提高“液壓傳動”課程教學質量的探索

摘要：分析了“液壓傳動”課程的重點內容，對為提高教學效果如何進行課程內容的組織進行了研究，對如何通過課堂理論教學和實驗教學提高學生的學習興趣、加深對所學知識的理解和掌握以及提高學生的工程實踐能力進行了探索。

關鍵詞：液壓傳動；教學方法；教學質量

作者簡介：鄭剛（1974-），男，安徽合肥人，江蘇大學機械學院，講師；凌智勇（1957-），男，江蘇南京人，江蘇大學機械學院，教授。（江蘇

鎮江 212013）

中圖分類號：G642.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）34-0084-02

在一臺完整的機械設備中，傳動機構是連接原動機和工作機必不可少的機構。在各種傳動機構中，液壓傳動因其具有獨特的優點而占據了重要的位置。由于液壓傳動廣泛的應用，就需要更多掌握液壓傳動技術的工程技術人員，所以，“液壓傳動”課程成為機械類專業學生必修的一門專業基礎課。

“液壓傳動”課是機械類各專業介于基礎課和專業課之間的一門專業基礎課程，其理論性、系統性和邏輯性都很強，同時其涉及的基礎知識較廣、元件結構較復雜、回路和系統較多，并且具有實踐性較強、與生產實際聯系緊密的特點，加之學生在學習該門課程之前缺乏對液壓傳動的感性認識，導致學生在學習時有一定的難度，對一些問題難以理解、掌握和記憶。[1]為使學生能夠學好“液壓傳動”課程，掌握必要的液壓傳動技術知識，為以后的專業課學習以及畢業后從事工程技術工作打好基礎，就要求教師在課程教學過程中化難為易，并采用多種形式的教學方法激發學生的學習興趣。

一、“液壓傳動”課程的重點內容

雖然“液壓傳動”課具有較多抽象的概念、繁瑣的公式推導及運算、較復雜的元件結構及回路和系統，但可以歸納為以下三方面的重點內容。

1.液壓傳動的基本原理和基本概念

液壓傳動技術主要基于三個基本原理，即“液壓傳動的工作原理”、“液流連續性原理”和“靜壓傳遞原理”。由于后兩個原理是建立在前面的工作原理基礎之上的，所以在教學過程中對液壓傳動的工作原理一定要分析透徹，以便于學生對基本原理的理解與掌握。

液壓傳動的基本概念主要是液壓系統的四大組成部分，即“動力元件”、“執行元件”、“調節控制元件”和“輔助元件”，對各組成部分的功用、名稱及職能符號的講解要簡潔明了，使學生能夠準確無誤地掌握基本概念。

2.液壓元件的結構、分類、工作原理及性能

液壓傳動系統中包含的元件較多，包括液壓泵、液壓馬達、液壓缸及各種控制閥。由于工科院校機械類專業液壓傳動教學的主要目的在于對液壓系統的性能進行分析，以及根據設備工作要求設計液壓系統，而并非液壓元件的設計，所以對于液壓元件主要講授其工作原理和性能。由于在分析和設計液壓系統時，對構成系統的液壓元件的結構必須有一定的了解，所以對各類元件的結構需要進行一定的講解，但也不必羅列的過多，只需將每一類元件中最常用的結構講清楚，其余的可進行對比分析，學生自然會觸類旁通。

3.液壓基本回路及系統的組成和工作原理

在掌握了液壓元件的結構、工作原理和性能的基礎上，對各類液壓基本回路的構成及工作原理著重進行分析，詳細講解各元件在不同回路中的作用和區別，對于液壓系統可根據學生的具體專業例舉幾個典型的系統，重點講解構成系統的基本回路、各元件及回路在系統中的作用，在此基礎上對系統的性能進行分析。在講授該部分內容時，可根據學生的具體情況，將基本回路與系統相結合進行講解。此部分內容重點是教會學生分析系統的方法，以便于學生今后能夠對各種液壓系統進行分析。

二、組織教學內容，提高教學效果

“液壓傳動”課程的性質和內容決定了該課程的頭緒較多，內容較復雜，重點不十分突出，各章節之間的聯系不太緊密，需要記憶的內容較多。為了提高學生的學習效率，提高教學效果，就需要圍繞“液壓傳動”課程的基本要素和知識結構對課程內容進行認真的組織。

1.液壓傳動的基本要素

任何事物都由基本要素構成，液壓傳動也不例外。“液壓傳動”課各章節都有其基本要素，在組織教學內容時，要抓住各章節的基本要素，使復雜內容簡單化。抓住了同一類元件的基本要素，就能建立起知識系統的整體結構，就能舉一反三、觸類旁通。

例如，液壓泵和液壓馬達能夠實現能量轉換是由其特定的結構所決定的，該結構必須具備三個基本條件：一是具有密封工作腔；二是密封工作腔容積大小能連續發生變化；三是吸油區和排油區不能溝通。這就是液壓泵（馬達）正常工作的基本要素，由此演化出了齒輪泵（馬達）、葉片泵（馬達）、柱塞泵（馬達）等結構，以及其他不同的結構形式。液壓泵（馬達）的結構類型較多，不可能一一進行講解，在講解液壓泵（馬達）的不同結構形式時，圍繞其基本要素對其結構、工作原理及性能進行分析，即可以用較少的課時使學生掌握不同形式的液壓泵（馬達）所具有的共同點和相異點，同時還可以使內容簡化，便于學生理解，避免死記硬背。

液壓傳動中控制閥的種類較多，不同的控制閥有其各自的基本要素，如換向閥是利用閥芯與閥體相對位置的變化來改變各油口的連通狀況，從而實現液流方向的控制；壓力控制閥是利用液壓力與彈簧力相平衡的原理實現對油液壓力進行控制。抓住各類控制閥的基本要素，針對一個典型的控制閥，對其結構、工作原理及性能進行詳細講解，對于同類其他控制閥可由此展開并進行類比，這樣既可簡化內容又便于學生理解掌握。

2.液壓傳動的知識結構

液壓傳動的課程體系為先介紹液壓傳動系統的基本工作原理，再介紹液壓系統中各類元件的結構、工作原理及性能，最后介紹由這些元件組成的基本回路和系統的工作原理和性能。由于液壓傳動中的元件種類較多，雖然基本回路有限，但由其構成的系統卻千變萬化，所以不可能將所有元件和系統都一一詳細講解，這就要求對液壓傳動的基本概念和基本要素進行精選，并將其有機地結合為一體，組織成系統的、協調的和易于理解的知識網。為使學生能夠盡快理解和接受所學內容，需要結合學生的專業，針對本專業的典型液壓系統，從機械設備對液壓系統的要求入手，明確系統對各組成元件的具體要求以及應該具有的性能，再結合各元件的結構和工作原理，將各回路、各元件有機地結合起來，確立它們之間的關系。這樣，通過對系統工作原理和性能以及控制閥在系統中的作用的分析，既可使學生理解和掌握液壓控制閥的工作原理和性能，又能使其掌握分析液壓系統的工作原理和性能的方法。

三、創新教學方法，提高教學質量

由于“液壓傳動”課所具有的特點，使學生學習起來有一定的難度，為了使學生能夠掌握必要的知識，教師應在課堂教學中采用多種形式的教學方法以激發學生的學習興趣。

1.精心編排、整合教學內容

根據“液壓傳動”課程的特點以及機械類專業的培養目標，科學地選取教學內容并進行有機整合，以適當降低理論的難度和深度，使其多與生產實踐相聯系并及時反映最新技術的發展和應用。

在安排教學內容時，要圍繞培養應用型人才這個中心，加強元件結構、工作原理、職能符號、應用條件和使用方法的講解，適當增加常見液壓元件及簡單液壓系統的故障和排除方法的內容，可淡化理論推導和性能計算。

2.充分利用多媒體技術

“液壓傳動”課程中原理圖和結構圖比較多，采用傳統的教學方法教學則教學效果較差。多媒體技術可將文本、圖形、圖像、動畫、音頻和視頻等信息之間建立邏輯連接，使抽象的教學內容變得直觀、生動。采用多媒體技術教學，可直觀地展現元件的動作、狀態及液壓油的流動過程，不僅有利于學生接受，加快對“液壓傳動”課程知識的理解，而且極大地增加了授課的信息量，縮短了教學過程的輔助時間，有效提高了課堂教學的效率和教學質量。

3.理論教學多元化，提高教學效率

課堂教學在液壓傳動教學中占有較大比重，針對不同的授課內容，采用多種教學方法，可以有效提高課堂的利用率，激發學生學習的興趣，提高教學效果。[2，3]

（1）理論教學與實際應用相結合。“液壓傳動”課是一門實踐性很強的課程，在理論教學過程中，將相關理論與實踐相結合，把課本上的理論知識與生產實踐相結合進行講解，能有效地激發學生的學習興趣。對于機械專業的學生，結合機械行業廣泛應用的液壓系統，如機床液壓系統、工程機械液壓系統、運輸機械液壓系統等，對液壓傳動中各種元件的結構、工作原理、功用及特點進行講解，便于學生掌握相關液壓元件的功能、特點及應用，并能將這些元件應用到實際系統的設計中。

（2）提出問題激發學生積極思維。為了激發和培養學生積極而正確的思維方法，在課堂講授過程中，教師要根據講授內容提出相關問題，且不要急于提供幫助，并設法促使學生集中注意力，激勵學生挖掘內在潛力積極進行思考。在學生經過思考并得出他們的答案后，再對所提出問題的正確結論進行分析講解，這有利于發揮學生的主體作用，提高教學實效。

（3）采用類比法教學，加深理解和記憶。液壓傳動的工作介質為液體，其工作原理在很多方面與電路技術相似，比如與電路中的電阻、電感和電容類似，液壓傳動系統中對應有“液阻”、“液感”和“液容”，結合這些類比特征講授相應液壓元件的工作原理和特性，可以使學生結合前期所學課程的相關知識，加深對液壓元件工作原理及性能的理解。

液壓傳動中的元件數較多，在講授元件的結構、工作原理和性能時，可將同類元件進行類比講授，如可將液壓泵中的齒輪泵、葉片泵和柱塞泵進行對比，分析它們在結構上、工作原理上和性能上的異同；將各種中位機能的換向閥進行對比，分析它們在結構上的區別，不同中位機能的性能、職能符號以及在系統中的功用；將溢流閥、減壓閥和順序閥進行比較，分析它們在結構上的區別、控制油來源、閥口常開還是常閉、是否有泄油口和職能符號等；將三種節流調速回路和三種容積調速回路分別進行類比，分析各回路的構成、回路中元件的功用、回路的調速特性等。諸如此類，通過對同類型元件和回路的對比，可使學生加深理解各元件及回路的工作原理、特性以及它們之間的區別，便于更牢固的掌握和記憶。

（4）加強實踐環節，增強感性認識。“液壓傳動”是一門實踐性較強的課程，實踐環節在課程教學中占有舉足輕重的作用，是對理論教學強有力的補充。實驗教學可使學生對課堂講授的理論深化理解，可增加學生的感性認識，可培養學生理論聯系實際和實踐動手的能力，可提高學生應用所學知識分析問題、解決問題及綜合研究的能力。

在實驗教學中，液壓元件的拆裝是一個很重要的環節，對液壓元件進行拆缷、清洗、安裝，可使學生清楚地理解各種液壓元件復雜的結構，可以感性地了解各個元件的內部結構、工作原理及零件的材料、工藝和相互配合等，為掌握液壓傳動的基本知識打下了良好的基礎。[4]在拆裝過程中，可選擇各類元件中典型的、代表性的元件進行重點講解，其他元件由學生自己動手完成拆裝過程。通過拆裝，學生對液壓元件的工作原理、結構特點、連接方式、性能等都有了一定的認識，提高了學生的學習興趣和動手能力。

實踐教學中另一個重要內容是液壓回路及系統性能實驗，在該實驗過程中，應根據具體情況，細化學生實驗小組，使得液壓回路及系統的各項性能均由學生親自動手測試，且每位學生都要參與其中，改變傳統實驗教學中小組人數偏多，個別學生動手其他學生圍觀的現象。同時，可給學生設定題目，提出對系統的要求，由學生自己設計并搭建液壓系統，并對其性能進行測試，這樣不僅提高了學生的動手能力，同時也提高了學生應用所學知識設計液壓系統的能力。

四、結束語

上述為筆者在多年液壓傳動教學過程中的經驗，通過在教學過程中的不斷改革與實踐，促進了教師學術水平和教學水平的提高，增強了教師與學生、教師與教師之間的交流與互動，提高了教學質量；同時促進了學生的創新意識和個性的發展，增強了學生的學習興趣，提高了學生的工程實踐能力。

參考文獻：

[1]李永義，李朔.液壓傳動課程教學淺談[J].科協論壇，2010，（2）：170-171.

[2]朱新才，周小鵬，丁又青.液壓傳動技術課程教學的改革與實踐[J].教育與職業，2009，（14）：126-127.

[3]劉智強，王笑，杜巧連.《液壓傳動》教學新模式的研究與實踐[J].科技資訊，2011，（10）：187-188.

[4]王小紅.《液壓傳動》課程實驗教學的改革[J].裝備制造技術，2012，（4）：199-120.

（責任編輯：孫晴）