液壓與氣壓傳動課程教學改革研究

曾文?汪劉一?張殿武

摘要：針對液壓與氣壓傳動課程的教學現狀，從課程教學體系、教學內容、教學手段及實驗教學各方面進行了一系列的教學改革和實踐，對發揮學生學習主動性，提高學生綜合能力，提升教學效果起到了良好的促進作用。

關鍵詞：液壓與氣動；教學改革；教學方法；實驗教學

作者簡介：曾文（1975-），男，江西寧都人，華南農業大學工程學院，講師；汪劉一（1961-），男，江西南昌人，華南農業大學工程學院，副教授。（廣東 廣州 510642）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0116-02

液壓與氣壓傳動技術是機電類人才所應具備的控制與伺服驅動技術的重要組成部分，也是機電類專業人才培養的一門重要基礎課程。[1]現代工業和技術的迅速發展，使液壓與氣壓傳動技術得到了更加廣泛的應用和發展，其應用程度已經成為衡量一個國家工業水平的重要標志。[2]讓學生更好地掌握液壓與氣壓傳動技術也因此顯得更加重要。

隨著現代社會科學技術及經濟的快速發展，具有良好綜合能力的研究型人才和應用型人才需求越來越大，國內普通高校近年來更加重視大學生的通識教育與綜合素質教育，并對專業課進行了較大的壓縮。傳統的液壓與氣壓傳動課程學時數多，所涉及的內容比較廣泛且理論推導、分析、計算較多，與實踐脫離較大；教學方法比較陳舊，基本以教師講授為主，學生缺乏主動性；實驗條件簡陋，與工程實際應用差別較大。因此，有必要對液壓與氣壓傳動課程的教學內容、教學方法、實驗教學進行全面的改革，以促進學生學習主動性，提高教學效果，培養理論基礎扎實、能力強、素質高的新型人才。

一、課程教學體系和內容的改革

傳統的液壓與氣壓傳動課程課時量比較充足，一般在48學時以上，有的甚至達到60學時。傳統的液壓與氣壓傳動教材、課程教學內容大致包含液壓傳動和氣壓傳動兩部分，液壓傳動部分主要包含：液壓流體力學基礎、液壓泵、液壓馬達與液壓缸、液壓控制閥、基本回路、典型液壓系統；氣壓傳動部分主要包含：氣壓傳動基礎知識、氣源裝置及氣動元件、氣動回路、氣動傳動系統等。在普通高校提倡通識教育與素質教育的新形勢下，液壓與氣壓傳動課程的課時被大幅壓縮，目前華南農業大學（以下簡稱“我校”）該課程的課時已壓縮到32學時。在少課時條件下，筆者所在教研組對液壓與氣壓傳動課程的教學內容及課程考核方式進行了大幅的調整。

1.教學內容

在教學內容的調整上，以液壓傳動為主、氣壓傳動為輔，適當降低理論的難度和深度，更加注重工程實際應用。液壓傳動部分中，液壓流體力學由于理論性太強且實際應用中不需要了解太深入，因此僅介紹一些與實際應用關聯性較強的概念；液壓元件部分，包含液壓泵、液壓馬達、液壓缸、液壓控制閥、輔助元件等，該部分元件結構復雜，細節較多，需學時數較多，但實際應用中對這些的要求不高，因此液壓元件部分進行較大調整，著重在元件的工作原理、作用及其應用場合；液壓基本回路及典型系統與實際應用聯系比較緊密，因此該部分作為課程重點內容，深入講解；氣壓傳動部分由于基本原理與液壓傳動相似，因此簡單介紹氣壓傳動的不同之處，同時以一個氣壓傳動系統實例進行介紹。重新調整后的教學內容與實際應用聯系更加的緊密，同時能保證在有限的課時內學生所學的知識能形成完整的體系，也利于以后工作中液壓與氣壓傳動知識的進一步擴展。

2.課程考核方式

課程考核是評價學生對所學知識掌握程度的重要手段，以往的考核方式基本是以期末考試成績為主，平時考勤、作業、實驗成績為輔。這種方法不利于學生知識體系的擴展以及學生綜合能力的培養。針對提高學生綜合素質的要求，筆者所在教研組更加重視學生平時的學習表現，大幅提高了平時課程考核在課程考核中所占比重，期末考試成績與平時考核成績各占50%。平時課程考核不僅包含考勤、作業，還增加了課堂紀律、課堂討論、課堂提問、讀書報告、實驗動手等的考核。改革課程考核方式后，不僅可以考核學生對液壓與氣壓傳動課程知識的掌握程度，還能促進學生在自學能力、自我表現能力、動手能力等方面的提高。

二、課堂教學方法和手段的改革

課堂教學是教學體系中最重要的一個環節，課堂教學效果是評價教學成功與否的一個重要標記。課堂教學不能是單純的講解式教學，學生也不應當僅是教學活動的單純被動接受者。由于液壓與氣壓傳動課程內容廣泛，實踐性強，抽象難懂，且學時較少，在傳統的教學方式中，往往容易陷入到“滿堂灌”的教學方式中。這種教學方式忽略了學生在教學活動中的主觀能動性，抑制了學生學習主動性、積極性和創造性的培養，不利于學生綜合素質的培養。有鑒于此，在本課程的教學改革實踐中，依據“以人為本”的教育理念，在課堂教學方式中采用多種教學方法和手段，在傳授課程知識的同時，發揮學生的主體性，調動學生主動學習的熱情，注重學生綜合能力的培養，力求達到提高學生整體學習質量的目的。

1.充分利用多媒體的現代教學技術

液壓與氣壓傳動課程中，有大量的液壓元件結構及原理圖和回路圖，以往的教學中往往是使用元件模型和掛圖，但只有前排的學生能看清。在多媒體的現代教學過程中，教師在課前準備好元件結構的三維模型及其分解圖、原理的動態效果圖、回路運行圖，以及一些液壓系統運行的視頻等素材，然后在課堂中通過多媒體呈現給學生，這些形象生動的素材避免了元件結構及原理圖的枯燥乏味，能有效吸引學生的注意力及加強學生元件結構和原理的理解。通過多年的累積以及結構圖、原理圖的模型開發，筆者所在教研組已經為該課程建立了一套完善的多媒體素材庫。

2.注重發揮學生的主體性

在課堂教學過程中，改變教師從頭講到尾的填鴨式教學方式，讓學生參與到教學活動中，發揮學生的主動性和調動學生的學習積極性。在教學過程中，可以設計一些簡單提問、啟發式提問、課堂小測、課堂討論、學習報告等環節。在設置啟發式問題時，要給予學生思考的時間，不要急于給學生提供幫助，適當地給他們一些挫折和焦慮，從而使得學生能更加集中精力去思考和解決問題，激發他們的求知欲與創造性思維。如在講解完單柱塞泵的工作過程后，可以提出容積泵必需具備哪些必備條件的問題，并預留時間讓同學思考和總結。在課堂教學過程中，可以設置多種類型的課堂討論環節，如重述式討論、對話式討論、研討式討論。通過這些討論，可以促進學生更深刻地理解課程中的一些知識，提高學生解決問題的能力。

3.引入任務驅動教學方法進行教學

任務驅動教學模式以學習理論為主要依托，是以學生為中心，以“任務”為驅動力，指導學生在完成任務中把握知識結構，促進學生主動學習、探究的一種教學方法。[3]任務驅動教學方法在中職教育中比較常見，在本科教育中較少采用。但由于液壓與氣壓傳動課程較強的實踐性，在液壓基本回路及液壓系統中引入任務驅動教學方法，對加強學生對液壓回路及系統的理解，提高學生的動手及思考創新能力，構建良好的教學氛圍起到了很好的作用。在教學過程中設置了三個任務驅動的學習單元，分別是壓力控制回路的分析、組裝與調試，節流調速回路的分析、組裝與調試，順序動作回路的分析、組裝與調試。在每個任務學習單元中，教師首先提出明確的任務目標，學生課后通過自學了解回路的組成及其特點，并在小組內進行討論確定任務的完成方案，然后在液壓綜合實驗室中完成回路的組裝和調試，教師在學生完成任務的過程中給予指導和評估學生完成任務的能力，并在學生完成任務后總結及拓展相關的課程知識。

4.理論聯系實際及案例教學的應用

液壓與氣壓傳動技術是一門實踐性比較強的課程，如果脫離實際應用，僅僅照本宣科講授書本上的理論知識，會使得課堂比較枯燥和乏味，同時學生也無法實際理解液壓系統。因此在授課過程中，需要緊密結合實際應用及多采取一些實際案例。比如，在講授高壓葉片泵時，以國內某葉片泵生產廠家在葉片泵高壓化過程中遇到的問題為例啟發學生的思考以及激發學生學習的興趣；以筆者所在課題組研發的液壓沉樁系統及機械創新大賽項目“液壓仿生昆蟲爬行系統”講解液壓系統的實際應用；在典型液壓系統的講解中，除選取常見的壓力機液壓系統外，還選取起重機液壓控制系統、一些機床上的液壓系統、汽車生產線上的一些液壓系統等。

三、實驗教學的改革

傳統的液壓與氣壓傳動課程實驗，主要是針對液壓元件和液壓回路進行簡單的拆裝和性能參數的測試，屬于驗證性的實驗項目。這些實驗對理論知識的補充基本足夠，但遠遠無法滿足培養學生動手實踐能力、創新能力等綜合素質的目標。因此，筆者對該課程的實驗項目進行重新設計，并對實驗教學的考核方式進行相應的調整。

1.實驗項目的設計

實驗項目的設計要考慮課程的需要，同時還需要考慮現有的實驗條件及對學生的培養目標。基于這點，本課程有針對性地開設了以下幾個實驗項目：

（1）液壓元件的拆裝及液壓系統的參觀。通過拆裝各種液壓元件，讓學生了解液壓元件的結構、原理；通過觀察液壓系統的工作過程，讓學生初步了解液壓系統的組成及其工作原理。

（2）液壓基本回路的組裝、調試。結合課堂的任務驅動式教學，利用快速組合式全功能液壓實驗教學平臺，讓學生獨立分析、組裝、調試一些液壓基本回路，掌握基本回路的工作原理及其特點。

（3）液壓系統的設計及組裝、調試。該實驗項目為綜合性、設計性實驗，學生可以通過Automation Studio液壓系統設計軟件設計并驗證液壓系統的合理性，然后利用快速組合式全功能液壓實驗教學平臺將液壓系統組裝出來并進行調試。

在實驗的過程中，小組內的同學一起協同完成實驗，教師負責進行指導和幫助。實驗重在培養學生對液壓知識的綜合應用能力、動手實踐能力、創新精神及團隊協作精神。實驗教學的考核除實驗報告外，還包含操作情況、安全注意事項、設備整理等，使實驗成績能綜合反映學生的整個實驗過程情況。

2.鼓勵學生在各類大賽項目中應用液壓與氣壓傳動技術

近年來，由于學校的鼓勵與支持，學生參加機械類的各類大賽項目比較多。為了讓學生更好掌握液壓與氣動技術，筆者所在教研組鼓勵與支持學生在大賽項目中應用該技術，同時為學生提供全面的指導。在近幾年的各項大賽中，參賽學生獲得了突出的成績，各項能力也得到質的提高。[4]

四、結束語

液壓與氣壓傳動課程通過上述的改革之后，教學內容更加貼近工程應用實際，教學上更加注重學生綜合能力的培養。在教學實踐過程中，多種現代教學方法的實施，特別是任務驅動教學法使學生更容易理解和掌握課程知識，學生的學習積極性得到提高，課堂教學氛圍更加活躍。與實際工程應用聯系更加緊密的實驗教學模式，使學生學習興趣及實踐能力明顯提高，也使學生在就業后能更快適應新的工作崗位。

參考文獻：

[1]許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業出版社，

2007.

[2]黃方平，沈萌紅，童森林.液壓氣動特色人才培養實踐體系建設探索[J].蘇州大學學報（工科版），2008，4（28）：79-80.

[3]張帆.高職液壓與氣動課程教學改革探討[J].液壓與氣動，

2012，（7）：44-46.

[4]王慰祖，卿艷梅，張殿武.少課時《液壓與氣動》課程教學實驗環節改革的探討與實踐[J].價值工程，2010，（5）：114-115.

（責任編輯：王意琴）