摘要:文章針對液壓與氣壓傳動課程的特點(diǎn),結(jié)合�？平虒W(xué)實(shí)際情況,為培養(yǎng)出具備高技能的、適應(yīng)社會發(fā)展需求的應(yīng)用型人才,從教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面進(jìn)行了探索,強(qiáng)調(diào)在教學(xué)中應(yīng)注重理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法。
　　
　　關(guān)鍵詞:�？平虒W(xué);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)手段;教學(xué)方法;綜合實(shí)驗(yàn)
　　中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
　　
　　《液壓與氣壓傳動》是我校機(jī)電一體化專業(yè)主要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)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(diǎn)與應(yīng)用;熟悉各類液壓與氣動基本回路的功用、組成和應(yīng)用場合;了解一些典型液壓與氣壓傳動系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用;初步具備在生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)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(jī)械制造、冶金、造船、石油化工、建筑、汽車、工程機(jī)械、注塑、紡織、食品及其它部門。近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在液壓與氣壓傳動中的廣泛應(yīng)用,液壓與氣壓傳動技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展,其應(yīng)用的程度已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。因此液壓與氣壓傳動課程的教學(xué)就顯得尤為重要。本文針對該課程的特點(diǎn),結(jié)合我校的實(shí)際情況,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、和教學(xué)方法等方面對該課程進(jìn)行了探索。
　　
　　一、根據(jù)學(xué)生實(shí)際,合理安排教學(xué)內(nèi)容
　　
　　我校機(jī)電一體化專業(yè)屬于�？�,專科與本科的培養(yǎng)目標(biāo)不同,主要是為生產(chǎn)第一線培養(yǎng)應(yīng)用型人才,這就要求畢業(yè)生具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力。特別需要強(qiáng)調(diào)的是,成功素質(zhì)教育是我校的核心辦學(xué)理念與鮮明辦學(xué)特色,成功素質(zhì)教育的基本原則之一就是“學(xué)以致用”,即:“適用、夠用、會用”。“適用”、“夠用”就是教學(xué)內(nèi)容要以“適用”、“夠用”為標(biāo)準(zhǔn),無用的不教,用不上的不教;多了不行,少了也不行,確保教學(xué)內(nèi)容與人才素質(zhì)需求相符合�！皶�用”則要求教學(xué)內(nèi)容一定要為學(xué)生所掌握,內(nèi)化為學(xué)生的素質(zhì)。
　　《液壓與氣壓傳動》是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,所以應(yīng)重點(diǎn)突出“應(yīng)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(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用等是本門課程的重點(diǎn),而繁瑣的公式推導(dǎo)以及液壓元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)等均不是專科學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。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(shí)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(yùn)用非常廣泛,鑒于我們的學(xué)生大多數(shù)畢業(yè)后將進(jìn)入一些公司的自動化生產(chǎn)線工作,因而加強(qiáng)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(hù)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(yīng)適當(dāng)降低理論的難度和深度,對于教學(xué)內(nèi)容中過繁過深的理論推導(dǎo)、分析和計(jì)算內(nèi)容進(jìn)行壓縮,從應(yīng)用的角度合理調(diào)整教學(xué)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(qiáng)的適合高職高專類的相應(yīng)教材,并結(jié)合實(shí)際情況合理安排了教學(xué)內(nèi)容,將教學(xué)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(xué)的公式計(jì)算均不講。該部分重點(diǎn)讓學(xué)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(diǎn)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(yīng)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(diǎn),重點(diǎn)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(jìn)行分析,如機(jī)械手、動力滑臺等,重點(diǎn)讓學(xué)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(hù)與故障處理等知識作一般性介紹。在進(jìn)行課程講解時,不完全按教材的編排順序進(jìn)行,如在講閥類元件時,可結(jié)合基本回路穿插進(jìn)行。這樣,學(xué)生在學(xué)習(xí)單獨(dú)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(rèn)識。最后花較少的時間讓學(xué)生了解本學(xué)科的技術(shù)前沿、發(fā)展動向和最新成果。
　　
　　二、創(chuàng)新教學(xué)手段、改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)效果
　　
　　在教學(xué)中注重多種教學(xué)方法相結(jié)合,給學(xué)生創(chuàng)造一個輕松的學(xué)習(xí)氛圍,是學(xué)生學(xué)習(xí)好本課程的一個必要條件。
　　(一)注重啟發(fā)式教學(xué),積極與學(xué)生溝通,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性
　　液壓與氣壓傳動課程理論性與實(shí)踐性都較強(qiáng),而我校機(jī)電一體化專業(yè)為獨(dú)立院校專科,學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對較差,這給教學(xué)工作帶來了一定的難度。在教學(xué)過程中,一定要注意運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,舉一反三,以實(shí)際問題為引線,引導(dǎo)學(xué)生積極展開思維,使學(xué)生與教師思維同步運(yùn)動,產(chǎn)生思維的共鳴,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。例如,在講授“壓力取決于負(fù)載,速度取決于流量”這兩個重要概念時,我們可以舉出機(jī)床的工作臺的移動,舉重機(jī)、千斤頂舉重物等大量的實(shí)例,幫助學(xué)生回顧液體靜力學(xué)及其他的一些相關(guān)的基本知識,使前后所學(xué)知識融會貫通,加深對所學(xué)知識的理解,強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。同時開拓學(xué)生的視野,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高教學(xué)效果。
　　在教學(xué)過程中,教師要采用多種方法及時與學(xué)生溝通。課堂上,注意與同學(xué)之間通過語言、動作、眼神來進(jìn)行互動交流,這樣既活躍了課堂氣氛,又及時反饋了學(xué)生對該堂課程內(nèi)容的掌握程度,對提高教學(xué)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(xué)過程中,要盡量多地采用對比式的教學(xué)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(yīng)電路中的電壓和電流,液壓泵對應(yīng)電源,液壓馬達(dá)對應(yīng)電動機(jī),液壓回路中的液阻對應(yīng)電路中的電阻等等。由于學(xué)生對電路較熟悉,經(jīng)過對比后,學(xué)生對液壓回路的認(rèn)識就會豁然開朗。另外,對比式教學(xué)還可體現(xiàn)在本門課的其他內(nèi)容中,比如泵和馬達(dá)的結(jié)構(gòu)有很多相似之處,有時甚至可以通用,我們重點(diǎn)講解泵的結(jié)構(gòu)和工作原理,然后比較泵和馬達(dá)有哪些相同和不同點(diǎn);對壓力控制閥來說,都是用來控制回路中某點(diǎn)處的壓力,其共同點(diǎn)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(dǎo)致不同的作用和用法,以溢流閥為例重點(diǎn)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(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生做到舉一反三,不但可節(jié)約大量的時間,也有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解。
　　(二)采用多媒體技術(shù)輔助教學(xué),提高教學(xué)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(fù)雜,以前利用粉筆、黑板加掛圖這種傳統(tǒng)的教學(xué)手段,很難讓學(xué)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(xué)能使傳統(tǒng)教學(xué)手段難以講解清楚的內(nèi)容變得直觀形象,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)生面前,使學(xué)生一目了然,讓學(xué)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(rèn)識,起到事半功倍的教學(xué)效果。
　　本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一是液壓元件結(jié)構(gòu)組成及工作原理,由于學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對復(fù)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(shí)物錄像,將典型的液壓元件逐一解剖分析,真實(shí)、直觀地展示了液壓元件的結(jié)構(gòu)組成,學(xué)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(jìn)行三維動畫仿真演示,增加了立體感和真實(shí)感,從而使學(xué)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(diǎn)是液、氣壓基本回路圖和系統(tǒng)圖較多,為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,讓學(xué)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(yùn)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有效地改善了課堂教學(xué)效果。
　　
　　三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的動手能力
　　
　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)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(qiáng)的動手能力�！兑簤号c氣壓傳動》本身應(yīng)用性很強(qiáng),因此實(shí)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(yīng)的實(shí)驗(yàn)室,購進(jìn)了QCS-B雙面氣壓傳動綜合實(shí)驗(yàn)臺與部分液壓元件,極大地改善了實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)條件。
　　QCS-B雙面氣壓傳動綜合實(shí)驗(yàn)臺集可編程控制和各種真實(shí)的氣動元件、各執(zhí)行模塊為一體,除可進(jìn)行常規(guī)的氣動基本控制回路實(shí)驗(yàn)外,還可以進(jìn)行模擬氣動控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、氣動技術(shù)課程設(shè)計(jì);采用PLC控制方式,可從學(xué)習(xí)簡單的PLC指導(dǎo)編程、梯形圖編程,深入到PLC控制的應(yīng)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(jī)電一體化等專業(yè)實(shí)訓(xùn)考核。該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)回路,另外實(shí)驗(yàn)臺配備的氣動仿真軟件,可以方便地繪制出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際設(shè)備完全一致,所以可對設(shè)計(jì)的回路進(jìn)行準(zhǔn)確的系統(tǒng)模擬。學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的想象力,利用該軟件設(shè)計(jì)所需的氣動回路,然后通過實(shí)驗(yàn)臺,現(xiàn)場安裝、調(diào)試、檢測所設(shè)計(jì)的回路,驗(yàn)證回路的正確性。
　　在過去的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生只是被動地根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容,進(jìn)行常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。而現(xiàn)在學(xué)生利用QCS-B實(shí)驗(yàn)臺,可以自主地完成從設(shè)計(jì)、繪圖、選件、組裝、調(diào)試的全部過程,大大提高了學(xué)生的主觀能動性。目前我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱的要求,設(shè)計(jì)了典型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn),綜合實(shí)驗(yàn)屬于開放型實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)僅給出實(shí)驗(yàn)要求,讓學(xué)生自己根據(jù)所給出的實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)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(xué)生設(shè)計(jì)一個雙缸順序動作回路,要求學(xué)生理解氣動系統(tǒng)中順序動作回路的實(shí)現(xiàn)方法,通過選用恰當(dāng)?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(shí)現(xiàn)多執(zhí)行元件的單、多往復(fù)順序動作,組成控制信號自動換切。還要求學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)過程,在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中闡述自己的設(shè)計(jì)思想、回路組成、搭建及調(diào)試步驟和過程,寫出實(shí)驗(yàn)收獲、心得和體會。
　　通過氣動元件的選擇與復(fù)雜的連線,學(xué)生對各種元器件有了深刻的認(rèn)識,提高了動手能力,培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力,使學(xué)生感受到原本枯燥的氣壓工作原理圖變成了生動的實(shí)物,原本復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)圖變成簡單易懂的元件。學(xué)生對氣壓傳動有了實(shí)質(zhì)的了解,對傳動元件及各個部位的運(yùn)動和功能有了感性認(rèn)識。
　　學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的過程中,他們能夠提出自己的設(shè)計(jì)方案,并且馬上就可以利用實(shí)驗(yàn)臺或仿真軟件,檢驗(yàn)其設(shè)計(jì)的合理性。在安裝回路過程中,有些學(xué)生由于一時疏忽接錯了管路,在同學(xué)的幫助下,對所接回路進(jìn)行仔細(xì)的檢查后發(fā)現(xiàn)了問題所在,讓學(xué)生感受到了集體力量的強(qiáng)大,為今后更好地適應(yīng)工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。另外,在幾個同學(xué)的不同設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)精神。QCS-B氣動綜合實(shí)驗(yàn)臺引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,拓寬了學(xué)生的知識面,收到了良好的教學(xué)效果。利用現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)了從要我做實(shí)驗(yàn)到我要做實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變。
　　
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