基于港口機械工程實際應用的液壓與氣壓傳動課程教學改革研究

孫治國

摘要 針對“液壓與氣壓傳動”教學中存在的問題，選擇適合的港口機械工程實際應用項目，優化教學內容，改革教學方法，構建軟硬件相結合的課程實訓平臺，實現基于港口機械工程實際應用的液壓與氣壓傳動課程改革。

關鍵詞 液壓與氣壓傳動 港口機械工程 課程改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.05.068

1前言

“液壓與氣壓傳動”是一門面向港航類院校的港口機械、港口電氣、機械制造類等專業開設的專業基礎課，其理論性及應用性較強。液壓傳動與氣壓傳動技術是滿足現代工業自動化的重要實現手段之一，在工程領域應用相當廣泛，尤其是港航類院校的大部分專業都與港口相關行業緊密相連，港口機械設備應用液壓與氣壓技術比較廣泛，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。傳統的液壓與氣壓傳動課程教學存在如下問題：

1.1課程教學內容偏重完整性，而與工程實際應用關聯不大

液壓與氣壓傳動技術理論性較強，內容較多，同時對授課課時進行了限定，而傳統的教材及教學偏重于學科知識的完整性，各方面內容都要涉及，這樣就導致了學生在學習的過程中因授課內容和時間跨度大，新舊知識不能有效銜接，知識容易遺忘，教學效果差；對于面向生產一線的高職學生來說，以后從事的工作主要偏向于工程機械設備的操作、維修、保養等，液壓與氣壓系統的設計計算等知識工作中基本不涉及，這樣就導致學到的用不上，用到的學得不多的現況。

1.2學生基本上還屬于被動型學習，學習積極性不高，學習效果不佳

由于此課程傳統授課主要講液壓與氣壓傳動系統中各元件的結構和工作原理以及各系統的工作原理，液壓與氣壓傳動的系統理解較抽象，元件結構復雜，課程主要還是以教師在課堂上講授，學生被動性的接受為主，學生理解有難度，學習較枯燥。雖然現在都采用了多媒體教學的方式，也將元件實物引入課堂，這樣一定程度上提高了學生的學習主動性，但是對學生分析問題和解決問題的能力培養顯然是不夠的。

1.3實驗實訓內容驗證性為主，不利于學生創新性的培養

由于現在的實驗項目大部分還是驗證性的，這也是對液壓與氣壓傳動理論授課的有力支撐，但是工程應用性的實驗實訓的項目較少，學生解決工程實際問題的能力及創新能力的培養還是不足。

2改革思路和措施

2.1選擇適合的港口機械工程實際應用案例，對課程教學內容進行優化，構建符合工程實際應用的課程體系

以港口機械工程為背景，根據液壓傳動和氣壓傳動系統的主要組成及應用，將教學內容分成六個模塊：動力元件模塊、執行元件模塊、控制回路模塊、工作介質模塊、輔助元件模塊、技術綜合應用模塊。六個模塊內容都選用適合的港口機械工程實際應用案例作為載體進行理論教學和實踐教學實施，使教學情景更貼近港口機械工程實際，構建符合工程實際應用的課程體系，實現學生工程實際應用能力的培養。例如：動力元件模塊采用裝載機齒輪泵和翻車機柱塞泵的故障診斷和維修作為項目；執行元件模塊采用門機夾輪器液壓缸故障診斷和維修作為項目；控制回路模塊采用汽車起重機支腿油缸鎖緊回路和挖掘機的多路閥控制回路等作為項目；工作介質模塊以液壓油的選型及維保作為項目；輔助元件模塊主要以濾油器、油箱、蓄能器的維修保養作為項目；液壓技術綜合應用模塊采用堆取料機、集裝箱橋吊、正面吊、叉車、裝載機等液壓系統作為項目。學生在學習本門課程的同時，也接觸和了解了很多港口機械設備的應用，開拓了視野，加深了對液壓與氣壓傳動技術的理解。

2.2改革教學方法，豐富教學手段，優化教學過程

改革教學方法，將項目教學法貫穿于液壓與氣壓傳動課程授課的始終；開發制作相應的液壓與氣壓元件的三維展示動畫，豐富教學手段；搭建網絡學習數字資源平臺，優化課程教學過程。

（1）將港口機械工程實際應用案例形成項目，采用項目教學法將課程中的基礎理論知識與工程實際應用有機結合起來。通過課堂上精講、分組討論、實驗室項目驗證、現場實操教學的方式，將枯燥乏味的理論問題生動起來，提高學生學習的主觀能動性和積極性。

（2）開發制作典型元件及結構的三維動畫展示，豐富教學手段，幫助學生對所學知識的理解。采用SolidWorks等三維動畫制作軟件將液壓與氣壓傳動元件實際結構進行爆炸圖展示與拆裝演示，使抽象的復雜結構變成了直觀生動的動畫；將液壓與氣壓傳動元件和系統的工作原理制成動畫，使各結構的動作順序及油液的具體流動路徑一目了然；將工程實例中常見的液壓與氣壓傳動故障的分析與排除用互動式的動畫表現出來，讓學生對復雜的故障原因和故障排除的流程有直觀的認識，加深學生對液壓與氣壓傳動系統工作原理的理解和掌握。

（3）搭建網絡學習數字資源平臺，豐富教學手段，為學生自主學習提供條件。借鑒智慧樹、中國大學MOOC等網絡課程的制作經驗，利用學院數字化平臺，創建液壓傳動和氣壓傳動的網絡數字化資源，學生通過手機、微機等終端進行登錄學習。教師將教學內容制成微課視頻，便于學生進行課前自學預習和課后復習，尤其是關于結構及工作原理等較抽象不容易理解的內容可以通過網絡進行反復學習理解；將實驗實訓項目標準操作流程制成視頻，方便不同教師帶學生進行實驗實訓規范化操作；將每個模塊理論性的知識點制成試題庫，便于學生進行有效復習，也便于教師組織隨機抽考，及時了解學生的學習掌握情況；將與課程相關的港口機械現場工作情景、液壓泵液壓缸等液壓氣動元件的現場維修保養工作制成視頻，便于學生了解液壓傳動與氣壓傳動技術在真正的港口機械工程中的應用，開闊視野，拓展思路，加深對課程內容的理解。

2.3加強實驗室建設，構建軟硬件相結合的課程實訓平臺，培養學生的創新能力

（1）根據港口機械工程維修規范，構建液壓元件實驗拆裝項目，使實訓教學更加貼近工程實際。讓學生能夠親自動手拆裝港口機械工程中實際使用的液壓泵、液壓缸、控制閥等液壓元件，加深對元件結構和工作原理的理解，掌握液壓與氣動維修的規范和流程。

（2）引入剖切好的液壓元件進行現場實物演示教學，理論結合實物呈現的內部結構，方便學生理解所學知識。將港口機械工程實際使用的液壓與氣動元件進行剖切，根據結構的復雜程度及展示的需要采取半剖或局部剖切的形式，剖切后的元件主要構件采用不同的顏色進行標識，方便觀察理解。例如結構復雜的柱塞泵、液壓馬達、挖掘機和裝載機等工程機械用的多路控制閥、方向機等。

（3）將港口機械工程現場項目引入實踐實訓，實現“用中學”，培養學生的工程實踐能力和創新意識。例如將港口機械上應用的液壓站搬到實訓室，組織進行液壓站的拆裝實訓及液壓系統的維護保養實訓；引入集裝箱正面吊實驗臺綜合實訓可以使學生了解工程機械設備的設計及工作原理，并引導學生創新設計的思維，培養實踐動手能力和綜合設計能力；將港口機械常見的液壓與氣壓傳動故障排除融入到實訓項目中，培養學生分析工程實際問題、解決問題的能力。

（4）引入液壓（氣壓）系統設計仿真軟件，創建液壓傳動與氣壓傳動虛擬實訓平臺，培養學生創新性思維。根據港口機械工程實際需要自行設計液壓（氣壓）系統，利用Automation Stu-dio等液壓（氣壓）系統設計軟件和仿真軟件繪制出相對應的液壓（氣壓）系統原理圖并進行模擬仿真，演示系統的動作過程，驗證設計的合理性和正確性。通過虛擬實訓，不僅解決了實驗室元件類型不全的問題，也使學生在頻繁調用元件庫進行設計的過程中加深對圖形符號認知。學生進行自主設計不僅體會了系統設計的過程，也培養了其創新性思維。

2.4加強師資隊伍建設，注重專業知識的積累及更新，開拓教學改革思路，豐富教學改革手段

（1）關注企業培訓信息，爭取機會去液壓與氣動技術領域的世界領頭企業，如力士樂、費斯托等，參加液壓與氣動技術方面的培訓。通過企業培訓可以了解液壓與氣動技術領域最新的技術及發展趨勢。（2）積極參加省培等國家省市教育系統組織的各種相關的培訓。通過培訓可以了解其它院校在液壓與氣壓傳動課程教學改革方面的不同做法，開拓教學改革思路，豐富教學改革手段。（3）積極參與對外社會培訓授課。例如參與針對各類港口的港口機電設備培訓班的液壓與氣壓傳動故障診斷與排除課程的授課，通過授課與學員交流，了解不同港口的設備，了解設備不同的故障及維修方案，開拓了視野，豐富了教學項目內容，讓教學改革更貼近港口工程實際。（4）創造機會，去港口類公司考察觀摩或企業實踐，學習掌握更多的港口機械設備操作規范和維修保養工藝流程，收集相關技術資料，了解液壓傳動與氣壓傳動技術的最新應用，進一步豐富項目教學內容。

3結語

液壓與氣壓傳動課程通過改革之后，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，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。與港口機械工程實際應用聯系更加緊密的實驗教學模式，使學生學習興趣及工程實踐能力明顯提高，也使學生在就業后能更快適應新的工作崗位。