“液壓元件”課程教學模式的改革與實踐

摘要：依據已構建的液壓專業項目式教學體系，根據“液壓元件”課程的特點，制定了符合高校現狀的項目式實驗教學的實施優化方案。對課程的培養目標、教學內容、教學方法進行了改革與優化。提出了將課程的拆裝實驗與基于三維軟件的實體建模設計相結合的教學思路，目的是使學生不僅能掌握一種軟件，而且能加深對液壓元件知識的理性認識。實踐證明，該項目達到了本專業課程體系要求的培養目標，取得了良好的教學效果，為其他課程的項目式教學改革提供了借鑒。

關鍵詞：液壓元件；課程體系；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）46-0210-02

液壓元件是液壓專業學生必須掌握的一門課程，它不僅能體現學生的專業素質，而且能考察出學生的專業能力水平，為本專業學生今后的事業發展打下堅實的理論基礎。通過本次課程改革，希望從教學方法上能充分調動學生的積極性，使學生在項目的情境下，通過團隊合作完成并掌握本項目所必需具備的專業理論知識，還要熟悉這些理論知識在生產實際中的具體應用。

一、液壓專業的課程體系建設

依據CDIO項目式教學的培養模式，對照崗位職業標準的要求，將畢業生的能力分為職業基本能力、個人拓展能力、團隊協作能力和職業素質能力四個層面，并給予逐級細化，形成了可以落實到具體學習課程和項目、以三個不同層級項目為核心的一體化課程體系。三級項目的規劃中制定了以項目式教學為目的的教學大綱，明確了各課程實施項目內容在體系培養中的作用。二級項目是對機、電、液、控課程群的小型綜合性項目設計，課程內容的應用進一步深入化和具體化。一級項目則包含本專業主要核心課程，體現本專業主要能力要求。

新舊課程體系的對比如圖1所示。

從新舊課程體系的對比來看，舊體系中主要的教學方式是以教師講授為主，該授課方式降低了學生的主動性，限制了學生主動思考問題能力的發揮，教學大綱制定的培養目標往往很難達成。而新體系的建設，是以充分培養學生的自主學習能力，即以學生為主體，教師為主導，理論與實踐相結合，在實踐中鞏固理論知識為宗旨和理念的。

二、課程培養目標的改革

改革前教學大綱制定的培養目標是使學生通過本門課程的學習，初步具有獨立分析和應用液壓元件的能力。改革后的培養目標則參照了課程能力要求，通過能力矩陣進行構建。具體分為以下幾點要求：

1.使學生了解液壓元件發展的現狀、前沿及發展趨勢；

2.使學生了解液壓動力元件，并掌握各種泵的結構，工作原理及特性；

3.使學生了解液壓執行元件的相關知識，并初步掌握相關設計計算；

4.使學生掌握液壓控制閥的結構、工作原理及動靜態特性；

5.使學生了解液壓輔件的相關知識，并初步掌握相關設計計算；

6.使學生初步掌握文獻檢索、資料查詢、調研及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；

7.使學生初步具備實驗數據分析和解釋的能力；

8.使學生初步掌握液壓系統的設計方法，并能綜合運用所知識進行實際液壓系統的設計制定；

9.培養學生的責任感和職業道德；并使學生具備一定的組織管理能力、較強的表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力，初步具備交流、競爭與合作能力。前五項目標是在理論學習階段通過授課方式達成；后四項目標是在討論課、實驗課和項目設計學習階段來完成。這樣的教學目標有利于提高學生的自主學習能力，并有助于提高學生的綜合素質。

三、教學內容的改革

改革前教學內容完全圍繞課本來完成，內容具有局限性。不同的授課教師會產生不同的授課效果。改革后從教學內容上有了全新的改變。在課堂講授內容的基礎上，根據工程類高校的特點，以培養卓越工程師為目標，分別增設了討論課和項目設計兩個教學環節。討論課的教學內容針對液壓元件和系統中的相關問題制定，通過學生自學的方式加深對元件與系統兩方面知識的理解。項目設計教學內容是“典型液壓元件的實體測繪及三維虛擬設計”。在元件拆裝實驗的基礎上，增加了三維設計內容，該部分內容的增設能有效地提高學生使用三維軟件設計實體模型的能力。

四、教學方法的改革

改革前的教學方法主要以教師授課為主，根據本課程的特點和實際情況，采用理論教學與多媒體課件相結合的方法進行。根據制定的教學內容，改革后的教學方法體現出了多樣化的教學模式。討論課由學生通過匯報和討論的方式自主完成，教師在討論過程中予以指導。這種教學方式能開拓學生的思維，提高自主學習能力。項目設計環節以項目的方式向學生們提出設計題目，并給學生提供與題目對應的任務書，由此讓學生獨立完成任務。項目的實施能使學生加深對液壓元件基礎知識的理解，并初步具備運用所學知識進行液壓元件與回路的設計能力、動手實踐能力、復雜物體的三維建模能力，還能引導學生積極思考、主動學習，鍛煉和培養學生的責任感和職業道德。

五、項目實施過程

項目實施的步驟及具體工作內容如下：

1.項目的確定。首先由教師制定項目任務書，給出實驗對象并對每組同學提出項目設計的具體要求。

2.拆卸元件。拆卸之前須了解元件的型號和基本參數，分析其結構特點，制定拆卸工藝過程。

3.零部件的實體測繪。對被測零件進行透徹分析，了解零件的類型，在元件中的作用，所使用的材料及大致的加工方法；確定視圖表達方案，對零件圖進行定位布局，手工繪制零件草圖，最后用CAD畫出零件圖規范圖紙。

4.元件的裝配。裝配時，遵循先拆部件后裝，后拆部件先裝的原則，正確合理地安裝。

5.零件和裝配體的三維實體建模設計。利用SOLIDWORKS三維繪圖設計軟件對零件進行實體建模，在軟件界面中進行仿真裝配，通過爆炸圖設計的步驟，完成元件爆炸圖的仿真動畫設計。

6.項目成果驗收。完成設計前學生需對元件的裝配進行自行檢查。檢查無誤后，學生可向教師提出驗收申請，由多名指導教師組成驗收小組，對學生完成的工作量和質量進行統計和評價。

7.項目考核。教師對項目設計的過程和成果進行總體評價，總結項目設計中的經驗和不足。

8.撰寫項目說明書。完成項目設計和制作說明書等資料性內容，作為本次項目設計的總結和報告。

基于CDIO的項目式人才培養模式構建的液壓專業課程體系中，“液壓元件”課程的教學改革在該體系中，占據至關重要的位置。通過有效地組織與實施，順利完成了新大綱制定的教學任務。本次教學改革得到了校領導、教師和學生的一致好評，取得了良好的教學效果，為其他課程改革的推廣提供了現實借鑒與參考。

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基金項目：燕山大學機械學院教學改革及質量工程項目（201202）