《機(jī)電液控制技術(shù)》課程實驗教學(xué)方法研究與討論

《機(jī)電液控制技術(shù)》是我校機(jī)械專業(yè)研究生的一門選修課，由于基礎(chǔ)知識豐富、理論性強(qiáng)、工程實踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，在教學(xué)中是一個難點(diǎn)。以前一直以理論教學(xué)為主，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識，教學(xué)效果不好。近年來，增加了研究生教學(xué)實驗平臺，如何從理論和實驗教學(xué)上提高該課程的教學(xué)效果，形成一套行之有效的理論和試驗結(jié)合的教學(xué)方法，為相關(guān)課程實驗教學(xué)改革提供實施方案及有益探索，是本文試圖解決的問題。本文目的是探討機(jī)械學(xué)科研究生《機(jī)電液控制技術(shù)》實驗與理論教學(xué)的科學(xué)銜接，研究科學(xué)合理的實驗教學(xué)模式，提出與理論知識相適應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)的組成，從而為我校機(jī)械學(xué)科的研究生課程實驗教學(xué)方法做出有效規(guī)劃，使學(xué)生得到有益的教育及培養(yǎng)。

理論性實驗教學(xué)教學(xué)方法機(jī)電液控制技術(shù)作為一門集合機(jī)械、電子、液壓傳動、控制理論的科學(xué)技術(shù)，在工業(yè)及軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，也成為工科院校研究生的必修或選修課程。但是，這門課的需要的基礎(chǔ)理論知識較為豐富，也較為抽象，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)上的知識理解較為困難，以往《機(jī)電液控制技術(shù)》研究生課程缺乏實驗實踐環(huán)節(jié)，導(dǎo)致很多理論部分和實踐脫節(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)一知半解，不利于教師教學(xué)。本文結(jié)合作者的教學(xué)實踐，對《機(jī)電液控制技術(shù)》的理論與實驗教學(xué)方法進(jìn)行研究與探討，希望能對相關(guān)工作有所幫助。

一、《機(jī)電液控制技術(shù)》課程特點(diǎn)

《機(jī)電液控制技術(shù)》雖是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其自身又以《控制工程基礎(chǔ)》《液壓傳動技術(shù)》《電工電子學(xué)》等課程為先導(dǎo)課程，包含的內(nèi)容很龐雜。此外，這門課有著非常強(qiáng)的理論性，教學(xué)中有著大量圖表、公式以及大段的公式推導(dǎo)。這些內(nèi)容，如果學(xué)生基礎(chǔ)知識不牢固的話，很容易搞混淆，導(dǎo)致學(xué)習(xí)內(nèi)容邏輯不清，再加上缺少實驗等感性認(rèn)識環(huán)節(jié)，不明所以，教學(xué)的效果沒有很好呈現(xiàn)，所以，在對基礎(chǔ)知識解析歸納的同時，為了讓學(xué)生們大致了解液壓控制方面的基礎(chǔ)知識，就必須要把對本課程大致內(nèi)容的熟悉作為課前準(zhǔn)備的首要任務(wù)。如果想要在教學(xué)中達(dá)到更好的效果，可以考慮結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和科研項目，讓學(xué)生們充分認(rèn)識到在工程實踐的應(yīng)用中，液壓控制技術(shù)的重要性，如此學(xué)以致用，在實際應(yīng)用中體現(xiàn)理論知識。除此之外，多方面的了解學(xué)生也很重要。這樣，既可以抓住學(xué)生的興趣愛好還可以對學(xué)生腦中的知識架構(gòu)有大致認(rèn)識，此外，在學(xué)生能否接受本課的授課方式方法以及能接受多少和學(xué)生對本科的熟悉程度方面，也要有大致了解。根據(jù)以上的調(diào)查了解，就能順其自然地在授課過程中站主動權(quán)，設(shè)計出與理論知識相應(yīng)的實驗課程，有的放矢，靈活地選擇最合適的教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)度和方法。

二、《機(jī)電液控制技術(shù)》實驗教學(xué)方法研究

合理設(shè)計課堂進(jìn)度及實驗安排，就是根據(jù)課堂教學(xué)的特點(diǎn)，科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度，使學(xué)生全身心融入教學(xué)活動，從而提高課堂教學(xué)的效率。實驗教學(xué)內(nèi)容對理論教學(xué)是一個有益補(bǔ)充，我校機(jī)電液控制技術(shù)研究生課程教學(xué)內(nèi)容一直以來以理論教學(xué)為主，學(xué)生缺少感性認(rèn)識，由于知識的接受有一個限度的，學(xué)生容易進(jìn)入疲勞狀態(tài)，如果這時繼續(xù)講授，就會出現(xiàn)教學(xué)效果不佳現(xiàn)象。增加實驗教學(xué)內(nèi)容，增加演示性、驗證性實驗，逐漸增加實驗設(shè)計的技巧性，注重實驗的綜合性，如此，可以把學(xué)生的動手操作能力、對專業(yè)技能和個人的綜合能力分別運(yùn)用到工程實踐和專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中去，繼而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

目前，我校為了提高研究生創(chuàng)新能力，加強(qiáng)了研究生實驗平臺的建設(shè)，機(jī)電液控制課程實驗平臺具有兩套液壓實驗臺及計算機(jī)控制平臺（如圖1所示），為教師提供了直觀、形象、高效的教學(xué)手段，為研究生提供了理論與實驗結(jié)合，主動思考的學(xué)習(xí)條件。

實驗平臺在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對教學(xué)改革和發(fā)展起到了很大的推動作用，成為教學(xué)方式改革的一種潮流。同時，也對教師提出了更高的要求，要求教師熟練掌握應(yīng)用各種實驗平臺的能力，才能取得良好課堂教學(xué)效果。該課程中將液壓閥整體分類及性能、節(jié)流調(diào)速回路性能、液壓系統(tǒng)回路等作為演示性、驗證性實驗，與教材內(nèi)容相結(jié)合。此外，為了強(qiáng)化研究生主動思考及動手能力增設(shè)一個自主設(shè)計性和綜合性實驗，設(shè)定實驗?zāi)康?、要求，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)。

1.通過與工程相結(jié)合的實驗提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識的興趣

教師需要引導(dǎo)學(xué)生分析并解決實驗中出現(xiàn)的問題，用理論來分析問題，整個實驗需要學(xué)生獨(dú)立完成。這就是演示性和驗證性實驗的主要目的：動手實驗來驗證理論知識的正誤。設(shè)計性和綜合型實驗部分涉及測試技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、控制工程基礎(chǔ)、液壓傳動等相關(guān)課程的知識，在實驗前給出實驗提綱、實驗?zāi)康?，引?dǎo)學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，規(guī)劃出實驗方法和步驟，整個實驗由學(xué)生探索并獨(dú)立完成。通過實驗讓學(xué)生對液壓的工作原理以及規(guī)律深入了解并掌握。教師需要在實驗之前給學(xué)生制定出實驗方案、實驗方法和操作步驟，還要教會學(xué)生處理數(shù)據(jù)的關(guān)鍵點(diǎn)及處理方式。在實驗中涉及到的所有元件的使用說明都要仔細(xì)介紹并講解液壓器件調(diào)試的基本知識，整個實驗的目的在于用學(xué)到的理論知識來指導(dǎo)實驗，并且在實驗中檢驗理論的準(zhǔn)確性及正確性。此外，還需鼓勵學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及自己的興趣自行設(shè)計實驗，并且努力創(chuàng)造條件讓學(xué)生盡可能多的領(lǐng)會理論知識。

2.設(shè)計一些具有探索性實驗引發(fā)學(xué)生探求問題本質(zhì)深入理解理論知識

改革該課程實驗與教學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生以機(jī)、電、液全方位實驗技術(shù)的訓(xùn)練，克服學(xué)機(jī)械同學(xué)不懂電氣，更不懂自動化技術(shù)上的問題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神及思考能力。精心設(shè)計液壓控制課程的探索性實驗課題，所選課題必須與工程實際相關(guān)、運(yùn)用本課程理論的綜合知識方能完成。如工業(yè)上常用的順序動作回路試驗中，給出液壓原理圖如圖2所示，學(xué)生可以自行設(shè)計缸1和缸2的輸出桿速度及動作，并進(jìn)行分析。

這樣的實驗設(shè)計任務(wù)不僅要包括傳統(tǒng)的設(shè)計計算說明書、原理說明圖、而且要有自動控制原理分析說明等。考慮綜合性設(shè)計任務(wù)時，著重培養(yǎng)團(tuán)隊精神，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和獨(dú)立工作能力。設(shè)計要求中可以不給出限制性數(shù)據(jù)，只給出要求和自動工作循環(huán)過程，所有實驗參數(shù)都由學(xué)生自己確定，以充分調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新精神。由于液壓控制課程設(shè)計性實驗所需知識涵蓋了本課程的全部內(nèi)容，需要在本課程講授開始時，就布置設(shè)計實驗課題，讓學(xué)生有足夠的時間去圖書館查閱資料，自學(xué)一些未學(xué)過的相關(guān)知識，更好地在設(shè)計性實驗完成過程中完成相關(guān)設(shè)計任務(wù)。

通過實驗設(shè)計，完善學(xué)生分析問題、解決問題、思考問題、提出問題的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)造實驗條件驗證設(shè)計方案的可行性、合理性和先進(jìn)性，實現(xiàn)教學(xué)相長。進(jìn)行液壓課程實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的效果是顯著的。

三、結(jié)論

在液壓控制實驗教改中存在的主要問題：學(xué)生對液壓實驗的感性認(rèn)識欠缺，基礎(chǔ)知識薄弱，在教學(xué)中很難實現(xiàn)互動，實驗教學(xué)進(jìn)度較慢。實驗教學(xué)成果因?qū)W生個人水平不同而參差補(bǔ)齊。因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)理論教學(xué)基礎(chǔ)，同時用理論指導(dǎo)實驗，真正通過實驗把理論學(xué)透。加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力。實踐出真知，只有不斷改進(jìn)實驗教學(xué)方法，認(rèn)真總結(jié)實驗教學(xué)成果，才能更好地服務(wù)于教學(xué)，更好地提高學(xué)生的知識創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王春行.液壓控制系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]關(guān)景泰.機(jī)電液控制技術(shù).上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2003.