《液壓與氣壓傳動》課程實驗教學存在的問題及改進措施

肖愛玲，李傳峰，萬 暢，雷福祥

（ 塔里木大學機械電氣化工程學院，新疆 阿拉爾843300）

0 引言

液壓與氣壓傳動屬于三大傳動方式中的一種，具有機械傳動和電氣傳動等無可替代的優越性。 隨著現代化工業生產的發展，電子技術、自動控制技術、傳感器技術等快速滲透到液壓與氣壓傳動技術當中，該技術已廣泛地應用到自動化生產線、機電工程設備等領域中，展示出強大的生產力。

實驗教學是液壓與氣壓傳動課程的重要教學環節，為了將最新傳動技術快速傳授給學生，提高學生工程創新能力，國內學者就《液壓與氣壓傳動》實驗課程及相關案例教學開展了各種教學方法的探索[1-5]。

郭聯金等認為液壓實踐教學存在重液壓傳動輕氣壓傳動現象， 與當前工業自動化的實際應用相脫節；實驗內容實際上是液壓傳動、氣壓傳動、電氣、數控等多種技術的有機融合，而傳統的實驗大多局限于自身相對獨立的學科體系內，沒有體現與其他學科的關聯，不利于學生機電一體化整體概念的形成和綜合應用能力的培養[6]。

李晶等提出通過大力改善液壓與氣壓傳動實驗室軟硬環境，構建層次化實驗教學體系，建立開放信息化實驗平臺可以提高實驗教學效果及學生創新實踐能力[7]。

侯守峰等提出在購買液壓實驗設備時要注意精度問題，建議采購工程實際中用的液壓元器件，以提高實驗精度，獲得準確的實驗結果[8]。

李玲玲等提出當實驗設備出現故障時， 課堂上老師領著學生當場隨堂修理部分實驗元件，可以鍛煉學生的動手能力和工程實踐能力，同時也為學校節省了維修費用[9]。

呂明珠提出通過完善液壓與氣壓傳動實驗室軟件平臺，如安裝Solidworks、eDrawings、Flash 等應用軟件可以滿足不同實驗項目的需求，同時也可彌補實驗器材及實訓場地不足的問題[10]。

劉鋒等提出借助UG 等三維軟件增設虛擬拆裝實驗， 借助AMESim 等仿真軟件設置開放型回路設計實驗和綜合型工程案例實驗，增購智能型液壓傳動綜合測控系統、挖掘機液壓傳動實驗裝置多臺，完善實驗平臺建設，培養創新型工程技術人員[11]。

上述提出的《液壓與氣壓傳動》課程實驗教學的改革及措施為完善該課程的實驗教學提供了珍貴的參考。各個高校由于所處地理位置、辦學條件及生源基礎等情況千差萬別，因此，各高校在借鑒其他高校教學改革經驗的基礎上還需依據本校實際辦學條件因地制宜地進行本校該課程的實驗教學改革，以便更有效地推動液壓與氣壓傳動技術的傳播。 下面通過具體分析當前塔里木大學《液壓與氣壓傳動》課程實驗教學存在的問題提出改進的措施。

1 存在的問題

地處南疆的塔里木大學人才培養的主要目標是立足南疆，面向兵團，服務新疆。因此《液壓與氣壓傳動》課程的教學致力于為地方培養急需的液壓與氣壓傳動技術人才。 當前其實驗教學正面臨著眾多高校普遍存在的問題，如：部分實驗設備陳舊，有效臺套數不足，場地有限，驗證性實驗多，開放性、綜合類實驗少，實驗涉及知識面窄，離工程實踐存在交大距離，不利于學生機、電、液一體化整體概念的形成和綜合應用能力的培養；除此之外，該實驗室還面臨著師資力量不足、師資水平有限、專業維護及維修人員極度缺乏的嚴峻情況。

2 改進的措施

針對液壓與氣動技術課程實驗教學中存在的問題，筆者通過多年的教學實踐，總結了一定的實驗教學體會及經驗，提出改進的措施如下。

2.1 順應時代需求，液壓傳動與氣壓傳動理論學時及實驗學時對等分配，知識結構互為補充

近30 多年來，隨著液壓傳動技術廣泛在工農業領域的廣泛應用，氣壓傳動也因具有清潔、廉價、輕便、安全、易于實現自動控制等特點，在各種自動化生產線上得到迅速而廣泛的推廣應用[6]。對于南疆地區機電工程、機電一體化、機械設計、農業機械專業的學生而言，一大部分學生將來在一線從事的工作更多的偏向于氣動，而目前該課程理論教學學時34 學時， 其中液壓傳動32學時，氣壓傳動2 學時；液壓實驗教學6 學時，氣壓實驗教學0 學時。 導致學生就業時發現要用的技術沒學，學了的技術沒用上。 這與專業課程學習以就業為導向的人才培養目標顯然不符。

由于實驗學時是配合理論學時進行分配的， 為了順應現代工業農業自動化生產的實際需求，筆者認為液壓傳動與氣動傳動理論學時及實驗學時應對等分配，并在知識結構上互為補充，避免相通知識的簡單重復。 此外， 在實驗內容方面刪除一些知識面較窄的液壓實驗，如液壓泵拆裝實驗、液壓回路驗證實驗；增加氣動元件與回路認識，氣動回路設計，氣電控制方面的實驗內容。

2.2 大力改善實驗室硬件環境

2.2.1 載物臺重新設計，方便學生取用及歸還，更有利于保護元器件

做實驗時學生經常抱怨液壓油缸損壞、 溢流閥損壞、節流閥損壞、傳感器損壞，并且數量不足，導線接口損壞等問題。 究其原因是因為實驗室場地有限，載物臺設計不合理。 雖然各類液壓元件按要求分類擺放，但每類元器件都處于堆放狀態。 載物臺架子高處的液壓元件更是擺放不整齊。 由于相互擠壓的原因，很多導線接頭及接尾處都出現了不同程度的損壞及脫落；元器件表面油液遍及電磁鐵外套表面及連接導線表面，非常容易引發短路或漏電事故，損壞實驗設備及人生安全。

鑒于此，載物臺應重新設計成具有排油能力、可收掛導線、放置標簽的功能，且數量足夠；購置一定數量的載物筐，便于學生做實驗時就近取放元器件。 這些措施可以最大程度地保護好有限的元器件，提高了實驗室有效元器件的供給能力。

2.2.2 實驗室布局有待改進，留出必要多媒體指導空間及聽課空間

液壓與氣壓傳動實驗室場地有限， 決定了試驗臺之間的距離不會很寬。 2019 年我院實驗室又配備了多媒體，硬件條件得到一定改善，但由于布局不合理，多媒體電腦柜直接被高大的實驗臺幾乎完全擋住，指導老師看不見學生，學生也看不見指導老師，影響實驗指導效果。

重新規劃實驗室布局， 將一些不用或很少用的實驗設備放到實驗室的邊角上，留出必要的多媒體指導空間和學生聽課空間，讓多媒體能真正發揮指導實驗的功能。

2.2.3 采取一定的措施保護實驗室儀器設備

南疆由于地理位置及周邊生態環境等原因， 浮塵天氣較多，為了保持實驗室衛生，實驗員在非實驗時間都是緊閉實驗室門窗的，拉上厚厚的窗簾。 一年四季實驗室里的溫度會在一個很寬的范圍浮動，液壓油揮發的油氣分子彌漫在實驗室里。 長此以往，勢必會影響如計算機、投影儀等儀器設備的正常使用。 因此有必要采取一定的措施保護此類設備，如覆蓋保護布，分房放置儀器等。

2.3 配備專業實驗儀器及設備維護及維修人員

多年以來，由于設備陳舊或操作錯誤等原因，造成設備儀器出現故障而損壞。 對此情況，有些高校老師帶領學生隨堂修理實驗設備[10]。對一些簡單元器件出現的故障老師可以修理，但對一些關于電器及電機控制等方面的故障，指導教師限于專業就無法維修。 實驗設備損壞，導致實驗課不能正常開展，給指導老師和學生都帶來很多不便，影響教學效果。

實驗室正常的運轉非常依賴專業的維護及維修人員。 為了切實保障實驗的順利開展，有必要為實驗室配備專業的維護及維修人員。

3 總結

由于各種原因，塔里木大學《液壓與氣壓傳動》課程實驗教學無論是硬環境還是軟環境，離內地高校還是有一定的距離。 但依然可以依據本校實際條件及環境因素，因地制宜，循序漸進地開展實驗內容、實驗室軟硬件環境及實驗管理制度的改革，逐步改善教學條件，不斷縮小與內地高校的差距。 后續還可以規劃可行性較強的配套應用軟件，如Fluidsim，彌補實驗室場地有限，實驗設備單一的問題。

總之， 通過采取這些措施可以基本滿足當前南疆液壓與氣壓傳動實驗教學的需求， 確保實驗課科學、順利、平穩地開展，為社會培養更多液壓與氣壓傳動技術人才。