“液壓與氣動技術”課程改革研究與實踐

孫俊蘭

【摘 要】“液壓與氣動技術”是很多專業的核心課程，它相對學生學生所學習的其他學科來講理論性和實踐性往往很強。為此，在教學過程中教師應根據企業崗位需求并結合本校學生的實際情況，采用“教學做一體化”教學模式來對學生進行教育指導，同時改革和優化考核評價體系，從而為我國培養出更多優秀的技術性人才。

【關鍵詞】液壓與氣動技術；課程改革；研究與實踐

前言

液壓與氣動技術與機械制圖、機械零件、模塊化生產系統、自動裝配生產線等課程有著密切聯系，同時也是一門綜合性較強的課程，更是學生所學專業課程中較難掌握的一門課程。為此，筆者認為在教學過程中教師應根據培養目標、企業崗位需求，并結合學生的實際學習情況來對課程進行教改和探索，從而找出最適學生學習和就業需求的課程內容及實踐環節，最終為我國培養出滿足市場需求的技術性人才。

1液壓與氣動技術”課程的現狀

液壓與氣動技術”課程的現狀可以從以下幾方面進行分析。首先，很多學校往往重液壓輕氣動且與當前工業自動化的實際應用相脫節，而就目前大部分教材還都以液壓為主、氣動為次，甚至由于課時有限直接刪掉了氣動內容只講液壓部分，這顯然與專業課程學習“以就業為導向”的人才培養目標不符合[1]。其次，部分學校總是以驗證性實驗為主這不能充分調動學生的積極性，一味的采用整機固定式實驗臺所做實驗多為驗證性實驗，是難以培養學生獨立思考、自主學習的習慣和解決問題的思維方法。學生照著實驗指導書一步一步地進行實驗，實際上就是機械式模仿。并不能充分調動學生的動手興趣與積極性。同時實驗項目設計缺乏層次性且沒有體現因材施教，同樣是普遍存現的問題，一味的重復操作會使學生容易產生單調枯燥感，進一步扼殺了部分學有余力的學生進一步探索求知的愿望。除此之外，很多學校的實踐教學條件有限難以讓每位學生有動手實踐的機會，由于資金或場地所限還有班級學生人數較多，液壓與氣動的教學設備難以做到每人一臺。這樣就讓部分學習散漫的學生有了不動手的理由，也不利于形成團結協助的學習團隊。

2“液壓與氣動技術”課程改革研究與實踐的有效措施

2.1順應時代需求，突出氣動技術

課程內容應順應現代企業自動化生產的實際需求，增加氣動部分的內容突出氣動技術的重要性。學生學習液壓與氣動課程的目標主要是認識常見的元件及回路，懂得常用元件的工作原理及選用，理解常見回路的運行原理與應用特點。所以我們在實踐教學中作出大膽的改革，刪除了部分工程應用較少的實驗，如液壓元件性能、回路性能驗證性實驗，增加了氣動元件與回路認識、氣動回路設計、氣電控制方面的實驗[2]。氣動部分實踐教學的課時占總實踐教學課時的一半以上。

2.2進行多學科融合，體現機電一體化

將電氣控制、PLC控制、傳感器技術等其他技術進行多學科融合。主要體現在大多數綜合性、設計性實訓項目的任務內容都包含氣路設計、電氣控制回路設計PLC控制設計3個部分[3]。通過綜合運用所學過的專業知識搭建各類機電液一體化、機電氣一體化系統，可鍛煉學生機電系統的整體構思設計能力、機電設備的故障診斷能力。

2.3采用開放式、可拆卸的柔性實驗設備，重視二次開發

對“液壓與氣動實訓室”進行了高起點的規劃建設，實訓室配置了電液壓、電氣動實訓設備各4臺，液壓或者是氣動綜合實訓設備的構成，實訓設備采用組合式模塊結構，由電源模塊、按鈕模塊、繼電器模塊、PLC模塊及元件拆裝模塊5個部分構成基礎實訓臺，在基礎實訓臺的基礎上經過二次開發，增加了電動機、等拓展模塊[4]。元件庫里配套的液壓、氣動元件齊全，均采用工業標準件。常用元件使用靈活的快換接頭和軟管連接。拆裝方便且密封性好；各元件上裝有帶彈性插腳的底板，實訓時可直接在通用鋁型材卡板上組裝，操作簡單方便；液壓、氣動回路可采用繼電器控制、PLC控制；電控回路采用帶防護功能的專用連接導線。在此實訓臺上，學生可根據需要自行選擇各種元件，構建各種回路，對液壓/氣動回路的原理驗證、系統設計與分析具有很大的輔助功能。

2.4設計以任務為導向的實踐項目，體現層次梯度

實踐項目以任務為導向難度上體現層次梯度便于教學內容的裁剪。實驗實訓項目遵循漸進式的認知規律并按認知性項目、驗證性項目、綜合性項目、設計性項目的思路進行設計。項目內容從基本元件的認識與使用、簡單回路連接、復雜控制回路聯動、機械、電氣、PLC綜合系統的構建、機電一體化系統的設計與故障查找，從簡單到復雜從單一到綜合各項目難度層層遞進，既可加深學生對基礎概念與理論的理解與掌握，更重要的是培養了學生發現問題、分析問題的能力。實驗實訓項目以任務為導向每個任務設置基本任務，在基本任務之上還有旨在進一步提高的若干個拓展任務。基本任務體現了對所學基礎知識的理解和運用，要求每個學生都要完成。拓展任務對基本任務進行了延伸，供學有余力的學生選做。教師可根據學生的專業要求與能力層次進行靈活選擇，從而使得教學更具有針對性和適應性。

2.5結合軟件仿真設計與設備實操，提高實訓效率

采用國內外知名的液壓與氣動教學實驗仿真軟件FluidSIM進行回路設計、運行控制和結果演示。Flu-idSIM由FESTO公司和Paderborn大學聯合開發，包括用于液壓系統設計的FluidSIM-H和用于氣動系統設計的FluidSIM-P2個子軟件，專用于液壓、氣動回路及電路的設計以及聯合仿真。該軟件內置豐富的元件庫、圖片、練習、動畫和教學影片等多樣化的教學資源，既具有氣液電一體化的仿真功能，也可以進行直觀的多媒體教學，對教師教學和學生自學起到很好的輔助作用。采用FluidSIM進行回路設計和仿真的優點是促進課程內容的學習和理解，通過查找元件使學生對元件的符號更加熟悉，通過回路設計使學生對液壓、氣動系統的構成、元件的選用理解更深刻，通過仿真使學生對元件及回路的工作原理感受更加形象、直觀，從而確保每位學生都有動手的機會，提高了實訓效率。

2.6采用理實一體化的教學模式，促進理論與實踐相結合

對于一些泵、閥等常用元件的外形、內部結構，由于教材呈現的僅僅是平面圖，僅靠讀圖和教師講授還不足以讓學生想象出來，可在實訓室采用實物觀摩、結構拆裝與現場講授、演示相結合的方式進行教學。在介紹元件的工作原理、典型回路的工作過程時，可在計算機上使用FluidSIM軟件進行仿真，然后在實訓臺上搭建實際回路進行驗證。這種將理論教學和實踐教學有機結合為一體的教學形式，能化抽象為形象，使學生易于獲得直觀、感性的認識，加深了理論知識的理解，激發了學生學習的積極性，同時提高了學生動手能力。

結語

實踐證明，采用該種方法進行實踐教學不僅可以使教學更加具有針對性、實用性，是學生在學習的過程中更為直觀，同時也有利于學生對專業技術能力的應用，極大地提高了學生的學習主動性和積極性，更有助于拓展學生的思路和挖掘學生的創新意識與創新能力，從而提高學生的綜合素質，使學生在畢業之后更容易進入工作角色，更好地服務于工作崗位。

參考文獻：

[1]馬飛，王明杰，鄭武強.《液壓與氣動技術》信息化教學改革與實踐——以河南水利與環境職業學院為例[J].科技風，2019（10）：22.

[2]魏紅梅，王肖英.基于CDIO工程教育理念的液壓與氣動技術課程教學改革探究[J].西部素質教育，2018，4（19）：174-175.

[3]陳建萍.基于交通特色的機電專業《液壓與氣動基礎》項目化教學改革探討[J].輕工科技，2018，34（09）：143-144+153.

[4]王慧，郝慧芬.液壓與氣動技術專業平臺課程教學改革與實踐[J].山東工業技術，2018（11）：248.

（作者單位：包頭鋼鐵職業技術學院）