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液压传动课程设计总结十篇

发布时间:2024-04-25 02:40:11

液压传动课程设计总结篇1

1.课程内容与课程体系不合理。目前在液压方面的课程主要分为《流体力学》和《液压传动》两门课程。课程设置较为单一,且课时总数较少,无法具体讲授重点和难点。且讲授《流体力学》和《液压传动》这两门课程为不同的教师单独教授,不能将这两门课程的相互关联分析透彻。同时随着液压技术和电气传动技术的发展,电液相结合是一种必然趋势,而当前的液压传动类课程和电气传动类的课程基本上是分开设置的,导致学生不能真正理解液压与电气的相互交叉优势,且侧重理论知识及专业知识的传授,缺乏工程实践训练和综合素质与能力的培养。

2.教学实践对学生工程素养的培养力度不够。多年来,实践教学平台依然选用专用的本科教学液压试验台,这种试验台的液压回路均已事先设计好,对学生而言只是单纯的记录数据,无创新可言。目前的本科教学平台设计的实验技术滞后于时展的技术,甚至部分实验手段和方法的原理也出现错误。比如液压动态流量的检测,大多本科教学平台采用容积式的流量计进行检测,事实上,由于容积式的流量计的动态响应较慢,根本不能检测动态流量。而超强的能力和素质对刚踏入社会的毕业生而言无疑是最大的筹码,但目前绝大多数毕业生在面临实际的工程项目问题时,多表现为动手能力差,不能独立思考,创新意识不强,缺乏团队合作精神和应有的工程意识及能力。

3.教学模式偏重于传统教学方式。目前,教学过程以教师为中心,按自拟的教学方案进行授课,照本宣科;但在教学过程中没有注重学生的兴趣,这些不利于学生对液压传动知识的掌握和运用。现行的教学仍沿用传统的灌输方式,缺乏启发式、讨论式的教学方式以及师生之间的互动交流,导致学生缺乏独立思考的能力和创新精神。

4.与企业社会沟通和交流过少。许多工科院校在实践培养环节上存在较多问题,如与相应的企业联系不够紧密,致使学生不仅不能明确区分课堂教学和企业生产、制造、检验和调试的不同;而且缺乏对基础设备、工艺装备技术及国家行业标准的了解,使其在工作过程中表现为自身的专业性不强。

二、教、学、做一体化教学内容改革

1.课程体系的改革。将《流体力学》与《液压传动》相结合,将流体力学的各个基本知识交叉在《液压传动》的基本知识内,并将电气传动中与液压课程交叉较多的知识点,全面提高实验学时数。液压系统由包含多种液压元件的各种回路组成,各种回路之间协调工作,完成液压系统的既定功能。在液压系统工作过程中,需要控制各种阀的开启、关闭和比例调节,这就需要通过适当的电气回路设计实现液压阀和液压回路的相应功能,因此液压传动的讲授还应与电气传动知识点相结合,真正地实现机电液一体化。

2.启发式、项目式与精讲相结合的教学方式。《液压元件》教学中教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神。新增课程《液压系统仿真和设计》在学生基本掌握新知识的基础上,只要求教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神,结合教师精讲使学生进一步加深对新知识的理解。在课程的教学中,除配备有综合性系统实验支持外,课程的教学内容实现讲授与现场教学(科研实验室进行)、讲授与研讨(专题讨论)、讲授与自主学习(科研论文及宣讲)等综合型教学模式,培养学生的综合素质。

3.强调实践与研究融入教学过程。在实施教、学、做一体化的教学中,将部分课堂放在实验室,讲解元件结构、原理时,直接使用实物,辅助动画教学,并让学生动手拆装,使学生对元件及系统设计有更为直观的理解,通过教、学、做一体化教学方式增加主动学习和动手实践的机会,强调分析问题和解决问题的能力。给学生科学实践的时间和空间,增加课内实践教学学时,教学中安排丰富的设计项目,让学生亲自动手和全情投入。设置讨论型、项目训练型课程,采用课堂教学、科研项目训练与学生论文宣讲相结合的教学模式激发学生的学习兴趣。

三、实践教学方法改革

建设完善的专业实验教学体系,包括基本型,综合型、设计型、创新性型实验等多个系列,注重培养学生的个人实践能力、团队合作能力以及调控系统能力。建立实验实践结合、课内课外结合、校内校外结合、理论实验互动,能促进学生能力培养,模块化、分层次的实验教学体系。在教学体系设计中,注重遵循教育规律,科学地设置实验类型,通过基础层、综合层、设计层和创新层实验项目的训练,全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析问题的能力,使学生具有良好的创新精神和实践能力。如图1所示为流体传动与控制等基础课程模块化、分层次的实验教学体系。第一层次为基础能力的培养。学生通过基础的实验项目的全面训练,掌握本学科实验的基本操作方法及技能,掌握液压元件的基本结构、拆装方法和工作原理,理解液压元件的基本性能测试方法,学校液压基本回路的控制特性,同时培养学生正确使用仪器、处理实验数据和写作实验报告的方法,达到培养学生严肃认真的实验精神的目的。第二层次为综合能力的培养。即学生通过提高型、综合型和设计型实验项目的训练,达到学生会自己设计实验内容,自组简易实验,实验后会总结经验,培养学生的综合实践能力和素质。第三层次为设计能力与自主思考的培养。通过增加大量的液压实训模型,比如挖掘机模型、叉车模型、推土机模型、起重机模型等,培养学生理论联系实际的能力,学生通过创新研究型实验项目的训练,培养学生对实际液压技术的观察能力、发现问题及分析问题的能力,并将所掌握的理论知识实验方法应用到实际中,培养其研究与解决问题的能力。第四层为创新能力的培养。该层是对课内实验教学的重要补充,通过创新研究型实验项目的训练,即由创新想法到创新设计,再到创新模型制作,最后形成产品创新的实践全程训练,培养学生提出自主创新课题、自主创新构思、创新设计和创新实践动手的能力。在实验过程中,鼓励学生自主命题,自行制定实验目标,进而完成自主设计、分析、实践、总结与汇报等全部环节。另一方面,可组织部分高年级学生,尤其是立志想读研究生的学生,参与教师的科研项目研究,辅助教师做一些试验性实验,为后期的科研实践打下基础。传统的演示性、验证性实验已不能满足现代人才的要求。因此,在实验教学中,应引导学生向研究型、创新型发展,以小组为单位增加设计型和研究型实验。教师在实验中起指导性作用,以学生为主体,这样不仅能提高学生的动手实践能力,还有助于其创新思维的发展。

四、结束语

液压传动课程设计总结篇2

【关键词】液压;气动;项目教学;实施

《液压与气动技术》是机电类设备维修与管理专业的核心课程,也是机电一体化专业和电气自动化技术专业的专业课程之一[1]。随着液压与气动技术的广泛应用,《液压与气动技术》课程在高职机电类专业课中占据了越来越重要的地位,而该课程实践性较强的特点也促使本课程教学逐渐由课堂转换为实验室教学。因此,原有的教学方式和教学内容已不再适合。在这种背景下,对《液压与气动技术》课程进行了项目化改革,对原有知识内容进行重新设计编排,通过项目形式呈现,满足学生的学习需要,激发学生的学习兴趣,使学生的理论水平和实践技能均得到提高。

1项目教学法的涵义

项目教学法是从教学生“学会学习”目标出发,使教学从注重“教法”转到注重“学法”,将学生的学习与学生发展密切结合起来[2]。以项目学习任务为载体,以目标为引导,以实践为主线,以能力为核心;融知识学习、技能训练、能力提高于一体的教学模式[2]。

在项目教学中,教师是项目活动的引导者和组织者。学生拿到项目后就进入了教师预设的情景中,在学习情境中,学生通过自主学习、自主探究、小组讨论完成项目任务的学习,最后再由学生自行完成评价,反思自己的学习过程。在整个学习中,教师一直充当的应该是组织引导的角色,而学生才是真正的主人。项目教学强调的是在学习中充分发挥每个学生的主体作用。

2《液压与气动技术》课程项目设计

《液压与气动技术》课程教学在学校液压实训室和气动实训室进行,为期两周时间。在课程学习期间,学生需要学习理论知识,还要掌握操作技能。

结合课程知识点、实训条件和生产实际等情况,将课程设计为十个项目,每个项目围绕一个主要任务展开,通过项目中知识的学习和训练,最终完成项目任务。

项目一:液压千斤顶的使用,目标:学会使用液压千斤顶。液压传动系统的组成、特点和工作原理等相关知识支撑,建议4课时。

项目二:加工中心液压系统动力元件的选择和拆装,目标:(1)会拆装液压泵,认识泵的结构组成、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力;(2)能通过型号识别各种泵及泵的规格。液压泵的作用、分类和性能参数,常用液压泵的结构和工作原理,液压泵的选用方法等相关知识支撑,建议4课时。

项目三:压蜡机执行元件的选择和分析,目标:(1)会拆装液压缸,认识液压缸结构、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力;(2)会拆装液压马达,认识液压马达结构、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力。液压缸和液压马达的作用、分类和特点,液压缸的结构和工作原理等相关知识支撑,建议6课时。

项目四:液压钻床液压回路的设计,目标:(1)会调节液压控制元件,组装液压控制回路;(2)会使用液压仿真软件,并进行液压回路的设计。认识液压方向、压力、流量控制元件符号、结构和工作原理,会分析液压控制回路等相关知识支撑,建议8课时。

项目五:CK6140数控车床的使用、维护及保养,目标:(1)能进行液压回路的安装、调试、维护和保养。液压元件的应用,回路的分析。等相关知识支撑,建议6课时。

项目六:手动送料装置的设计与调试,目标:(1)会识别和选用气动元件;(2)能绘制简单的气动系统控制回路;(3)能根据元件的功能设计气动回路,并进行相关调试运行。气动系统的组成、特点及工作原理等相关知识支撑,建议4课时。

项目七:气动夹紧装置设计,目标:(1)能进行气源装置的日常维护;(2)能进行系统压力调节;(3)会选用气缸。气源系统各元件的工作原理、图形符号及功能,气缸的类型和选用。等相关知识支撑,建议4课时。

项目八:折边装置气动回路的设计与调试,目标:(1)能在仿真软件中设计气动回路;(2)能构建各种换向回路,并进行回路调试;(3)能进行气动回路设计与调试。气动控制元件符号、结构和工作原理,控制回路分析等相关知识支撑,建议6课时。

项目九:卧式加工中心气动换刀系统分析,目标:(1)能在仿真软件中设计气动回路;(2)能进行气动回路的安装、调试,具备回路分析能力。仿真软件的应用,气动元件的应用,回路的分析等相关知识支撑,建议6课时。

项目十:压印装置控制系统的维护,目标:能分析判断气动系统,及时排除回路故障。气动元件符号,气动系统工作原理等相关知识支撑,建议4课时。

3《液压与气动技术》项目课程实施

项目化课程是以工作项目为核心,以应用为目的,以教学任务为载体,主动寻找知识点和解决问题的方法的一种有效的学习形式[3]。

项目教学通常以小组形式进行,因此在进行课程实施前,先进行分组并选出组长,建议每组3~4人为宜。分组时,教师应综合评价学生的学习基础、自主学习能力等因素,根据学生特点进行搭配分组,以充分调动每组学生在学习中的主动性和积极性。

项目课程的实施过程包括:任务分配、学习计划制定、学习实施、成果展示、评价总结。

1)任务分配:学生以小组为单位,领取项目任务书,明确学习任务,所要达到的目标。

2)学习计划制定:根据项目任务书描述,小组讨论制定学习计划,任务完成步骤,确定任务实施方案。

3)学习实施:学生根据小组制定的学习实施计划进行项目实施,组内成员分工合作完成项目任务。

4)成果展示:项目完成后,每组选派一名成员公开讲解展示任务实施情况,取得的成果,达到的效果。

5)评价总结:根据各小组任务完成情况,形成由小组自评、组组互评、教师评价的三维评价方式,综合评价学生的参与程度、合作能力、任务完成情况等。

4小结

总之,在《液压与气动技术》课程中采用项目教学,能有有效激发学生的学习兴趣和潜能,使学生在学习理论知识的同时获得技能的提升,让学生明白理论学习和实践操作的相辅相依的关系,而且小组合作的学习方式,也促进了学生协调合作能力的提高,全面提升了学生的综合素质,为今后就业打下良好基础。

【参考文献】

[1]罗洪波.基于液压传动的课程创新教学[J].重庆工商大学学报,2006,6:56-58.

[2]马春峰.《液压与气动技术》项目教学的尝试[J].辽宁交通高等专科学校学报,2012,6:69-71.

[3]黄惠茹,李金哲.高职液压与气动课程项目化教学整体设计与实践[J].时代教育,2013,10:42-43.

[4]耿秀明.基于项目法《液压与气动技术》教学研究[J].教育教学论坛,2014,12:180-181.

[5]郝春玲.理实一体化课程设计与实践-以高职液压与气压传动课程为例[J].辽宁高职学报,2011,10:70-71.

液压传动课程设计总结篇3

[关键词]液压传动教学改革职业院校

中图分类号:G4文献标识码:a文章编号:1009-914X(2015)23-0129-01

一、概述

《液压传动》课程是大学和各职业院校机电专业课程中一门重要的技术课程,主要内容包含了液压传动基础知识、液压元件的结构原理、常用液压回路、典型液压系统、液压伺服系统及液压传动系统设计计算等。然而,在多年的教学实践中,我们也发现学生对液压传动课程的学习存在许多困难,主要体现在基本概念不清楚、元件结构复杂、工作过程抽象等方面。传统的教学内容、教学设备、教学手段以及教学方法极大地限制了学生对知识的渴求,教师要花费很多时间来给学生介绍一些抽象的内容,事实证明这种方式所产生的效果并不明显。针对这一问题,职业院校对《液压传动》课程的教学也做作了相应的改革和尝试,并取得了明显的效果。

二、《液压传动》课程教学中存在的问题

1、内容多,课时少

《液压传动》课程教学目的就是要使学生能够阅读、设计一个完整的液压传动系统,为了能实现这一教学目标,就要从以下内容进行讲解,即:流体动力学的基本理论、液压元件的结构原理、液压基本回路及液压系统。这几大内容是前后相关的,在教学过程中需通盘考虑,缺一不可。随着教学改革的变化发展,教学课时也比以往缩减了一半。因此,在授课过程中无法详细地进行讲解,导致学生都学得似懂非懂。那么,如何处理好教学课时与教学目标两者之间的矛盾,就成为了该课程教改所面临的首要问题。

2、学习困难

液压传动以流体力学为理论基础,概念、原理比较抽象,各类元件及传动的原理非常不直观,学生较难理解和掌握。同时,该门课程实践性也较强,教学过程中安排的四个实验项目,绝大多数为验证性实验,实验课上很多学生是“看”实验,而不是“做”实验,即便动手做,也只是动手不动脑,很少去思考为什么要这样做。由此导致学生理论学习困难、应用基本不会的局面。

3、学生的基础较差

职业院校学生的生源一般是文化基础比较差,大都是不会学习,不爱学习,也不想学习的,没有养成良好的学习习惯,缺乏主动性、自觉性,学习积极性不高,没有良好的学习风气。所以,学生的基础差也给《液压传动》的教学开展带来了一定的难度。

三、《液压传动》课程教学改革的实施

1、教学内容的改革

机电专业学生的培养目标是要把学生培养成具有一定专业知识,并有较强动手实践能力的技术应用型人才。对于该系不同层次的学员,其职业岗位主要是从事装备的监造、维修研究和管理。学习此门课程后,应该使学生能掌握液压传动的基本概念、基本理论和基本方法;能够运用液压传动的知识分析一般液压系统的结构和原理,解决装备在运行过程中可能出现的故障问题。为此我们在教学内容上进行了大量的改革和尝试,把传统的液压传动教学主要包括的四个模块(基础知识、液压元件部分、基本回路和典型回路、系统设计)改为三个模块,即基础知识、元件部分、基本回路和典型回路,并在基础知识中简化了大量的公式推导,更注重如何把理论知识应用到工程中去。即加深了学生的理解,也培养了学生对液压回路的分析能力。

2、教学方法的改革

在教学改革中,我们不仅要在理论教学的手段上也作了许多改进。还注重理论与实践相结合外,改革了教学方法,改变的传统的课堂教学模式――教师讲,学生听。一方面,我们将所要讲授的内容,分解成若干个知识点,在讲解的过程中,实施边讲边练习、边实践的办法显著提高了教学效果。也就是常说的理实一体化课堂教学。另一方面,在学习了一个单元后,组织学生进企业、工厂的车间实习,进行现场教学,增加学生的感性认识,同时也提高了学生学习的积极性。这种教学方法将枯燥乏味、静态不动的理论知识和元件结构,以丰富有趣、形象生动的形式展现在学生面前,在一定程度上增强了学生学习的积极性,提高了学生的学习效果,也节省了理论教学时间。

3、教学设计理念的改革

坚持以学为主体,教为主导的基本原则,理论联系实践。课堂讲授以理论教学为主,力求将每种液压元件、液压基本回路及装备液压系统的基本结构、基本工作原理及其在系统中的应用讲深、讲透,用实验课来巩固学员对液压基本元件、液压基本回路及液压系统的工作原理及概念的理解和掌握;以装备实践课来培养学员运用所学知识分析常见液压系统故障的技能,提高学习分析问题和解决问题的能力,培养学员对装备液压系统能够进行维修、改进及管理的能力。总之,不断的进行教学内容优化,便可以激发出学生的探索精神和主动学习的兴趣。

4、教学手段的改革

在职业院校的《液压传动》课程讲授上,如果还采用在讲台上讲的传统的教学方式,那么学生因本身基础差就会很难听懂老师所讲的内容,并且有限的时间里所传授的知识点较少,根本达不到所需要的教学效果。所以,职业院校《液压传动》课程的教学应该是多媒体教学为主。通过多媒体可以传授大量的知识点,同时,多媒体教学可以通过声音、动画这些具有强烈的感官刺激的素材教学,吸引学生的注意力,从根本上提高学生的学习兴趣。此外,尤为重要的一点是,采用多媒体教学,可以更好的表现出液压元件、液压回路的结构和动作原理,让学生一看就懂,便于理解记忆。

四、结语

总之,从近几年来我国职业院校的教育发展情况看,职业院校人才培养数量有了很大的提高。文章主要对职业院校机电专业《液压传动》课程教学改革做了全面分析,该课程的教学改革是一个持续、动态、循环反复和逐步完善的过程,实际教学过程中已经取得了一定的成效,这是有目共睹的。从学生的角度看,通过教学改革,编制出更具有实践性的教材,为提高学生的实践能力提供了保障。所以,从教学内容、方法、手段等方面进行改革,对于学生提高动手能力有着重要意义。

参考文献

[1]刘志国《浅析液压传动课程教学改革的意义》[J],《课程教育研究》2014年06期。

[2]贺武华《论液压传动课程实践教学改革与实施》[J],《实验技术与管理》2014年04期。

液压传动课程设计总结篇4

关键词:液压与气压传动;实践教学;能力;动手;评价手段

一、引言

近年来,随着课程体系的改革和深化,作为机械类专业主干技术课程的《液压与气压传动》的教学内容在不断的更新和增加,课时却保持不变,同时教学目标和教学要求也不断的提高,如何提高学生学习的自主性和能动性,如何在更短的时间内让学生掌握更多的课程内容,成了广大高职院校本课程教师关注的焦点和教学方法研究的主要目的。本人结合《液压与气压传动》课程的教学实践,我们对如何提高《液压与气压传动》课程的教学效果进行了研究。

二、调整教学内容,以实用为主、够用为度

很多教师会认为,讲的内容越多,学生掌握得就越多、越好。但往往事与愿违,究其原因主要有二点:其一、职校生普遍基础较差,接受能力有限。其二、学时有限,而教材安排的内容较多。因此为了保证学生有一定的理论基础和动手能力,必须对教材内容进行科学的调整《液压与气压传动》教材分为2个模块,一个是液压模块,一个是气压传动。首先,对于教材中较难掌握的理论推导和相关计算可以大胆地进行必要的删减;其次,因为液压传动与气压传动工作原理很相似,并且教学顺序也一样,即基本理论、元件介绍、基本回路、应用举例、故障分析及排除,因此我们完全可以重点讲一个模块,另一个模块可以在教师的指导下以学生自学为主。这样既省下了大量的时间用于做实验,又锻炼了学生的自学能力。

三、针对专业特征和学生的特点,精选教学内容,重难点突出

目前,很多院校的机械类专业都将液压与气动技术课程列为一门重要的专业必修课程,也都取得了一定效果。这就要求每个任课教师必须精心准备教学内容,根据当今的科技动态和生产实际,及时对的教学内容加以补充,扩大学生的知识视野,缩小理论和实际的差距。如在绪论时介绍液压与气压传动技术的最新发展,重点强调技术功能及其在各类机械中的广泛应用,要考虑到专业的特点,在内容选择上要有所侧重。基于“针对性、实用性、先进性”原则,我们把液压与气压传动的基本概念、流体力学基础、液压动力元件、液压执行元件、液压控制阀、液压(气压)基本回路、典型传动系统的分析方法和步骤等内容列为课程重点。根据以往教学经验,把液体的粘性和粘度、液体静力学方程和特点、流体动力学三大方程、小孔和缝隙流量、容积式液压泵的工作原理和选用、液压马达工作原理、方向控制阀符号含义、先导式溢流阀的工作原理及压力控制阀的区别、调速阀采用原因和工作原理、新型液压控制阀的类型和应用、速度控制回路特性、典型传动系统的分析步骤等作为课程难点。突出重点,解决难点。

四、加强实践教学环节,注重学生的实践过程

创新意识素质的培养,实践教学是促使学生深化理论、培养能力不可缺少的重要环节,通过实践可以把理论、设想等直接、具体、生动地展现出来,加深学生的记忆。教学实验是实践性教学的一个重要环节,精心设计和完善实验教学十分重要。应尽量减少演示性、验证性实验,增加设计性、综合性和创新性实验,使每个参加实验的学生亲自设计、操作、调试、运行,充分体验实验的快乐;使学生通过实验教学掌握了基本实验方法,加强了技能的训练,并培养他们求实创新的学风、严谨的科学态度和分析问题、解决问题的能力。在以往的实验教学中,演示性、验证性实验比较多,如“液压泵性能实验”,在实验指导书中对实验的操作步骤写得非常详细。学生只需要按步骤操作就可以完成实验,根本谈不上能力的培养。所以我们完全可以大胆地减少这些实验。在减少演示性、验证性实验的同时,可以增加一些设计性、综合性和创新性实验。如“液压回路的性能实验”,学生可以在液压实验台上利用各种液压原件连接组成十多种回路。教师可以只提出实验内容,实验要求,不对回路种类作限制,由学生自己根据所学的液压理论知识,自己选择回路、拟定实验方案、实验步骤,并独立完成。

五、改革现有的课堂教学方法,有针对性进行教学

(1)理论课教学注意“启发式”,杜绝“填鸭”式。我们的做法是:注意充分与学生进行交流:学生跟着老师的思路走(循序渐进,接受知识),老师跟着学生的表情走(察言观色,掌握学生听懂/接受的程度)。鉴于学生基础差,参差不齐的特点,特别注意与先修课的衔接,讲述由浅入深,简明透彻,概念清楚,重点突出。①着重基本概念、基本原理阐述,减少不必要的数学推导和计算。淡化难点,重在结论的理解和应用;②充分利用现代化教学手段,图文并茂,知识点、难点讲述形象生动清楚,引人入胜,激发学生学习兴趣,提高教学效果;③课堂教学、课后练习、实验教学有机结合,互为补充。对带有普遍性的难题及时设立适当的习题课予以讲解,不积累问题。

(2)以应用为目的,以必需、够用为度,以讲清概念、强化应用为教学重点,适当考虑培养学生具有一定的可持续发展能力。在课堂理论教学中,采用“一看(观看影片或动画)、二讲(讲解)、三用(应用举例)、四总(总结)”的教学方法。如讲解压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、比例阀等内容时,先通过观看动画,这些动画很生动形象地将阀的动作过程演示出来,突破了教学过程的难点,使学生直观了解各个元件的动作过程及顺序,然后通过幻灯片讲解这些阀的结构、工作原理,再列举这些元件的应用场合和选用原则,最后让学生总结各种元件的结构特点以及异同之处,这样就能使学生牢固掌握液压(气动)元件。

实行灵活多样的教学方法,在教学过程中,我们实施“启发式”和“参与式”教学等灵活先进的教学方法,将“个别提问、自学讨论、学生讲授”等三种方法并用,为学生开发智力,锻炼才能提供机会。将讲述和录像相结合,讲述和投影片相结合,因材施教,提高学生的思维水平,激发学生的潜能。教学方法的创新和考试方法的改革,促进了学生素质的全面提高。

六、改变现有的考核模式,体现学生的真才实学

传统职业教育的考核模式重“理论考试”而轻“实际能力的考核”,这是因为职业教育的评估模式一般来自普通教育的评估模式,因而很难适用于“职业能力”的评定。知识和技能的最佳习得途径是实践,并且最终要体现在实际应用的情境中。知识和理解力的内在构造也只能从可观察的行为中推断出来。因此,对职业能力进行评估,就必须采取可观察的方法收集证据,进而推论出学生的能力水平。在评估方法上,能力本位的考核模式应该是采用“理论加操作”的考核模式,理论考试和平时实验操作各占一定的比例,这样学生就不会单方面追求理论知识而忽视了动手能力或单方面追求动手能力而忽视了理论知识,从而取得了知识和能力的双赢。

参考文献:

液压传动课程设计总结篇5

[关键词]仿真教学应用有效性

液压传动课是机电一体化技术专业的专业核心课程。由于部分学生毕业后将从事液压设备操作、液压设备维修工、液压元器件销售等工作。因此,有必要通过学习,达到以下知识目标::较系统地掌握液压传动基础理论、部分元器件的结构特点和工作原理及运用,掌握分析基本回路的方法,了解典型液压系统和排除系统故障的方法等。同时实现如下职业素质养成目标:学生获得基本的液压传动的概念和必要的应用技能。同时通过对典型系统的功能分析、总结、阐述等认知活动,养成独立思考能力、严谨求实的科学态度。这种实践性很强的课程,决定了在教学环节中必须突出真实的工作环境,加强实践和实训教学。内容组织上,应该做到课程与就业岗位对接,培养和锻炼学生与岗位需求相适应的职业技能。

FluidSim仿真软件在液压传动课中的典型应用

FluidSim软件可用来进行液压(气压)技术知识自学和多媒体教学。其液压(气压)元件可以通过文本说明、图形以及介绍其工作原理的动画来描述;同时应用FluidSim软件可设计液(气)压控制回路。通过回路设计与动画仿真,能够增强学生对液(气)压传动知识的理解,提高其应用能力,强化教师的教学效果。

1.FluidSim仿真软件在基本回路中的应用

用仿真软件设计液压基本回路,可以使课本中原本抽象的理论知识形象化、直观化。《液压传动》课程是一门实践性很强的专业基础课,对于没有实践经验的学生来说,学习起来有很大难度,尤其在听基本回路这部分内容时,学生很难理解课本中介绍的各种回路工作过程。这时我们用仿真软件按照工作要求设计回路,然后再模拟仿真,通过动画过程的实现,可以帮助学生充分理解教材内容,提高学习效果。

比如在讲快慢速互不干扰回路时,教师首先进入FluidSimH3.5软件界面,打开事先根据工作循环设计好的回路图,向学生介绍回路工作原理、特点,以及最终能达到的目的。接下来点击菜单栏中的启动按钮,此时当界面中出现的手指,碰到1V1手动阀手柄时,压力油经溢流减压阀进入液压缸1a左腔,活塞右移即实现工进,放开手柄1V1,手动阀右位工作,压力油进入液压缸右腔推动活塞左移实现快退(如图1所示),这时2a缸活塞处于左端位置停止状态。当模拟手指接近2V1手动换向阀时,液压缸2a开始动作(如图2所示)。改变元件参数,液压缸运动时显示不同结果,此时液压缸1a工作循环与液压缸2a快慢速转换互不干扰。通过仿真演示学生可以观察到工作介质流动过程、控制元件发生变化后执行元件运动方向、速度改变情况,激发他们学习兴趣,这时学生会发出疑问:回路怎么做的?这时再向他们介绍FluidSim软件使用方法,让学生在仿真实训室按照自己想法设计不同回路,从工作流程、回路设计、元件选择到模拟仿真整个过程由学生自己动手,此时教师只起指导作用。学生在操作环节中,有时会碰到不能动作现象,这时可能是因为出现了回路设计不合理或管路交叉、断开等错误。教师指导学生仔细分析故障原因,经过反复修改达到所需结果。在这一过程中,学生通过对出现问题分析、探究,对知识的理解以及实践能力得以进一步提升。

在液压课教学中,要尽量做到教师讲解与学生实训相结合,鼓励学生动手操作,锻炼学生的专业实践能力和创新思维能力。教育学家陶行知认为:“教而不做,不能算是教;学而不做,不能算是学”。在教学中,要始终坚持“以教师为主导,学生为主体”教学模式,通过课堂讲解,学生分组实验,不仅使课堂气氛活跃,学生学习积极性高涨,同时锻炼了他们的动手能力,提高了团队协作意识,一举多得,收效甚多。

2.仿真软件在典型液压系统中应用

在学习典型液压系统这部分内容时,如果采用传统挂图讲解弊端显而易见。一是挂图在传递教学信息中有局限性,不能清晰表达出整体内容。需要教师反复地比画引导,尽管如此,效果依然不理想。其二,挂图的数量有限制,而且容易受损丢失,多个教师也不能同时使用,教学过程难于组织、协调。其三,液压课本及相应的标准不断更新,挂图很难做到同步更新,使教学环节受到了一定的局限,基本内容都难以完成,更谈不上为学生补充新鲜知识。挂图是一些呆板的教具,单纯的静态演示,不能为学生提供清晰而生动的动画效果,学生认知的效率及知识扩展必受到一定的限制。

在这样的背景下,FluidSim软件的出现,可以让教师根据机器工作原理、工作循环要求,设计相应液压系统图,上课时再以模拟仿真形式,向学生讲解、演示系统各个循环过程中,主油路、控制油路液压油流动过程及执行机构运动方向。适时向学生提出问题,配合仿真动画加深学生记忆;再用视频形式展示真实机器工作过程。教学中,既有仿真动画过程,又有视频媒体,学生在轻松愉快的环境中掌握了典型液压传动系统传动原理、工作循环,教学效果有明显提升。

3.利用仿真软件实现电液控制

应用FluidSim软件可设计和液压传动回路相配套的电气控制回路。弥补了传统教学中,学生只见液压回路不见电气回路,从而不明白各种开关和阀动作过程的弊病。例如在介绍速度大小受负载影响时,可以利用仿真软件设计如图3所示回路,启动单步仿真,线圈关闭与打开时,液压回路出现不同动作。电-液压回路同时设计与仿真,提高学生对电液压的认识和实际应用能力,强化教学效果。

总之,借助仿真软件,轻松解决了液压课教学中一些特别棘手的环节,在液压课上组织仿真教学产生的效果十分明显。

在液压传动课中应用FluidSim仿真软件的有效性

FluidSim仿真软件应用于教学环节,从形成整体教学能力出发,提供多功能、可交互、系列化、可视化的整体教学集成方案,从传统的挂图、模型课堂教学,转向多元化交互学习环境。在液压传动课中应用FluidSim仿真软件的有以下特点:

1.有利于学生参与教学,提高学习主动性

在液压传动课中应用FluidSim仿真软件,最主要的功能是烘托课堂气氛,调动学生学习主动性,激发学生学习兴趣,使学生积极参与教学过程。从心理学角度看,人的发展不只是一个完全外塑的结果,而是一个内在构建过程,教学中必须重视学生的参与,教师是学生学习的促进者,学生的学习是一种主动积极和不断构建认知的过程。因此,学生通过设计回路,模拟仿真,分析故障原因,可以增加学习主动性,养成独立思考能力及创新思维能力。

2.真实情景的体现

仿真实训能创造一个近乎实际的操作环境,学生通过FluidSim仿真软件操作,体验技能训练过程、情景。使学生了解工作场景,熟悉液压传动机床、设备操作步骤、规范,有效培养学生职业意识与职业能力。

3.提高教学效率

利用FluidSim软件进行模拟仿真,尽管不能代替真实的工作实际训练,但可以缩短实际动手训练的时间,提高训练效率,可帮助学生尽快熟悉操作原理、操作方法,进行故障处理。由于FluidSim软件提供的操作环境是通过计算机对工作过程进行模拟,所以比真实活动更灵活、更快速。比如节流调速回路要通过改变节流阀通流面积达到改变执行机构速度目的,实际操作是通过旋转螺钉,调节阀芯位置来实现的,而采用仿真软件只需改变节流阀参数就可达到。这样大大缩短实训时间,提高教与学效率。

FluidSim软件在应用中存在问题

1.软件自身不足

由于FluidSim软件是paderborn大学与费斯托公司联合开发研制的。他们在软件开发时的参考教材与现在中国高职学生使用教材有一定出入,导致仿真软件元件库中有些阀职能符号与教材不一致,容易引起学生误解;其次,由于技术问题,仿真动作有时不同步,在单步仿真时,经常会碰见液压油流动速度与执行机构运动配合失误的现象;再有就是元件结构图及动画效果过于简单,仿真性略有欠缺。

2.应用受限制

由于受到各学校条件及教师认识等限制,FluidSim教学软件的推广和应用力度不够。就拿我校来说,2009年购买FluidSim软件,现在上液压传动课教师有5位,而采用仿真教学的教师仅有2位。

总之,FluidSim教学软件与液压传动课教学的紧密结合的方式,目前已经得到许多高职院校的关注和重视。在液压传动课程中采用仿真教学,实现教学做合一的授课模式,使学生一面做,一面学;从做中学,随时随地从操作过程中获得系统技能,这种新的教学方式必将广泛应用于液压传动教学上,在高职教育课程改革中发挥重要作用。

参考文献:

[1]FluidSim仿真软件.

[2]王海,李波.虚拟仿真技术在职业技术教育实践性教学环节中应用[J].中国职业技术教育,2011,5.

[3]马成荣.创业、创业、创新:职业教育新视界[J].教育研究,2011,05.

液压传动课程设计总结篇6

关键词:汽车专业;液压传动技术;讲义编写内容;新能源汽车工程实践;困难及解决措施

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2015)36-0197-04

一、背景

目前我国汽车工业蓬勃发展,为车辆工程专业学生提供了宽广的舞台,同时也对工程技术人员的综合能力提出了更高的要求。当今社会需要掌握全面工程技术知识的复合型人才,既要求对汽车理论、汽车构造和汽车设计等专业知识了解,也要对电子、流体、液压传动技术等相关技术具有一定的理论和实际工程水平。《流体力学与液压传动技术》是我校汽车学院本科生的卓越工程师核心课程之一,也是汽车学院本科生的专业必修课,涉及6个班200多人的教学工作,其教学成果直接渗透到学生专业课程的学习中,是本科生知识体系构架中重要的一环。笔者在这门课中主讲液压传动技术部分的教学工作,对这门课有一定的理解和认识,具有国外教学经验。在长期的教学过程中,通过对教学效果的自我审查以及结合学生提出的很多中肯的意见和建议,总结出目前教学过程中出现的问题主要有两点:一是讲义问题。因为目前汽车专业学生液压传动技术课程没有指定教材,使学生认为这门课或这部分内容可有可无,或者是想认真学习课程的学生摸不到头绪,无法系统地学习。二是液压传动技术与汽车相关关系的问题。因为传统液压传动技术教学应用侧重于机械方面,因此基于机械类教材教学讲授过程中不免引入很多机械方面的例子和应用,这让汽车专业学生觉得液压传动技术这部分教学内容与他们没有很大关系。但实际情况是:液压传动技术在汽车上确实有着广泛的应用,比如汽车的液压助力转向系统中液压缸助力转向机构、汽车液压悬架系统、aBS防抱死液压系统中的原理与应用、自动变速器液压系统、液压制动系统、液压减震系统、VVt-i系统中气门控制的液压执行器装置等,在汽车上的工程应用十分广泛。这些教学经历使我们深刻地认识到液压传动技术在汽车上的广泛应用空间和目前缺乏一本适合我校汽车专业学生的液压传动技术讲义这一现实情况。因此,从《液压传动技术》教学中存在的教学问题以及液压传动技术在汽车上的典型应用,编写一本液压传动技术及其工程实践应用讲义对学生和学科建设来说都是十分必要的。但目前缺乏液压传动技术及其工程实践应用这样合适的教材,即使国内有《汽车液压传动技术》(2011)这样的书,也还是侧重液压基础和机械方面,不足以说明液压传动技术及其工程实践应用的广度。而如《汽车液压气压与液力传动》(2012)也只是针对高职院校的学生,进行宽泛地介绍,而缺乏汽车上涉及的液压传动技术的应用理论深度。

作为优秀的汽车专业学生,未来汽车专业的高级人才,编撰一本侧重于汽车应用典型案例的液压传动技术讲义十分重要。这样一本讲义应该包括汽车应用上可能涉及到的液压传动技术部分知识,在内容上保留《汽车理论》、《汽车构造》、《汽车设计》等汽车类专业基础知识中涉及到的经典液压传动技术应用,增补关于液压传动技术在汽车上应用到的新的知识点和内容,包括新能源汽车中液压实验台架涉及到的液压部分知识和新能源混合动力传动中的液压节能技术知识等,突出液压传动技术在汽车应用上的特点和重点,并具有一定的深度,与汽车专业知识保持一致,保持一定的广度和深度。不应让学生仅仅局限于对一个宽泛的基础知识的了解,但在实际工程实践的应用上又不知所措。

二、讲义编写的指导思想

针对目前教学中存在的讲义和教学内容与汽车专业学生脱节,特别是缺乏一本适合同济汽车专业学生的液压传动技术讲义,作为一名授课教师,有责任和义务编撰这样一本讲义,适合教学需要,满足学生使用要求。该讲义的编撰具有十分重要的意义:编撰《液压传动技术及其工程实践应用》这样一本讲义,是高等学校讲义编撰上的一项重要工作,是讲义建设上的一部分重要内容,同时可以为学校的讲义建设积累经验。讲义主要遵循以下四条指导思想进行编写。

1.填补现有教学内容上的缺乏和不足。编撰一本在汽车上具有广泛应用,并在汽车设计上具有一定深度的液压传动技术讲义,可以为汽车专业高级人才提供一本十分适合的专业讲义。

2.讲义的编写,可以将汽车专业其他教学、实验上涉及到的液压传动技术知识集大成于一本讲义中,统一讲授。比如《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》中的液压部分知识,这样避免了汽车专业其他教师(并不对液压传动技术有深刻了解)在这部分内容的讲解上要么直接忽略掉,要么花很长时间备课讲解,对提高汽车专业的整体教学效果大有裨益。

3.在讲义编写过程中,注重培养学生工程实践应用的能力,激发学生的学习兴趣。

4.在讲义编写过程中,注意师生互动,通过教学环节与学生沟通,从学生角度审查讲义的实用性。

三、本讲义的特点

编写适合汽车专业高级人才培养要求的讲义是一项重要的工作。目前采用的讲义内容偏离工程实践应用,且大都与汽车专业内容相关度不大,难以达到教学的基本要求;有些借用的本科讲义则存在内容陈旧、理论偏深、缺乏实践环节、汽车应用实例偏少等问题;还有些讲义虽然冠以汽车专业讲义的名义,但实质上是一本浓缩型机械本科讲义,讲义内容脱离汽车专业内容。因此,在讲义的编写过程中,注重了以下几方面的内容。

(一)适应汽车专业需求,突出汽车应用特点

本讲义调整传统讲义中偏机械类的液压传动技术应用部分,增加液压传动技术在汽车专业上的应用部分内容的介绍,促进汽车专业学生对液压传动技术在汽车应用上有全面系统的认识。为此,讲义在保留汽车专业原有讲义比较成熟的液压精华内容的基础上,增添了液压传动技术在汽车应用上新的知识点与技术点。整本讲义分为三大部分:第一大部分包括液压传动技术的基本概念、常用液压关键元件的类型和特点、液压基本回路的功能与应用;第二大部分包括液压传动技术在汽车转向、悬架、制动等方面的应用,多种类型液压元件的结构和特性,常用回路的应用特点,液压系统的设计;第三大部分包括液压传动技术在新能源汽车上的应用等工程实践环节。模块化的讲义内容设计便于有选择性地开展教学活动,充实的汽车技术内容便于学生了解新技术、新信息,提高学生的学习兴趣,增强工程实践技能。

(二)根据教学要求,整合汽车专业中的“液压传动技术”知识

尽管液压传动技术工作特点和在汽车专业上应用场合明显不同,比如转向、悬架或者制动等。但主要元件工作原理阐述、图形符号制、基本回路分析等方面有许多相似之处。因此,以液压传动技术基本元件、回路原理功能为基础,重点针对汽车专业教学上的内容进行精心筛选,保留了汽车专业课其他讲义中,如汽车理论、汽车构造和汽车设计课程中关于液压部分成熟的、重要的应用,比如转向、制动等;其次,大量引入现代新能源汽车上的实用液压资料,比如液压自动能量回馈、燃料电池汽车发动机系统中的气体管路等;最后,适当增加了汽车上常见的液压故障诊断与排除方法,增强了学生解决工程实践问题的能力。

(三)内容简洁,形象生动

通过学习国外采用的讲义,特别是美国、德国的讲义,发现国外的专业讲义有以下三个特点:一是多图少文,化抽象为具体;二是内容上模块化设计,主次分明;三是一般引入工程实例介绍,激发学生的学习兴趣,便于学生理解掌握。因此,结合汽车专业的实际情况,在讲义编写过程中,尽量避免烦琐大段的文字赘述、理论性较强的公式推导和复杂的元件结构图,采用简要的文字说明、结论性的经验公式、清晰的元件回路简图和生动的典型实例来代替,可以帮助学生减轻学习负担,提高学习兴趣,增强感性认识。

(四)教学与科研相结合,增补工程实践应用实例

目前,多数讲义的课后练习仅布置了几道问答题,不利于学生全面掌握知识点和课后工程实际应用。本讲义有针对性、有选择性地提供了一定数量的汽车液压传动技术工程应用实例,比如新能源汽车的液压传动技术试验台、带蓄能器的新能源汽车能量回馈装置等,这样既便于教师在教学过程中讲练结合,又便于学生在学习过程中独立思考,提高了学习兴趣和解决实际问题的能力。

(五)大量采用图形说明,形象生动

由于液压原理图有大量管路支路线条,而且液压传动涉及流体的传动,是动态、形象的过程描述,因此,在讲义编撰上对图形提出了更多的要求。本讲义编写,对书中大量的液压元件和液压基本回路图,全部采用专业绘图软件作图。此外,还要对关键的动力元件、执行元件、控制元件和常用辅助元件,做出1/4或者1/2剖面图,采用彩色印刷。最后,为了更好地标识一些阀体的工作原理,比如先导式溢流阀,流体通过阻尼孔前后的不同压力可以用不同颜色标示出来,便于学生理解主阀芯在不同压力下的开启原理。

尽管工作量很大,但专业软件工具作图的好处是图形精准、标号注释清楚,保证图形质量,避免了学生由于图形模糊而错误理解课程内容,便于学生一目了然,抓住重点,保证教学质量。

(六)配合课程多媒体教学,讲义上网

改进讲义形式。讲义作为学生学习的一种基本工具,不只局限于书面形式,还可以制作成网络电子讲义,将书中静态、复杂的元件工作原理,比如泵、阀等液体流动用动态、直观的动画加以演示,生动展示,加深学生对问题的理解。制作相关的多媒体课件,便于学生在课后的业余时间继续学习。网络讲义更新调整内容比较方便、快捷,具有较强的时效性和灵活性,可以对书面讲义起到很大的辅助作用。

四、讲义内容编写中遇到的难题及解决措施

(一)课时的有限性

由于这门课程的课时有限,使得课堂上不能发挥更多的课堂讨论,重点概念公式的推导不能仔细讲解,在有限的课时完成教学任务达到教学目标非常重要。为了解决这一矛盾。在讲义编写的过程中,采取了模块化编写。整本讲义分为三大模块,每个模块力求“少而精”,并将知识点根据专业特点划分为重点掌握、掌握、了解三大类。重点掌握的知识点要求深入了解,强化记忆,并能够在工程实践中应用。而对于要求掌握的知识点,力求深刻领会并理解,在实际应用过程中能够熟练查阅相关资料。而了解部分的知识点需要清楚概念,在今后的工程实践应用中有印象。比如第一模块液压传动技术基础中,汽车液压系统工作原理、组成和常用液压元件图形符号,液压系统动力元件、执行元件和控制元件属于重点掌握部分。而辅助元件如密封装置、过滤器、蓄能器等属于了解的内容。

(二)专业方向差异性

液压传动技术的教学涉及6个班200多人,同时我院车辆工程专业又分为多个方向,如汽车工程、车用动力系统、汽车电子、车身与空气动力学、汽车产品管理与营销、车用新能源技术和汽车试验技术等,因此,讲义编写上应满足各专业方向的内容区别性的需要。举例来说,对课程的基本概念和基础内容,如液压传动技术原理、概念和液压传动系统组成、基本结构,强调“少而精”,这是车辆工程专业所有方向教学的共性。而对专业方向联系紧密的内容就需要区别对待了。如典型汽车液压传动系统针对汽车工程方向的学生,可以结合汽车构造课程的学习,进行悬架、转向和制动系中液压传动技术的分析;针对车用新能源技术方向的学生,进行带蓄能器的自动能量回馈液压系统的介绍;针对汽车电子方向重点叙述各种液压控制阀的结构,让汽车电子方向学生对各种被控对象有熟悉的认识和了解,以便在将来的控制中能了解其特性。

(三)学习兴趣的差异性

在课时有限的情况下,更好地开发学生的个人潜力是教学过程中应该关注的重点。笔者根据以往的授课经验,发现繁重的课后作业的形式并不能激发学生的学习动力,反而成为一种学习负担。这种情况下,课前预习更是奢谈。于是,笔者在教学过程中,尤其注重“少而精”。在每次下课时,给学生提出一个问题,对下堂课要学习的内容“抛砖引玉”。针对每个专业方向的学生提出一个与其专业密切相关的工程实际问题,结果出乎意料的好。学生准备的答案可谓“百家争鸣”,基本每个人都可以从自己的兴趣出发去收集资料,解决问题,甚至提出新的问题和答案。在这个过程中,学生不但巩固了旧知识点,也探讨了新知识点,无形中增加了学生对这门课的学习时间。一学期下来,学生和教师都从中受益匪浅。因此,这些“抛砖引玉”的问题,在本次讲义的编写过程中,也作为讲义的一部分编写进来。比如第一模块液压传动技术基础知识一章中的第四节“液压执行元件液压缸”,课后问题是利用液压缸实现汽车车门打开紧急逃生过程中,单杆活塞缸、差动连接液压缸和增压缸所需的进油压力和流量,既满足了学生对汽车的兴趣,又实现了设计汽车车门紧急逃生方案中液压缸的工程应用实例的深入剖析,达到了对液压执行元件液压缸的特性掌握和实际应用。

当然,讲义建设是一项重要而艰巨的系统工程,不能一蹴而就,只有不断总结、不断摸索专业学生特点,不断充实、不断创新,才能使讲义的内容与形式日益完善,真正成为高质量、适合本校学生使用、让本校学生喜欢的高等学校讲义。

参考文献:

[1]龚肖新.高职教材《液压传动与气动技术》编写的改进与思考[J].职业教育研究,2007,(07).

[2]汪大鹏.试论对《液压传动》教材的研究与创新[J].机电产品开发与创新,2004,(3).

液压传动课程设计总结篇7

【关键词】高职院校;液压与气压传动;教学质量

《液压与气压传动》是我国高职院校机械类专业的一门基础课,它在整个机械类专业的教学中举足轻重。这门课程主要包括三方面内容:一是流体力学的基础知识;二是液压传动技术;三是气压传动技术,主要由液压元件、液压系统、流体力学、气动元件及气动系统等内容组成。学好这门课程对于学生掌握理论和指导实践具有重要的意义。但在当前,这门课程教学质量却并不理想,主要是由于液压和气压的传动过程是在高度密封的环境中进行,所以对于各种液压及气压传动元件的结构,传动系统及其传动过程只能靠讲解,让学生无法清晰看到,没有直观的影响,学习会因为太抽象而感觉学习难度大。本文针对目前教学中的问题及不足,就怎样提高液压与气压传动教学质量发表自己浅显的意见,供教学参考。

1.目前液压与气压传动教学中存在的问题与不足

1.1学生的重视程度不够

学生对一门课程的的学习态度和兴趣,很大程度取决于其对该课程的重视程度。有相当一部分学生认为基础课既简单又无多大用处,不必下功夫,只要学习好专业课,将来工作需要用的知识就早已足够。于是在课上,不认真听讲;在课后,不管不故。《液压与气压传动》正是这类富有专业色彩的基础课,只要几节课不听,并且课外也不及时复习后,老师再讲的知识就根本听不懂了,然后失去信心,继而对该课程不感兴趣,甚至放弃这门过程。

1.2教材选用不恰当与教学方法不灵活

机械类专业几乎都有安排《液压与气压传动》这门课程,并且大多数专业都会选用相同的一本教材。这样便导致了教材的专业性不强,使学生对学习该课程的方向和目的不明确,从而丧失学习兴趣。此外,也有一部分教材的编制相对简洁,内容很精简,至说明结果不阐述原因,结果使整本教材难以理解。

《液压与气压传动》抽象性与实践性相结合,传统的“灌输式”教学方法效果差强人意,教师讲得累,学生学得更累。即便现在已经大普及了多媒体教学,但还未最大程度发挥其优势,更多地只是电子再现黑板板书。伴随着我院大力实行的教学改革,本课程的教学条件、教学方法、教学内容以及教学手段也相应发生较大的改变,怎么达到本课程教学的培养目标,需要教师深刻去反思。

1.3实验设备落后缺乏、考核形式单一

实验既能对所学的理论知识进行验证及理解,又能锻炼学生实际动手能力。但因为实验设备落后,许多实验无法正常完成,再加上设备数量严重缺乏,几个学生一个实验台,一至两名学生动手实验,其余学生当观众,实验效果不尽人意。

《液压与气压传动》课程通常最后的考核仅凭一张理论试卷,这样便会导致无法客观评价学生的理论知识掌握程度和实际动手能力,因为这门课程是由理论课及实验课构成的,如此考核,不会达到该有的教学效果。

2.提高液压与气压传动的教学措施

2.1提升学生学习兴趣

向学生强调本课程的专业地位,从而引起学生对本课程的重视。

(1)详细介绍本课程在专业中的地位,提高学生的认识,既要详解前系课程,又要对后系专业课程的基础性作解释,让学生对液压与气压传动的理解有整体的印象。

(2)仔细详解液压与气压传动技术的重要性及其在各个专业技术领域的运用,并与学生以后的就业及学习深造等的关系联系起来,提高学生思想上的重视性及学习的主动性。

2.2运用多媒体教学改进教学方法

通过近年来的教育改革与教材建设,《液压与气压传动》课程确实有一批适合教学的精品教材。但在教材选用的时候要注重针对性,例如本科与高职的目标不同,机电专业和模具专业的要求不一样,所以要有的放矢,根据定位及对象正确选用教材。

随着科学技术的发展,高等院校教学方式日益呈新,多媒体课件的运用,让教学变得生动、直观,易于理解。它能把元件构造、状态、动作及过程直观全面向学生暂时,利有学生理解接受。例如流体传动教学的重点,回路和系统的内部动作、流体的流动、阀的操作与位置变换等就通过多媒体课件的应用,以动画形式清晰地展现出来,让学生对系统处在不同工作状态时的情形有直观的视觉印象,这样就让教师讲解简单明了,学生理解容易深刻,且有着不错的学习效果。

虽然多媒体教学有其得天独厚的教学有事,但是传统教学仍具备着其所不拥有的诸多优点,例如有利于教师对教学过程的直接控制和指导,有利于加强学生的人格教育等。所以在教学过程中,要根据不同情况下的教学对象、内容,正确地将二者有机结合,改善提高教学效果。比如,在对液压与气动原件的结构和工作原理的教学时,可以采用多媒体课件加实物模型进行讲解,增加直观印象;而在流体力学基础部分与液压缸设计等内容的教学中,仍然采用传统的教学方法,打好理论知识基础。

2.3完善考核方式,重视考后分析

考试应该是教师检验学生学习效果的一种手段,而不应该成为一种目的。《液压与气压传动》课程的考核需要改变一张试卷的模式,适度降低期末考中理论知识的成绩比重,增加液压实验操作成绩比重,这样可实际检验出学生的学习效果。实验操作可以以“操作+答辩”的形式,学生在规定的时间内完成教师出题或学生人选的实验,教师对其实验的过程及结果进行检查,并针对该实验提出2至3个问题让学生回答,最后可按一定比例,根据平时成绩、理论考核、实验操作等综合评定出成绩。

考后教师还应对试卷进行认真分析,并对试卷命题和效果进行全面总结,对教学方法、教材内容、教学理念进行深刻反思,从而积累宝贵的经验,有助于下一阶段教学水平的提升。

3.结语

要提高液压与气压传动教学质量,还需要更多的教育工作者在日常教学实践中总结提炼方法,挖掘每一个可能会提高教学的有效手段,并且要注重在具体的实践中锻炼学生的设计能力和动手实践能力。

【参考文献】

[1]王雪红,王桂良.《液压传动与气动》课程的多媒体教学探讨.湖南工业职业技术学院学报,2008(2):128-129.

[2]杨雪荣.“液压传动”课程教学探讨.广东工业大学学报(社会科学版),2008(7):134-135.

[3]杜群贵.液压传动课的知识结构与专业教育.华南理工大学学报(自然科学版),1996(11):79-81.

液压传动课程设计总结篇8

(武汉理工大学华夏学院湖北武汉430223)

摘要:围绕“地方本科院校转型发展实践与政策研究报告”重在培养应用技术型人才的目标,从实验教学、课程设计两方面分析了实践教学现状,并提出了相应的改革措施;同时,结合机电专业人才培养目标及专业课程的设置,增加了设计性、综合性的实训环节,它将电气控制、pLC控制和气动系统有机结合起来,进一步提高了学生综合分析问题和动手实践的能力。

关键词:转型发展;液压与气压传动;实践教学

中图分类号:tH137-4文献标识码:adoi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.07.0033

0引言

由于液压传动独特的技术优势,使得它在工程机械行业、汽车工业、现代农业、采矿与冶金工程、油气探测与加工、土木水利工程、航天与海洋技术、生物与医学工程、军事装备、国防工程等领域获得了广泛应用,成为工业、农业、国防和科学技术现代化进程中不可替代的一项重要基础技术,它具有综合性、应用性及实践性强的特点。

“应用技术大学(学院)联盟”地方高校转型发展研究中心2013年11月的《地方本科院校转型发展实践与政策研究报告》指出,“应用技术大学重在培养应用技术型人才,服务地方经济发展”、“注重技术应用,突出实践教学”。在该主旨下,如何改革《液压与气压传动》实践教学内容与教学方法,激励学生自主学习兴趣,提高学生动手实践能力,对地方性本科院校培养应用技术型人才具有重要的意义。

1实践教学现状分析

1.1实验内容陈旧、设备落后

当前武汉理工大学华夏学院液压传动实验内容主要分为典型液压泵、液压阀的拆装实验(属开放式实验,学生自由安排实验时间)和液压泵、溢流阀以及进油节流调速回路的性能实验。实验课时共计6学时。结合课堂教学的理论知识,学生亲自动手对常用液压泵、液压阀进行拆装,可加深对其结构、工作原理的理解。液压泵性能实验,主要让学生了解测试液压泵基本性能(如压力、流量、容积效率以及总效率)的方法,得出泵的性能曲线,一方面可根据理论知识,判断实验数据的正确性,另一方面反过来可验证课本理论知识的准确性。溢流阀性能实验,主要让学生了解溢流阀稳定工作状态下的静态特性,学会溢流阀静态特性中的启闭特性、压力稳定性、卸荷压力等测试方法,得出溢流阀的启闭特性曲线。进油节流调速回路性能实验,主要让学生得出不同通流截面积下的速度-负载特性曲线,并能分析它们的调试性能。不管是拆装实验还是性能实验,均属于认知性与验证性实验,不利于提高学生的设计和综合应用能力。实验内容过多地侧重于液压元件的性能测试,弱化了对液压系统基本回路的实践,不利于学生综合应用能力的培养。实验设备落后、直观性差,学生对实验缺乏兴趣。

1.2课程设计整体质量不高

课程设计是液压传动实践教学环节必不可少的组成部分,主要考查学生对理论知识的综合分析与应用的能力。课程设计环节时间仅一周,但设计的内容包括明确液压系统设计要求、分析液压系统工况、确定液压缸主要参数、论证系统方案、拟定液压系统原理图、通过计算选择液压元件、验算液压系统主要性能等。学生要在一周的时间内翻阅大量文献资料,独立完成一个质量较高的课程设计,难度非常大。

2实践教学改革

2.1实验教学

引进新的实验得设备,开发新的实验内容。目前用得较多是快插任意组合式液压传动综合教学实验台。改进实验教学方法,将典型液压泵、液压阀的拆装实验穿插在理论教学中,将理论教学迁至实验室进行现场教学,学生对照实物学习,能更好、更快地消化吸收新知识,同时还能提高学习兴趣和积极性。将实验安排在相应的理论教学过程中,比如液压泵性能实验,在液压泵知识点全部讲完之后,立马进行液压泵性能实验,这样不仅能避免学生对理论知识的遗忘,反过来可进一步强化对理论知识的记忆,加深对理论知识的理解。为了提高学生亲自动手能力,每次进行实验时,按小组进行,一班分成2~3组,保证每台实验设备3人左右,尽量要求每位学生亲自动手操作。加强实验内容在课程中所占的分值,比如:在课程考试试卷中,增加实验考题或者提高实验在平时成绩中的考核比例,让学生充分认识到实验的重要性。

2.2课程设计

课程设计选题应结合液压传动的技术特点,立足于服务地方经济发展,选择工程实践性较强的课题作为设计题目。比如工程机械行业常见设备:混凝土泵车、挖掘机、叉车等某一子液压系统作为课程设计题目。由于课程设计时间短,要提高课程设计整体质量,靠学生的“单打独斗”是不行的,必须依赖团队的力量。因此,实际操作过程中,可将3~5人分为一个团队,每个团队挑选一个组长,负载整个团队的统筹、协调工作。由组长根据组员意见挑选课程设计题目,并定期汇报整个团队的成果以及遇到的难题,带课老师及时给予解答并做好考评登记。答辩时,以小组为考核对象,对其中的每个成员所负责的设计内容进行考评。这样,不仅能提高学生分析问题、解决问题的能力,同时还能提高团队合作能力。

2.3综合实训

根据“地方本科院校转型发展实践与政策研究报告”重在培养应用技术型人才的特点,结合实验内容与课程设计的局限性,开发设计性、综合性的实践环节势在必行。综合实训是将过去简单的、独立的实践环节转变为综合性、设计性的大型实践训练,旨在实践中提高学生查阅资料、发现问题、提出问题和解决问题的能力。因此,根据机电专业人才培养目标及专业课程的设置,开发了新的综合实训内容即“基于pLC控制的气压系统设计与开发”,它将电气控制、pLC控制和气压传动有机地结合起来,实现了多学科之间的交叉融合。综合实训学时为2周,实训分为三个阶段,第一个阶段确定实训团队(每个团队3~5人)及其课题,下发任务书,给定已知条件,动员学生利用图书馆、网络等查阅资料;第二阶段理论设计,根据现有实验器材和已知条件,设计气压传动系统及其电气控制电路,pLC控制的硬件和软件设计;第三阶段在实训平台上搭建气压传动系统,完成控制系统接线,输入控制程序,验证设计结果。实训平台如图1所示,它由电源模块、pLC模块、气动元件模块、按钮模块、继电器模块等组成,采用双面布置,多个团队可同时进行实训。

综合实训不仅加深了学生对课程理论知识的理解,强化了学生动手操作和实践的能力,激发了学生学习的兴趣和积极性,同时还培养了团队合作意识,为以后进入企业工作打下基础。

3总结与展望

液压与气压传动课程是工科机械类专业一门非常重要的专业基础课,也是一门实践性很强的课程,根据地方本科院校应用技术型人才培养目标,应不断改革和创新实验内容、实践教学方法,提高学生工程实践能力。除此之外,在转型发展大环境下,学校应健全校企合作机制,引进当地企业高端技术人才来校讲课或将学生送进企业进行技术培训或在校内建立校企合作培训班,落实“培养应用技术型人才,服务地方经济发展”的办学宗旨。尽管这些目前较难实现,但相信在后续转型发展中,这些问题都能迎刃而解。

参考文献

1刘振天.地方本科院校转型发展与高等教育认识论及方法论诉求[J].中国高教研究,2014(6)

2倪君辉.地方本科院校液压与气压传动课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备,2014(20)

液压传动课程设计总结篇9

关键词:FluidSim;液压传动;理论与实践教学;教学改革

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2014)23-0092-02

“液压传动”是机械类专业的一门实践性很强的技术基础课,是一门融合了机械、电子、控制等多学科的课程。该门课程要求学生掌握常用元件和系统的工作原理、元件选用与系统设计、调试的基本方法等。在以往的教学中,元件的工作原理以及回路的工作过程多采用结构图、图片等来展示,教学效果有限,学生在学习中普遍感到液压知识基本概念不清楚、元件结构复杂、工作过程抽象,从而影响了学生学习的积极性。为了增强学生的学习主动性,提高学生的创新设计能力,在液压传动理论和实践教学环节中加入了FluidSim软件进行教学改革,实现了互动教学,达到了培养创新型人才的目的。

一、FluidSim软件简介

FluidSim软件是德国Festo公司开发的液压与气压系统仿真软件。FluidSim软件用户界面直观,采用类似画图软件的图形操作界面,用户只需直接从元件库中将元件拖到绘图区,并用鼠标左键在各种元件接口之间拖动,便可完成油路的连接。

FluidSim软件可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真,并有元件的状态图显示,还可以进行简单的查错功能。如果仿真回路存在断点,则可自动找出并标识,从而能够在设计完回路后,验证设计的正确性,并演示其动作过程。FluidSim软件还具有CaD功能,它符合Din电气―液压回路图绘制标准,是针对流体而专门设计的。回路设计仿真成功后,软件即可输出与仿真回路相同的DXF图形格式。

FluidSim软件提供了超过100多种标准液压及电气元件,利用这些符号及实物图片,可构成各种回路。软件还包含了大量的教学资料,其中对各种元件的工作原理和使用方法都有详细的功能描述,可用来自学、教学和多媒体教学液压技术知识。

FluidSim软件还可设计和液压回路相配套的电气控制回路,实现电液联合仿真。传统的“液压传动”教学中,仅有液压回路及电磁铁动作顺序表,没有电气回路,学生不能明白各种控制阀和电气控制元件之间的关系。电气―液压回路设计与仿真同时进行,可以提高学生对机电液一体化的认识和实际应用能力。

FluidSim分为FluidSim-H和FluidSim-p两个软件,其中FluidSim-H用于液压传动技术的模拟仿真与排障。本文主要是将FluidSim-H软件的各项功能应用到“液压传动”教学各环节中。

二、FluidSim软件在理论教学改革中的应用

1.用于演示复杂元件的图形

一些结构复杂的元件,有时教材中插入的图形是采用机械制图的图样绘制的,较为详细准确,但是有时受版面限制显示的图形太小且都是黑白色,扫描到ppt中讲解时投影到屏幕上的图形显示不清楚,导致讲解时学生听课情绪受到影响。以往教学中,授课教师为了能让学生看清元件的结构原理图,在ppt中用鼠标采用“指针选项”中的“毡尖笔”或“荧光笔”分别用不同的颜色勾画出不同零件的边界,虽然视觉效果有了一定的改进,但是手动绘制零件的边界时间长,鼠标也很难精确绘制。采用FluidSim软件后,软件中配有复杂元件的结构原理图,不同的结构采用不同的颜色,非常清晰。具体使用方法为:在“教学”菜单栏中的“工作原理”对话框中,选择相应的元件后单击确定,即可演示相应的元件工作原理图。

此外,在仿真文件中用右键单击液压元件的职能符号后,选择“元件图片”就可以直接演示出相应元件的实物照片,使学生对液压元件有了更直观的认识。

2.动态讲解液压原理图不同阶段的回路走向

液压原理图中,当换向阀换向时进、回油路总是发生变化。以往教学中,液压原理图是静止不动的,学生分析不同阶段电磁铁得电时的油路走向出现的错误较多。在没采用该仿真软件之前,授课教师想到的解决办法是:在ppt中对扫描的液压原理图用鼠标“指针选项”中的“毡尖笔”采用红色(表示有压力的进油路)和绿色(表示回油路)绘制油路的走向。与单纯静态讲解原理图相比,这种方法能使学生理解原理图的工作过程,但其缺点是:鼠标不好控制绘制油路的走向,当不同电磁铁得电时所有油路都得重新绘制,占用课上时间较多,费时费力。

采用FluidSim软件中的回路搭接和仿真功能,在课堂上直接演示回路中各液压元件的连接过程,连接后点击仿真按钮,软件自动检查回路连接的正确性。如果连接错误,会直接标明连接的错误和原因。如果连接正确,根据电磁铁动作顺序表,可以手动或自动选择电磁铁的得电情况,回路会动态演示出油路的走向和液压缸的动作方向与速度。油路中压力油用红色显示,回油用浅黄色显示。这种方法连接回路的速度快,连接成功后,只要选择不同的电磁铁得电,每种油路走向都能清晰地动态显示出来。例如教材中的双路油压自锁装置,油液的走向和液压缸的速度与输出力都能实时显示。[1]采用这种可控的教学方式,回路走向清晰、容易理解,学生的学习积极性明显提高。

此外,教师课上使用软件演示回路的连接、仿真过程,也是学生学习软件使用方法的过程。学生可以下载免费试用软件安装在自己的电脑上,在课后练习软件的使用方法。由于后续的液压传动实验和课程设计中都将采用该软件进行连接与设计,在理论授课时学生就练习了软件的使用方法,为后面的学习打下了良好的基础。

三、在液压传动实践教学改革中的应用

1.在液压传动实验课程中进行回路连接、仿真和检查

液压传动实验是“液压传动”课程不可缺少的实践环节,传统的实验多为验证性实验,学生独立思考的空间小,动手能力得不到有效锻炼。东北电力大学的液压传动实验采用新引进的YD-ii型智能液压综合实验台,采用先进的液压元件和新颖的模块设计,构成了插接方便的系统组合,可实现机电液一体化控制实验。新设备为学生主动开发实验回路,进行探索式实验设计和实践尝试提供了必要的条件,较好地促进了学生创新意识的建立。在本教改项目中,授课教师专门为学生设计了属于设计型的实验项目,指导教师给出液压回路的工作要求,具体的回路由学生独立设计完成。考虑到学生刚刚学习“液压传动”知识,所设计的实验系统和回路往往会存在连接与原理上的错误,完全让学生直接在液压传动实验台上进行实验,可能会使实验过程具有一定的盲目性和风险性,也可能会使学生忽视对基础理论的深入理解和分析。因此,此次教改对实验内容的实现形式进行了改革,预先让学生独立在计算机上运用FluidSim软件进行液压回路的设计、运行控制和模拟演示,在保证其原理正确且操作可行之后,学生再在实验台上进行元件的实物搭接和调试,提高了设计能力和调试速度。

通过对实验实现形式的改革,对于同一个回路设计题目,学生可以设计出不同的连接形式。例如差动回路,学生可以利用仿真软件设计两种连接形式:一是为二位三通阀控制前进方向只有差动连接的形式,二是既可差动也可正常前进的回路。此外,实验中有些数据不好测量,如液压缸的工作速度,借助仿真软件可以将速度值实时显示出来。这种实验教学模式为学生搭建了创新实验的新平台。

2.在“液压传动”课程设计中进行回路设计、仿真和原理图的图形绘制

给学生下达了设计题目后,学生通过FluidSim软件进行设计、仿真,提高了设计的准确性,对设计选型的正确性也进行了验证。东北电力大学的课程设计内容为液压专用铣床工作台进给液压系统,工作循环:工作台快进―工作进给―工作台快退―原位停止。[2]

图1回路中三位五通电磁换向阀左位工作时,实现快进时的差动连接;当液压缸前进压下二位二通行程换向阀后,进入工进,进油速度由调速阀调节;液压缸前进到行程终点后,三位五通电磁换向阀右位工作,实现快速退回,液压源可采用变量泵,由于元件库中没有变量泵,用定量泵代替使用。考虑到“液压系统”课程设计时间仅为1周,要求学生设计出液压原理图,并进行元件的选型计算和验算,时间紧、任务重,学生也没有时间学习电气控制部分的知识,因此只要求学生采用仿真软件设计出液压原理图,用鼠标手动控制电磁铁得电的方式模拟仿真。

autoCaD软件图形库中没有液压元件的专用职能符号,学生绘制的液压元件大小不一,错误百出且费时费力。而利用FluidSim软件,只要液压原理图仿真成功,就可将液压原理图直接转化为图形交互文件格式DXF,并能在autoCaD软件中打开,进一步完善绘制,节省了学生设计、绘制原理图的时间,也使后面的元件选型计算和验算时间更充足。

3.在毕业设计中设计复杂回路并进行电液系统联合仿真

有了之前各教学环节的软件使用基础,学生在毕业设计时就可以运用FluidSim软件实现复杂液压回路的设计。FluidSim软件还可设计与液压回路相配套的电气控制回路,实现电液联合仿真。若电气控制回路和液压回路设计完毕,可立刻进行联合仿真。如果电气回路不符合电气原理,软件会自动提示,仿真中断。[3]对电气控制感兴趣的学生还能通过自己的努力学习到该部分的知识。学生从网上下载免费的试用版软件,利用自己的计算机进行设计,并进行电气和液压的综合训练,可以提高机电液综合应用能力。

图2为毕业设计学生设计的折弯机液压系统自动控制仿真回路图。要求设计的板料折弯机实现的工作循环是:快速下降―工作下压(折弯)―快速回程―停止。设计时按下按钮开关SB1,K1继电器线圈控制电磁铁Y1得电,三位四通电磁换向阀右位工作,实现快速下降。液压缸下降行程至180mm,由行程开关S2发出讯号,使二位二通阀从常开(Q2)切换至常闭(Q1)位置,液压缸无杆腔进油路由节流阀调节流量,进入下压折弯阶段。当液压缸无杆腔压力达到压力继电器设定值后延时2s。为了达到延时的目的,设置了延时继电器Kt1完成延时2秒的任务。延时结束后,K3继电器线圈控制电磁铁Y2得电,三位四通电磁换向阀左位工作,实现快速回程。

该回路的设计过程为:从元件库里调用所需的元件组成液压回路图,设置好相关元件的相应参数,如行程阀的位置、液压缸的工作参数等,检查回路的正确性;依据行程阀电磁铁的动作顺序设计控制系统,并在已建立的液压系统中绘出电气原理图;在仿真图中设置元件列表和状态图。对需要时时显示工作状态的元件,用鼠标单击左键选中该元件后直接从液压原理图中拖拽到状态图中,就能将其列入状态图中;启动仿真按钮,实现实时仿真。依据液压系统的工作原理模拟其整个工作过程并仔细观察在整个仿真过程中液压缸的运行情况、行程阀以及电磁铁的动作、进回油路油液的流动情况等。

通过上述过程的训练,学生可进行多学科知识的学习和融合,提高了学生的综合能力,为学生进入实际工作岗位打下了坚实的基础。

四、结论

在连续两届的“液压传动”课程教学中,授课教师都将FluidSim软件引入到“液压传动”教学的每个环节。实施教改后,取得了良好的教学效果,使师生能在课上、课下都产生良好的互动,学生的探索欲显著增强;从基本元件认识、基本回路连接到复杂回路联动,每个环节都能让学生运用仿真软件得到反复练习,提高了学生的动手能力,极大地激发了学生的学习兴趣;有效地培养了学生的创新意识,学生的分析能力和创造力有了明显提高;授课教师的业务水平也有了提高,达到了教改项目的预期效果。

参考文献:

[1]丁又青,周小鹏.液压传动与控制[m].重庆:重庆大学出版社,

2008.

液压传动课程设计总结篇10

[关键词]跨专业选修课液压与气压传动纺织工程教学实践与体会

[中图分类号]G642.3[文献标识码]a[文章编号]2095-3437(2015)06-0138-03

随着不同学科之间的相互交叉、融合、渗透而出现了交叉学科,而科学上的新理论、新发明的产生,新的工程技术的出现,经常是在学科的边缘或交叉点上。因此,作为以人才培养为首要任务的高等院校应重视交叉学科将使学科本身向着更深层次和更高水平发展。交叉学科人才培养要求学生选修与本专业相关的基础课程即跨专业选修课程,以使学生具备交叉学科及专业发展的必要基础理论知识。纺织机械是一种集机、电、光、液、气等于一体的装备,其本身就要求相关学科交叉与融合。

本文以纺机液压与气压传动课程为例,分析了学生专业与跨专业选修课的特点,指出开设跨专业选修课程的必要性,重点阐述跨专业选修课程教学中遇到的问题及解决措施,对跨专业选修课程的教学和进一步实践与探索具有普遍而又重要的意义。

一、学生专业与跨专业课程特点分析

现代科学的发展是在多学科交叉、融合、渗透中不断发展的,对于人才能力的需求是多元化的、综合性的。2008年11月11日,在2008诺贝尔奖获得者北京论坛上,华人图灵奖得主姚期智指出,多学科交叉融合是信息技术发展的关键:当不同的学科、理论相互交叉结合,同时一种新技术达到成熟的时候,往往就会出现理论上的突破和技术上的创新。在高等院校,开设跨专业选修课目的就在于让学生掌握与自己专业相关的交叉学科的基础理论知识,为学生进一步全面综合发展提供后劲。

(一)学生专业特点分析

纺织工程专业培养具备纺织工程方面的知识和能力,能在纺织企业、科研、教学等部门从事纺织品设计开发、纺织工艺设计、服装设计与工程、纺织生产质量控制、生产技术改造以及具有经营管理初步能力的高级工程技术人才。毕业生可在纺织行业、高等院校、科研院所、商检等单位从事纺织品生产、纺织品贸易、教学、科研、开发及市场营销等工作。纺织工程主要课程包括机械设计基础、电工与电子技术、计算机原理及应用、纺织化学、纺织材料学、纺纱学、织造学、纺织品设计学、企业经营与管理、生物工程在纺织上的应用等。[1]

纺织工程是一个有关纺织产品设计、质量控制、生产技术等的系统工程。纺织机械是一种科技含量高,品种繁多,性能各异,批量中等,连续运转,集机、电、光、液、气等于一体的装备。[2]纺织机械是纺织工业的生产手段和物质基础,其技术水平、质量和制造成本,直接关系到纺织工业的发展。为提高纺织机械的高效化和自动化,一般纺织机械动力部分普遍采用液压与气压传动系统。比如Dt-4C纺丝机液压系统、Zte型浆纱机液压系统、清棉机气动系统[3]等。学生在学习本专业的过程中,一个中心环节就是对于纺织机械本身构造与工作原理的了解和掌握,这对于学生后续就业、深造具有重要意义。因此,学生学习纺机液压与气压传动课程是自身专业属性所决定的。

(二)跨专业选修课程与学生专业相关性

纺机液压与气压传动属机电及机械类(非热能与动力工程专业流体传动与控制方向)专业的一门技术选修专业课,主要讲解液压气压元件及系统的基本原理、结构及其应用。要求学生在学习本课程之后,能够掌握液压及气压传动系统的特点和基本概念;熟悉各种液压泵、液压执行元件、液压阀、液压辅件和气源装置、气动辅助元件、气动执行元件、气动控制元件;了解液压和气动基本回路,初步具有阅读简单液压、气动系统图的能力。[4]这对于纺织工程专业学生来讲,正是从事纺织工程专业产品设计、质量控制、生产技术的要求,尤其是在生产技术、质量控制方面,也是实现自身全面、综合发展的需要。

二、跨专业选修课教学过程中的问题及解决措施

在从事跨专业选修课程纺机液压与气压传动教学中,笔者遇到学生专业基础薄弱、重视程度低及兴趣不浓、适用教材参考资料少、实践环节欠缺、考核方式选择等普遍而又实际问题,现逐一分析并提出探索性的解决措施。

(一)学生专业基础薄弱

纺机液压与气压传动是一门主讲液压气压元件及系统的专业技术课,它除要求学生具备机械设计基础、电工电子技术等基础知识外,更重要的是要求学生具备流体力学基础知识。流体力学是理解和掌握好液压气压元件及系统的核心专业基础知识。而纺织工程专业学生没有先修流体力学相关课程,这给学生理解相关问题比如液动力、气穴现象等造成先天不足和困难。

因此,在进行液压气压元件及其系统教学之前,对学生进行流体力学基础部分的补充教学十分必要。在本课程中主要讲解流体静力学、流体运动学及动力学基础知识,让学生了解液压与气压传动中工作介质――液压油和空气的基本属性比如黏性等,连续性方程、动量方程及伯努利方程等基本定律,雷诺数及流态等流体流动规律。这对于学生后续学习和掌握液压气压元件基本工作原理及性能分析提供有力保证,也使得教学过程更加顺畅、高效。

(二)学生重视程度低及兴趣不浓

选修课在学生看来,一般认为是不重要的、与自身专业关系不大的课程。尤其在学分制下,学生的主要目的在于拿学分。因此,在学习过程中,学生重视程度及兴趣远不如必修课程和专业课程,他们通常有这样的表现形式――不专心听讲。这对选修课程的教与学造成一定的不良影响。

“兴趣是最好的老师”,只有学生对课程产生浓厚的兴趣,才能激发他们的学习热情与主动性。在纺机液压与气压传动教学中笔者始终贯穿纺织机械与液压气压传动相结合的思想,使液压气压传动扎根于纺织机械土壤中,让液压气压传动烙上纺织工程的专业特色。在一开始的绪论教学中,除了介绍液压气压传动在国防、工业生产及生活中的应用,更重要的是介绍其在纺织机械中的广泛应用,比如简介液压式压辊加压系统、Ga331浆纱机液压无极变速器控制牵引辊传动系统等,激发学生的学习兴趣和热情。在平时教学中,比如讲解液压泵、液压阀及液压执行元件时,有意识地介绍其在相关纺织机械中的应用及举例,播放纺机液压气压系统实际工作过程录像。另外,结合时事新闻讲解相关知识,比如在讲液压换向阀及液压基本回路及系统时,结合最近(2014年10月17日)为纪念中法建交50周年,法国设计制造的巨型机械神兽“龙马”和“蜘蛛”在北京奥林匹克公园苏醒,进行巡游表演的新闻,其中巨型机械神兽“龙马”和“蜘蛛”使用最先进的自动化控制系统和电子设备控制,它可以行走、腾跃,[5]其动力及执行部分就是液压系统,从相关新闻报道图片中可以直接看到液压多路换向阀及液压缸。这对于激发学生对纺机液压与气压传动课程的学习十分有利,可以极大地促使他们产生兴趣,进行主动学习,也有力地促进课堂教学的顺利开展。

(三)适用教学参考资料少

目前,热能与动力工程专业流体传动与控制方向专业(即液压专业)对于液压气压传动有一个系统的学习体系,主要课程包括流体力学、自动控制原理、液压元件、液压传动系统、气压传动系统、液压控制系统、液压技术进展等专业课程,其知识模块之间具有一定的内在逻辑关系,使用的教学参考书籍比较模块化、专业化。这对于纺织工程学生来讲,在有限的学时内学习,有较大的困难。而且,目前还没发现一本既有机结合相关课程核心知识“流体力学――液压元件――液压气压传动系统――液压控制系统”又结合纺织机械专业背景的适用教学参考书目。

笔者在现有的液压教材中找到两本比较适合的书籍:《纺织机械液压与气动技术》(魏俊民主编),《液压气压传动与控制》(冀宏主编)。前者特点是在讲液压与气压系统时很好地结合纺织机械中的液压与气压传动系统进行分析和讲解;后者则从最基础的流体力学基础――液压元件――液压系统――气压元件――气压系统,全面系统地介绍了液压气压传动的基本原理。[6]在讲授过程中,笔者结合两本书,一方面补充学生欠缺的流体力学基础,另一方面结合学生的纺织机械专业知识,讲解液压气压元件及系统的基础理论及应用,收到了较好的教学效果。

(四)实践环节欠缺

纺机液压与气压传动作为一门讲解液压气压元件及系统的专业技术课,本身具有实践性强的特点。但在跨专业选修课中教学大纲并没有安排相应的实践教学环节,学生缺乏对于液压元件及系统的直观认识和感受,这也可导致学生学习兴趣低、热情不够,实践动手能力不足。

在课堂教学中对重要液压元件比如液压泵、液压阀等进行实物拆装,让学生直观认识元件结构,这对于其理解相关工作原理有很大好处。另外,可选择性进行实验演示,如液压泵性能实验、液压阀性能实验、液压气压回路及系统性能实验等。对学有余力或者感兴趣的学生开放实验,让他们自己动手操作,这对于学生的专业认知和理解会更加深刻到位。

(五)考核方式的选择

在纺机液压与气压传动的教学大纲中规定考核方式为综合测评。一般的选修课大多采用“出勤成绩+答辩(或大作业)”的形式进行综合测评。但我们认为,作为一门技术型的专业选修课程不应该是技术概论型的课程,要实实在在地在学生的脑海中留下一些印象,就要对学生的后续学习、就业、深造等提供一些支撑。而答辩或大作业往往只侧重于某一块知识的考查,对于学生的整个液压气压传动知识体系的构建意义不大,同时也对教师掌握教学效果以及后续教学改进提供不了太多的有效信息。

参考必修课程和专业课程的考核方式,提出并采用“出勤成绩×30%+‘测试1’×40%+‘测试2’×30%”的考核方式。其中将测试部分分为测试1和测试2(均为闭卷考试),测试1侧重于液压气压元件基本原理、符号识别的考查,测试2侧重于液压气压基本回路及系统的识别与分析。通过批阅试卷,发现学生对于液压气压传动基本原理及元件符号识别掌握得不错,但是对于液压气压基本回路及系统的分析能力欠缺,因此,教师可以根据这些信息,在结课时,再次重点讲解相关知识,可以有力填补学生的知识漏洞,同时也为后续教学活动的进一步改善提供有力信息,比如教学中加强和提升学生液压基本回路及系统的分析能力。

三、总结

纺机液压与气压传动是纺织工程专业一门十分必要的跨专业选修课程,其讲授的有关纺织机械的液压气压传动知识直接关系到纺织产品质量控制和制造成本以及纺织工业的发展,同时也是培养交叉综合型纺织工程人才的需要。作者以跨专业选修课程纺机液压与气压传动的教学为例,重点阐述跨专业选修课程教学中遇到的学生专业基础薄弱、重视程度低及兴趣不浓,适用教材参考资料少,实践环节欠缺,考核方式的单一等大多数跨专业选修课程所面临的普遍而实际的问题,并逐一进行分析,提出探索性的解决措施。这对跨专业选修课程的教学和进一步实践与探索具有普遍而又重要的意义。

[注释]

[1]兰州理工大学纺织工程专业培养计划[m].兰州:兰州理工大学,2010.

[2]陈革,杨建成.纺织机械概论[m].北京:中国纺织出版社出版,2011.5.

[3]魏俊民.纺织机械液压与气动技术[m].北京:纺织工业出版社,1986.

[4]兰州理工大学液压气压传动课程教学大纲[m].兰州:兰州理工大学,2013.

[5]中国网,法国巨型机械“神兽”将在京演绎“龙马精神”(高清组图),2014.10.10.

[6]冀宏主编.液压气压传动与控制[m].武汉:华中科技大学出版社,2009.