《液壓與氣壓傳動》課程教學方法的思考與探討

劉靜　汪中厚　張麗芳

摘 要：針對《液壓與氣壓傳動》課程專業(yè)性強、抽象、難理解的特點，結(jié)合該課題研究者教學工作經(jīng)歷，提出了從課程內(nèi)容設計、啟發(fā)式教學與多媒體教學相結(jié)合和運用仿真軟件三個方面提高教學效果和質(zhì)量的思考和探討。

關鍵詞：液壓與氣壓傳動 教學內(nèi)容 教學方法 仿真

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（c）-0156-02

《液壓與氣壓傳動》課程是機電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，該課程涉及知識廣泛，應用于不同的學科和領域，具有實踐性較強、與生產(chǎn)聯(lián)系緊密等特點。課程本身概念原理較抽象、較難理解，又與實踐結(jié)合緊密、專業(yè)性強，同時由于課時壓縮，課堂教學學時較少，還有學生工程實踐知識缺乏的實際問題，學生學習這門課程時很容易產(chǎn)生厭學[1]。如何講好這門課，提高教學質(zhì)量，使學生真正熟練掌握本課程的知識，并能運用到后續(xù)課程的學習與實際工作中，是本課程教師需要關注的課題[2]。該課題研究者結(jié)合自己的液壓傳動課程的教學工作經(jīng)歷，從以下幾個方面對如何提高教學效果和質(zhì)量提出了一些思考和探討。

1 課程內(nèi)容設計

遵循應用型本科人才培養(yǎng)的教學目標，結(jié)合《液壓與氣壓傳動》課程課堂教學學時較少的實際，為了在有限的時間內(nèi)能夠高效地授課，使學生能掌握更多的知識，需要對教學內(nèi)容進行優(yōu)化調(diào)整，學時分配要有側(cè)重。教學內(nèi)容以液壓傳動為主，氣壓傳動為輔，考慮到兩種傳動原理相似，可以在氣壓傳動部分著重講解和液壓傳動有區(qū)別的內(nèi)容。

在液壓傳動部分，按照 “概述-流體力學基礎-液壓元件-液壓回路-液壓系統(tǒng)分析與設計”的順序來組織教學內(nèi)容，重點放在液壓元件和液壓回路上，只要這兩部分講解透徹了，后面的系統(tǒng)分析和設計就會很順利地被學生接受。概述部分雖然分配課時不多，但作為第一次課卻是至關重要的。通過聯(lián)系身邊應用液壓技術的生活實例，到國民經(jīng)濟的各個領域，再擴展一下液壓技術的發(fā)展前景，結(jié)合視頻、動畫等多種教學工具，把第一堂課講精彩，可以吸引學生的注意力，激發(fā)他們的興趣和求知欲。考慮到很多專業(yè)學生沒有流體力學基礎，在流體力學基礎部分應側(cè)重講解應用，復雜的理論推導應盡量簡化，重點放在如何運用流體力學三大定律來分析工程問題上。液壓元件是重點仔細講解的部分，利用三維模型或動畫詳細講解各元件的結(jié)構特點和工作原理，在此基礎上再講述它們的應用及職能符號等內(nèi)容。液壓回路部分方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路三種回路來講解，需要講清楚回路的分類、作用、特點以及它們之間的區(qū)別。系統(tǒng)分析和設計部分需要多結(jié)合工程實際例子，通過對典型液壓系統(tǒng)圖的分析，讓學生掌握液壓系統(tǒng)分析和設計的步驟、方法，達到本門課程學習的目的。

2 啟發(fā)式教學與多媒體教學相結(jié)合

《液壓與氣壓傳動》課程本身專業(yè)性強，內(nèi)容枯燥，通過把啟發(fā)式教學與多媒體教學相結(jié)合，激發(fā)和調(diào)動學生的興趣和積極性，對提高授課效果是很重要的。課堂教學從引入一個問題開始，讓學生帶著問題去聽，比如在伯努力方程這一章節(jié)，可以“飛機為什么能夠飛上天”等和生活相關的引導式問題開始，吸引學生的注意力，啟發(fā)他們的思考和興趣。課堂中間針對課堂講授內(nèi)容提問一些問題，調(diào)節(jié)課堂節(jié)奏和氣氛。在課堂結(jié)束前可以通過給學生留思考題的形式，比如同樣的章節(jié)內(nèi)容可以留一個思考題“噴霧器的工作原理是什么？”讓學生自己去思考、查閱資料，提高他們學習的主動性。在課堂中多采用圖片、三維模型、視頻、FLASH動畫等多媒體形式，便于學生理解，提高學習興趣。比如在液壓回路部分，把每種回路的動作順序用FLASH動畫的方式展現(xiàn)，直觀、形象展示動作過程，學生可以快速理解每種回路的原理。

3 運用仿真軟件

目前很多工程分析和計算軟件都成功地運用于工程領域。在《液壓與氣壓傳動》課程教學中，考慮引入這些優(yōu)秀軟件不失為提高教學質(zhì)量的一個有效工具。其中MATLAB/SIMULINK軟件的模塊化編程和仿真功能可以方便地對各種液壓回路和系統(tǒng)進行建模和仿真，快捷輸出系統(tǒng)壓力、流量、力和速度等性能參數(shù)[3]。學生不僅可以查看任意一個節(jié)點的參數(shù)，而且通過比較、分析，加深對液壓元件和流體力學理論的理解。比如以挖掘機的一個液壓缸基本回路為例，給出回路原理圖，如圖1所示。

用MATLAB/SIMULINK建立模型，仿真輸出壓力、流量、速度等各種曲線，如圖2、圖3所示。通過分析這些曲線，加深學生對回路原理和流體力學理論的理解。

4 結(jié)語

總之，在《液壓與氣壓傳動》課程教學中，通過合理設計教學內(nèi)容，結(jié)合啟發(fā)式和多媒體教學，運用仿真軟件輔助教學等方法，有利于激發(fā)學生學習興趣和學習的主動性，從而提高該門課程的教學質(zhì)量。

參考文獻

[1] 馬長林，馮永保，李鋒，等.提高《液壓傳動》課程教學效果的探索與實踐[J].教育教學論壇，2015（13）：147-148.

[2] 張長紅.《液壓與氣動技術》課堂教學芻議[J].教育現(xiàn)代化，2015（18）：158.

[3] 劉靜，季曉明，潘雙夏，等.基于SIMULINK的挖掘機液壓系統(tǒng)建模與仿真技術[J].中國工程機械學報，2003（1）：59-63.