工程能力培養為導向的液壓傳動課程教學改革

張平，賀利樂，呂剛，郭寶良

（西安建筑科技大學機電工程學院，陜西西安710055）

工程能力培養為導向的液壓傳動課程教學改革

張平，賀利樂，呂剛，郭寶良

（西安建筑科技大學機電工程學院，陜西西安710055）

為了滿足培養符合社會需求的高級工程技術人才的要求，結合工程教育認證所提出的畢業要求，以工程能力培養為導向對液壓傳動課程進行改革。課堂教學在加強基本理論和基本知識教學的基礎上，增加工程實踐內容；增加設計性、綜合性實驗，培養學生分析工程問題、解決工程問題以及實驗數據分析的能力。在此基礎上，增加綜合能力訓練環節，通過該環節的訓練，使學生具備液壓傳動系統設計能力和相關寫作整理能力。通過三個環節的學習和培養，可以使學生達到該課程的能力培養要求。

工程能力；工程認證；液壓傳動；教學改革

隨著我國正式加入《華盛頓協議》，工程教育認證的重要性隨之更加提高。《華盛頓協議》所承認的是經過工程專業訓練的學生具備基本的科學素養和從業能力[1]。我國的工程教育認證對大學生本科教育提出了明確的畢業要求，在重視理論教學的基礎上，加強學生的工程能力訓練，以能解決相關領域的復雜工程問題為目的[2]。由此，在教學過程中，必須強調理論指導實踐的作用，并加強實踐環節的教學和訓練，以便學生能達到工程教育認證的畢業要求，為社會培養合格的高級工程技術人才。

液壓傳動課程是機械相關專業必修的一門專業基礎課，也是一門工程性非常強的課程，其重要性體現在液壓傳動廣泛地應用于各種機械設備中。為了滿足培養符合社會需求的高級工程技術人才的要求，結合工程教育認證所提出的畢業要求，有必要對該課程進行改革。改革重點是在加強基本知識和基本理論講解的基礎上，注重實踐環節的訓練。

1 能力培養要求

工程教育認證的重點是考核“教育產出”，也就是學生能學到什么、能具備什么樣的能力。這種“能力導向”的認證標準，更加關注教育的結果。

為此，對照工程教育認證的要求，通過該課程的學習和考核，學生應該具備以下能力：

（1）掌握液壓傳動的基礎知識，能運用液壓傳動的基本原理和方法來解決相關的復雜工程問題；

（2）具備一定相關領域實驗的設計能力和實施能力，并能夠對實驗結果進行處理與分析；

（3）能夠針對液壓傳動領域的復雜工程問題進行研究分析，并通過信息綜合得到有效的結論。

通過該課程的學習，除了使學生掌握相關的基本知識和理論外，更重要的是通過實踐環節的學習和訓練讓學生具備解決相關復雜工程問題的能力。

2 教學現狀分析

目前該課程的教學還是以課堂教學為主，實驗較少，學生被動接受知識。在知識鞏固環節，只是通過布置課后作業加強學生對知識的掌握。實驗方面，以驗證性實驗為主，缺乏綜合性實驗、設計性實驗環節的訓練，且對實驗數據的分析現象分析為主，缺乏數據分析的能力，沒有結合原理進行深入分析，并得出結論。在工程應用環節方面，雖然有液壓傳動系統設計內容，但僅限于設計環節的講解，不能與實際工程問題相結合，缺乏知識應用環節的學習和訓練。同時，學生對相應的工程問題也缺乏了解，針對該領域的工程問題如何解決還缺乏相應的訓練環節。綜上所述，目前該課程教學環節與工程教育認證要求還有一定差距，因此有必要在相應環節進行加強和改革，以使學生更好地掌握相關知識并培養學生運用相關知識解決工程問題的能力。

3 工程能力培養為導向的教學改革措施

3.1 教學環節

在各個章節講述時，除了書本上的基礎知識外，在教學內容上結合工程實踐進行講解。在教學過程中著重結合以下工程實踐部分：

（1）在“液壓傳動系統特點”知識點部分，除了書本上的知識點外，應該對每一個特點結合工程實踐進行講解，讓學生明白液壓傳動的優勢和劣勢，在此可以利用啟發式教學方式，將液壓傳動、機械傳動、電傳動三種傳動方式進行比較，加深學生對不同傳動方式的理解，從而可以在進行復雜設備設計時，選擇合適的傳動方式，設計合理的傳動方案。

（2）流體傳動基礎知識部分，結合工程中遇到的問題進行講解，如開式泵的進出油口孔徑不一致的原因、油箱安裝高度確定方法、管路布置注意事項等。

（3）液壓泵部分除了液壓泵工作原理、工作參數及其計算、不同類型泵的結構和工作特點外，可以增加工程實踐中常用泵的變量控制方式、泵的特性等內容。除此之外，結合工程案例說明液壓泵的選型方法和步驟，主要包括泵的型號規格參數（即泵的排量）、排量控制方式、軸伸結構、安裝法蘭、多聯泵接口規格、油口類型等。所增加的這部分內容在教材上幾乎沒有，然而在進行實際工程設計時必須考慮。

（4）在講解液壓控制閥的時，可以結合具體的工程設備進行講解，首先講解該工程設備需完成的功能，再從需求入手確定閥的類型和安裝方式，使學生在運用液壓傳動知識進行工程設計時能進行正確的元件選型和安裝方式的選擇。

（5）附件部分，結合工程案例講解各附件分類及作用，如結合混凝土泵送液壓回路講解蓄能器的作用、液壓管件分類和管路布置、液壓油箱如何設計等。

（6）基本回路部分，除了書本上的內容外，將一個具體的工程典型液壓回路分解成若干個基本回路。特別強調的是，增加典型開式回路和閉式回路的講解，本課程是將混凝土泵送回路和冷銑刨機的集料卸料液壓回路作為案例。

3.2 實驗環節

在現有驗證性實驗的基礎上，增加設計性實驗和綜合性實驗。

設計性實驗和綜合性實驗可指定完成特定液壓傳動功能或自設功能，在模塊化實驗臺完成。模塊化實驗臺設計有泵站，為實驗臺提供高壓液壓油；壓力控制閥模塊包含先導式溢流閥（遙控口可用）、電比例溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥等；流量控制閥模塊包含節流閥、單向節流閥、調速閥、比例調速閥；方向控制閥模塊包含單向閥、三位四通換向閥、三位四通電磁換向閥、電比例換向閥等；執行元件包含液壓油缸、液壓馬達等；測量元件有壓力表、壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器等；加載模塊有液壓缸加載、電渦流測功機；液壓管接頭采用快插接頭；控制模塊采用PLC，可控制電比例液壓元件和電控液壓元件，和PLC相連有LCD顯示屏。模塊化實驗臺包含了大部分液壓元件，因此可根據指定完成的功能進行回路設計并在實驗臺上進行相關機電液系統的設計性和綜合性實驗。在完成實驗的基礎上，對實驗數據進行分析，分析結果與理論分析結果進行對比，找出對應的規律。

本課程擬定的設計性實驗包括無級調壓回路設計及實驗、無級調速回路設計及實驗、自動換向回路設計及實驗等，綜合性實驗包括電液邏輯控制系統設計及實驗。電液邏輯控制系統設計及實驗主要是給定的一定的控制順序，結合電控，讓執行元件按給定的順序進行相應的動作。

3.3 綜合訓練環節

綜合訓練環節是以項目設計為主線，以提高學生的學習能力、工程實踐能力、文獻查閱和綜合資料能力、設計能力、團隊合作能力、交流能力為目標，通過系統的綜合能力訓練，使學生具備液壓傳動領域相關系統的分析和設計能力。

結合工程設備，給定特定題目，從查閱文獻資料入手，經過原理分析、工況分析、設計回路、設計計算、元件選型、機械結構設計等環節的訓練，使學生掌握液壓傳動系統的設計步驟和方法，具備基本的系統設計能力和設計文件的寫作整理能力。其中工況分析、元件選型、結構設計環節都要結合具體工程要求進行。在結構設計環節需完成油箱結構設計、集成閥塊結構設計、并進行相應的管路布置設計。

4 結束語

在分析本課程培養要求和教學現狀的基礎上，以工程能力培養為導向，液壓傳動課堂教學增加相應工程實踐內容，增加設計性實驗和綜合性實驗的基礎上。除此之外，提出增加綜合能力訓練環節。通過這些環節的訓練，可以使學生具備液壓傳動系統設計能力和設計文件寫作綜合能力，對工程認證的畢業要求指標點進行強有力的支撐。

[1]王孫禺，孔鋼城，雷環.《華盛頓協議》及其對我國工程教育的借鑒意義[J].高等工程教育研究，2007，（1）：10-15. [2]許崇海，方斌，張鵬，等.面向卓越工程師和工程教育專業認證的機械類專業工程應用型人才培養模式[J].高教學刊，2015，（21）：52-54.

Teaching Reform of Hydraulic Transmission Course Based on Engineering Ability Training

ZHANG Ping，HE Li-le，LV Gang，GUO Bao-liang
（School of Mechanical and Electrical Engineering，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an Shanxi 710049，China）

In order to meet the requirements of training the senior engineer，combined with the graduating requirements of engineering education accreditation，teaching reform of hydraulic transmission course based on engineering ability training is carried out.Engineering practice content is added in the classroom teaching basing on strengthening the basic theory and knowledge；in order to train the ability of analyzing engineering problem，solving engineering problem and analyzing experiment data，designing experiments and comprehensive experiments are added.Basing on this，the comprehensive ability training is added.Students have the ability of hydraulic transmission system design and writing relative documents by the comprehensive ability training.Students can achieve the ability of the course training requirements through the training of three sectors.

engineering ability；engineering education accreditation；hydraulic transmission；teaching reform

G642.0

：A

：1672-545X（2017）01-0248-02

2016-10-02

西安建筑科技大學教改項目（JG021433）

張平（1980-），男，山西運城人，講師，博士，主要從事機電液一體化、機械故障診斷方面的研究工作。