運動和功能有了感性認識。
　　學生獨立完成實驗的過程中,他們能夠提出自己的設(shè)計方案,并且馬上就可以利用實驗臺或仿真軟件,檢驗其設(shè)計的合理性。在安裝回路過程中,有些學生由于一時疏忽接錯了管路,在同學的幫助下,對所接回路進行仔細的檢查后發(fā)現(xiàn)了問題所在,讓學生感受到了集體力量的強大,為今后更好地適應工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。另外,在幾個同學的不同設(shè)計方案中,經(jīng)過研究,他們可以從中選取最優(yōu)方案,從而培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造性和互相協(xié)作的團隊精神。QCS-B氣動綜合實驗臺引進了先進的設(shè)計理念,拓寬了學生的知識面,收到了良好的教學效果。利用現(xiàn)代化的實驗設(shè)備,學生真正實現(xiàn)了從要我做實驗到我要做實驗的轉(zhuǎn)變。
　　
　　參考文獻
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