項目教學法在液壓傳動實驗教學中的應用

鄭淑娟，吳林峰，許蘭貴

(華北水利水電大學 機械學院，鄭州 450045)

液壓傳動課程是高等學校機械類專業的核心課程之一，課程以液壓傳動技術的基本概念、基本理論、基本方法以及工程實例為主線，主要學習液壓流體力學的基礎知識，各類液壓元件的結構及工作原理，各類液壓基本回路的組成及特點，液壓系統的分析與設計方法以及工程實例等。課程系統性強，知識點可分解，適合開展項目教學，很多高校已進行了實踐[1-2]。作為一門理論與實踐結合非常密切的課程，實驗環節是液壓傳動教學中的一個重要環節，由于油液在管道中流動，傳統實驗過程通過儀表測試所需流動參數，獲得實驗數據，對于元件的動作和內部油液的流動所獲得的感官認識會受到固定實驗步驟和實驗設備的限制。通過引入項目教學法，發揮其目標指向的多重性特點，讓學生自主地去探索實驗過程中自己感興趣的研究點，或研究驗證自身在理論學習中的薄弱點。

1 項目教學法概述

1918年美國學者吉爾帕特里克在論文中提出項目教學法一詞，后從美國傳回歐洲，1965年以來在歐洲教育界獲得重視，而后以德國的奔馳汽車開發實施蒸汽機項目的項目教學為標志，項目教學法逐漸被作為典型的行動導向教學方法推廣使用[3]。項目教學法的理論認為，知識可以在一定的條件下自主建構獲得；學習是信息與知識、技能與行為、態度與價值觀等方面的長進；教育是滿足長進需要的有意識、有系統、有組織的持續交流活動。在實施項目教學法的教學過程中，學生以小組為單位在某個內容范圍內進行工作，實施一個項目。小組成員自己計劃并執行他們的工作，通常在結束時有一個可見產品。教學過程的主要目標是學習效果而不是項目產生的結果[4]。從以上表述可知，項目教學法注重的是學生自我構建能力的發揮，充分體現學生的自主性，但實施的基礎是項目內容范圍需要教師去指導確立。

2 可行性和有效性分析

項目教學法是行動導向教學論中具有代表性的一種開放性的教學方法。實驗環節的動手操作真正體現其行動性，項目教學法要求學生對知識進行自主構建，與實驗環節的培養目標正好吻合，突出表現方法能力、合作交往能力、獨立自主能力、責任意識等的培養。

傳統的實驗教學中，教師首先依據實驗內容，按照實驗步驟進行示范，學生進行簡單重復操作，記錄實驗數據，完成實驗報告。項目教學法不同于傳統的實驗教學方式，在實施項目教學法的不同階段對教師和學生都提出了新的要求。在項目主題的形成階段，教師按照教學內容要求確立實驗項目的內容范圍以及提供對應的項目實施場地和設備，還需對學生進行分組，選定組長，并合理搭配組內成員，保證項目的順利進行。在項目計劃的制定階段，學生組成工作團隊自行確定項目計劃，根據已經確定的項目目標以及實驗條件，計劃總體工作。這其實是一個要求創新、組織能力的動態過程，根據項目內容前瞻性地計劃工作，在頭腦中執行未來的工作。這個過程的實施其實是學生對于理論知識的梳理，以及自身感興趣點和薄弱環節的認知處理過程。學生所處年齡段有著強烈的探索欲望，擺脫傳統實驗的按部就班，采用項目教學法，學生自主分析任務，設計自己的實驗過程，解決自己感興趣的問題，體現了學生學習主體性，學習動力得到有效提升。

3 項目教學法實施的基本過程

3.1 實驗內容

以測量薄壁孔等不同液阻的壓差流量特性這一典型實驗項目介紹項目教學法的實施過程。本實驗的主要目的是深入地理解液阻特性，其特性在合理設計液壓傳動系統時，對于提高系統效率、避免溫升有著重要意義。具體是通過實驗獲得感性認識，建立對于理論分析所獲結論的信心，進而了解到油液流經任何形式的液阻都有符合理論值的液阻特性指數。

3.2 教師工作

布置項目要求，測試不同結構形式的液阻特性，得出其液阻特性指數，并對學生進行分組，盡量照顧到學生的學習情況，以及組內成員能力搭配。整個實驗的實施過程，教師以顧問的角色一直跟隨，確保實驗的順利、安全進行。

3.3 學生工作

小組成員需事先了解實驗環境及實驗設備。第一步，結合實驗任務，先從理論方面獲取測試對象的特性，是對理論知識的一次梳理。第二步，確定測試參數并學習使用測試裝置。測試進出口壓差和流量，了解測試裝置的使用和測試方法。第三步，確立實驗的實施步驟，這也是學生探究問題的關鍵所在。測試液流的壓差流量特性，即測試小孔的進出口壓差和流量。總的實驗方案可分成兩種，方案一是改變進出口壓差測試流量，方案二是改變通過的流量測試進出口壓差。兩種方案的實施對應的液壓測試回路的搭建方式不同，是對學生所學理論知識的應用，需要利用已學液壓流體力學的知識進行分析。進一步在具體方案實施過程中會出現入口壓力值低、流量過小等現象，這些實驗現象，為學生對理論知識的深層次探索提供了有益契機。第四步，整理和處理實驗數據，得出結論。學生需對實驗中一些不良數據產生的原因進行分析、總結。

實驗項目的完整實施，不僅達成了實驗目的，同時項目實施過程對學生分析問題、解決問題的主動性有著較高要求，項目教學法的實施也是探究式學習方法的具體應用，能夠提升學生的學習興趣，顯著提高學習效果。

4 結語

闡述了項目教學法在液壓傳動教學中實驗環節的具體實施過程，表明項目教學法在液壓傳動實驗環節中的應用有助于培養并提升學生主動思考、自主設計的能力，學生主動參與的積極性大大提升。實驗的實施過程能夠有效提升學生的探究能力和動手能力，對知識的掌握和加深大有裨益。