“液壓與氣動(dòng)技術(shù)”課程改革的探索與實(shí)踐

叢錦玲，坎 雜，畢新勝，付 威

（石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832003）

0 引 言

液壓與氣動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)和控制的關(guān)鍵技術(shù),其發(fā)展速度僅次于電子技術(shù)。液壓與氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展直接關(guān)系到一個(gè)國(guó)家機(jī)電產(chǎn)品的先進(jìn)程度和質(zhì)量水平。自1795年世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生開始，液壓與氣動(dòng)技術(shù)發(fā)展到至今已有200 多年的歷史，是現(xiàn)代傳動(dòng)和控制的關(guān)鍵技術(shù)，特別是近年來流體技術(shù)與微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使液壓與氣動(dòng)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，逐步形成“機(jī)－電－液（氣）”一體化技術(shù)。

“液壓與氣動(dòng)技術(shù)”課程是工科院校機(jī)械類專業(yè)和近機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，也是一門能直接用于工程實(shí)踐的學(xué)科。在整個(gè)機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程體系中起著承前啟后的重要作用。本課程融合了數(shù)學(xué)、物理、流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、控制工程和電氣控制理論。作為機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必須掌握液壓與氣壓傳動(dòng)的基本工作原理，控制元件的結(jié)構(gòu)、工作原理和在回路中作用的基本知識(shí)，獲得綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析設(shè)計(jì)液壓回路及系統(tǒng)的能力，為后續(xù)專業(yè)課及從事專業(yè)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，可以開發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力、豐富的想象力、科學(xué)的思維能力以及解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。

學(xué)校“液壓技術(shù)”課程自1984年開設(shè)以來，已經(jīng)有28年的歷史。目前課程總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，其中理論授課56 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8 學(xué)時(shí)。要求學(xué)生掌握液壓與氣壓傳動(dòng)的基本工作原理、控制元件的結(jié)構(gòu)、工作原理和在回路中作用的基本知識(shí)，獲得綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析設(shè)計(jì)液壓回路及系統(tǒng)的能力，為后續(xù)專業(yè)課及從事工程技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)與實(shí)踐技能。

從2004 年開始，課程組對(duì)課程進(jìn)行了全面改革，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教材建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)體系等方面。經(jīng)過這些年的探索與實(shí)踐，在邊改革、邊實(shí)踐和邊改進(jìn)的過程中，逐步形成了一套適應(yīng)本科教育對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求的新課程體系。

1 改革傳統(tǒng)課程體系內(nèi)外兼修

隨著本科課程數(shù)目的增加和課程改革的深入，液壓氣動(dòng)課程的總課時(shí)量有所減少，這就對(duì)授課教師提出了更高的要求，如何在有限的課時(shí)內(nèi)讓學(xué)生對(duì)液壓與氣動(dòng)技術(shù)有更深入的理解成為目前教學(xué)所要解決的核心問題。在教學(xué)量減少的前提下“以人為本”提高教學(xué)質(zhì)量的可行措施[1]。目前國(guó)內(nèi)的液壓氣動(dòng)教材的編排，多按以下結(jié)構(gòu)：液壓與氣壓基礎(chǔ)知識(shí)、液壓與氣壓元件、液壓與氣壓回路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在課時(shí)減少的情況下，按此體系教學(xué)，會(huì)產(chǎn)生課時(shí)量不足，導(dǎo)致部分知識(shí)點(diǎn)無法講透的問題。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中難以很好理解課程，容易出現(xiàn)知識(shí)鏈的斷接。如液壓氣壓元件結(jié)構(gòu)繁瑣，細(xì)節(jié)較多，容易讓學(xué)生感覺課程枯燥乏味，喪失學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，從而影響后續(xù)內(nèi)容的教學(xué)效果。課程組經(jīng)過嚴(yán)格探討后，適當(dāng)對(duì)教學(xué)體系做了調(diào)整，不再將元件部分放在回路之前，而是將元件部分穿插在回路部分之中進(jìn)行教學(xué)。具體來說，就是在講解回路的過程中，對(duì)涉及到的重要元件再做專門的講解，考慮到課時(shí)的限制，在講解元件的過程中，應(yīng)注重工程應(yīng)用，可以適當(dāng)省略某些繁瑣的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。

2 多種教學(xué)方法和教學(xué)手段并用興趣盎然

要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，必須把灌輸式教學(xué)轉(zhuǎn)換為引導(dǎo)式教學(xué)，要逐步誘導(dǎo)學(xué)生深入教學(xué)內(nèi)容，層層遞進(jìn)。倡導(dǎo)多種教學(xué)手段，一節(jié)課程中提問互動(dòng)、案例式、陳述式及提問式等教學(xué)方法層出不窮；PPT、FLASH、視頻短片及黑板板書各種手段穿插進(jìn)行。譬如在講解順序動(dòng)作回路時(shí)，可以先播放一段鉆床自動(dòng)夾緊、進(jìn)給、退出到松開的加工視頻案例，利用視頻先吸引學(xué)生的注意力，并引導(dǎo)學(xué)生提問“如何實(shí)現(xiàn)這樣的動(dòng)作，機(jī)械傳動(dòng)如何來實(shí)現(xiàn)？液壓傳動(dòng)如何來實(shí)現(xiàn)？?jī)煞N傳動(dòng)對(duì)比有什么區(qū)別？液壓回路應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)呢？”。教師通過”引君入甕”的對(duì)話吸引著學(xué)生。學(xué)生“不可抗拒”而反思；學(xué)生從純粹的學(xué)生一躍為“準(zhǔn)教師”、對(duì)話者,不用教師動(dòng)員,自己會(huì)自發(fā)地反思;對(duì)話是學(xué)生之間、師生之間的一張交流大網(wǎng),與人交流中無形中拉動(dòng)了學(xué)生反思[2]。并在整個(gè)設(shè)問及課堂討論中時(shí)時(shí)觀察學(xué)生，注重引導(dǎo)，注重啟發(fā)，注重學(xué)生發(fā)散性思維，重溫已學(xué)的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合液壓課程授課內(nèi)容，課堂氣氛活躍，學(xué)生興趣很高，反映很好。

在講解液壓（氣壓）元件的構(gòu)造及原理時(shí)，改變傳統(tǒng)的利用機(jī)械制圖的二維圖紙來講解方式。課程組老師制作出精美的三維元件結(jié)構(gòu)爆炸圖、組合圖和大量的系統(tǒng)回路動(dòng)畫，直觀易懂。及時(shí)更新網(wǎng)站內(nèi)容，與學(xué)生及時(shí)交流溝通互動(dòng)，了解學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，及時(shí)給以解答，課程網(wǎng)站訪問高達(dá)8 000多人次，名列全校網(wǎng)絡(luò)課程訪問量前5名。

3 實(shí)踐教學(xué)與科研結(jié)合動(dòng)手動(dòng)腦

教師的實(shí)踐性知識(shí)是教師專業(yè)發(fā)展的主要知識(shí)基礎(chǔ),在教師的工作中發(fā)揮著不可替代的作用[3]。傳統(tǒng)教學(xué)體系中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)改革中，注重與理論教學(xué)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和時(shí)間安排應(yīng)該滿足教學(xué)的需要，補(bǔ)充課堂講授的不足，并且和教學(xué)實(shí)現(xiàn)同步。課程組嘗試擯棄以往實(shí)驗(yàn)歸實(shí)驗(yàn)，講授歸講授的教學(xué)模式。將部分課程直接安排在實(shí)驗(yàn)室授課。在講授某些元件的時(shí)候，如果讓學(xué)生直接面對(duì)實(shí)物，動(dòng)手動(dòng)腦，理解起來會(huì)更容易也更深刻，同時(shí)，將部分講授課和實(shí)驗(yàn)課融合，合理安排課時(shí)。此外，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主設(shè)計(jì)組裝液壓回路，并在液壓綜合試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

此外，將課程組教師的科研內(nèi)容加入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。科研項(xiàng)目涉及液壓與氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用，并且與實(shí)踐生產(chǎn)緊密結(jié)合，利用一到兩節(jié)課時(shí)間向?qū)W生展示和介紹科研成果和進(jìn)展，既可以開闊他們的眼界，又可以提高他們的學(xué)習(xí)興趣和科研興趣。例如，向?qū)W生展示課題組的科研項(xiàng)目，自行研制的自走式全液壓加工蕃茄收獲機(jī)、棉花打頂機(jī)和辣椒收獲機(jī)中采用的液壓系統(tǒng)，并向他們說明科研項(xiàng)目中機(jī)械設(shè)計(jì)的原理,液壓回路的基礎(chǔ)回路的設(shè)計(jì)原理，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研興趣。

4 結(jié)束語(yǔ)

高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是高等教育的根本任務(wù)[4],在整個(gè)《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》課程的知識(shí)體系中，課程組教師始終堅(jiān)持以“學(xué)生為本”的教育理念，注重以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。將課程的主要內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合，使其成為一門完整系統(tǒng)的綜合化課程。及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，始終保持與學(xué)科及時(shí)代的發(fā)展同步，保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。經(jīng)過這些年的探索與實(shí)踐，在邊改革、邊實(shí)踐的過程中，逐步形成了一整套科學(xué)完整的教學(xué)體系，為學(xué)生奠定良好的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)。該課程已于2010年被評(píng)為校一類課程進(jìn)行建設(shè)，并已完成相關(guān)課程教學(xué)改革課題5 項(xiàng)，課程網(wǎng)站建設(shè)良好，在學(xué)校本科教育、大學(xué)選修課程及職業(yè)教育培訓(xùn)中起到了重要作用。

[1] 高閏青.“以人為本”理念及其教育實(shí)踐問題研究[D].蘭州：西北師范大學(xué)，2008：30-32.

[2] 李鐵成,李叢梅.教育學(xué)中的對(duì)話教學(xué)探究[J].遼寧師專學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2009(4)：71-72.

[3] 陳向明.實(shí)踐性知識(shí):教師專業(yè)發(fā)展的知識(shí)基礎(chǔ)[J].北京大學(xué)教育評(píng)論，2003(1):104-111.

[4] 李彥敏,馬力.以創(chuàng)新為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)方法之我見[J].信息系統(tǒng)工程，2011(2):85-87.