閆嘉琪，沈曉斌

（天津冶金職業(yè)技術(shù)學院，天津 300400）

液壓與氣動技術(shù)是一門工程實踐性很強的機電專業(yè)課。如果在教學過程中僅僅注重專業(yè)知識的傳輸，而不注重教學方法的創(chuàng)新，很容易使學生產(chǎn)生枯燥的感覺，從而影響教學效果。如何通過情境教學激發(fā)學生學習的興趣，使學生積極主動地參與學習將是本文研究的重點。

一、情境教學方法初探

（一）改革教學方法，重視情境教學

液壓與氣動技術(shù)具備許多獨特的優(yōu)越性，近幾十年以來越來越多的被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)。液壓與氣動技術(shù)作為機電一體化技術(shù)專業(yè)的核心課程，培養(yǎng)學生掌握液壓與氣動技術(shù)理論知識；了解液壓與氣動元件的識別與選用；回路連接與控制；典型系統(tǒng)的分析與應(yīng)用等技能，是實現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)能適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線高技能應(yīng)用人才重要的培養(yǎng)目標。但過去有些教師在實施教學過程中，仍然在沿用學科型課程體系教學模式，講課時只注重理論教學，忽視學生的主體感受，講授方式也索然無味，形成了在黑板上“開機器”，學生不容易理解，而實踐教學與理論教學脫節(jié)，造成學生對該門課程的厭倦，更別談起學生對該門課程的學習興趣了。在現(xiàn)代教學中，老師不僅僅要傳播知識，更重要的是增強學生的興趣與創(chuàng)新能力，提升學生學習的主動性。因此教師要改變以往注重灌輸?shù)慕逃绞?，積極采用情境教學法，提高教育教學質(zhì)量。

所謂情境教學法是指在教學過程中，教師根據(jù)教學內(nèi)容的要求，有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，使學生如臨其境，受到情緒的感染，激發(fā)學生對所認識事物的情感，從而幫助學生理解課程內(nèi)容，并使學生的心理機能得到發(fā)展的教學方法。心理學研究表明：一個健康、積極的情感對認知活動有很大的促進作用，反之會起阻礙作用。所以情境教學法實質(zhì)就是要在教學過程中引起學生積極的、健康的情感，來提高學生對學習的熱情，使學習活動成為學生主動的、自覺的活動。事實上證明學生在學習中如果情感高漲，學習知識的效果最理想。

（二）認真研究教學內(nèi)容，精心創(chuàng)設(shè)教學情境

教師在講授液壓與氣動技術(shù)課程時，要根據(jù)教學內(nèi)容精心創(chuàng)設(shè)教學情境，使學生能有身臨其境的感知，形成具體鮮明的形象。例如可以通過多媒體技術(shù)播放一段視頻，為學生營造一個與教學內(nèi)容密切相關(guān)的生產(chǎn)實際場景，使學生通過視頻有身臨其境的感覺，并對照視頻中出現(xiàn)的問題提出解決方案，憑借想象，展開聯(lián)想，激發(fā)學生對知識的求知欲，以獲取最大的教學效果；再有教師根據(jù)教學內(nèi)容帶領(lǐng)學生到工廠現(xiàn)場進行教學，讓學生親身感悟液壓與氣動技術(shù)在企業(yè)機電設(shè)備真實應(yīng)用的情景，使學生對所學專業(yè)理論知識在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用有一個明確的認識，學習的目標更加明確；另外教師還可以把教室搬到實訓(xùn)室里進行，通過仿真軟件、透明演示模型來增加視覺影響力，通過液壓（氣動）試驗臺，驗證教學的內(nèi)容。這樣學生通過形象感受、并親自動手完成實驗會增加學習的成就感和求知欲。

應(yīng)該補充說明的是，情境教學法的本質(zhì)特征就是激發(fā)學生的情感，以此推動學生認知活動的進行。但創(chuàng)設(shè)情境不是僅限于把實物、教具展示給學生，或者教師簡單地做示范實驗，雖然也有直觀的作用和效果，但只能使學生對所學內(nèi)容有一個直觀認識和模仿的操作，即使在一個良好情景下，也不能激發(fā)學生對學習的求知欲望，所以作為任課教師，一定要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，認真地組織教學內(nèi)容，堅持采用啟發(fā)式，促使學生獨立思考，督促和幫助學生駛向知識的彼岸。

（三）創(chuàng)設(shè)情境應(yīng)注意的幾個問題

1.情境要符合教學要求并切合實際

教學過程中創(chuàng)設(shè)或引入情境，主要是為了達到調(diào)動學生學習的激情和求知愿望的目的，所以創(chuàng)設(shè)的情境首先要滿足教學目的和要求，并且真實可信切合實際，而且還要與學生已有的經(jīng)驗相接近，否則會達不到預(yù)期的效果。

2.情境創(chuàng)設(shè)要新穎

教師創(chuàng)設(shè)的情境要新穎直觀、目的明確，只有新穎直觀才能引起學生的注意力和展開聯(lián)想，達到開拓學生思維的作用；只有目的明確才能更好的實現(xiàn)教學目標并激發(fā)學生探索知識的愿望，最終達到情境教學的效果。

3.情境要體現(xiàn)教師本人的真情實感

因為教師就是情境的一個重要組成部分。一般而言，情境的建立除了通過使用各種教學手段（教具模型、多媒體、仿真軟件、實驗設(shè)備）來營造，還有教師的形象語言也是非常重要的，當教師的真情實感首先進入情境中，學生才可能在言語直觀和情境感染的雙重作用下建立起學習的情境。

二、講解液壓泵內(nèi)容時情境設(shè)計的案例

在講解這部分內(nèi)容時，首先通過一個視頻讓學生了解在日常生活中經(jīng)常見到的液壓傳動應(yīng)用的現(xiàn)實例子，例如生活中人們用液壓千斤頂更換汽車輪胎；電力局工人用升降機維修、保養(yǎng)路燈；大型倉儲庫工人使用裝載機進行貨物裝卸等場景。

這些場景有兩個特點，一是同學們可以在日常的生活中經(jīng)常能看到，有一定的認知經(jīng)驗，二是都是把重物（汽車、人、貨物）抬升起來。

在視頻中所表現(xiàn)的都是采用液體作為力的傳動介質(zhì)進行力的傳動的，那么液體是如何進行力的傳遞，如果進一步要問液壓泵是怎樣形成的？其工作原理是什么，教師可通過一個小實驗（自制教具）：這是用兩個直徑不同的兩個針管注射器和一段透明的塑料管以及一杯水（為了演示的直觀可以在水中加入紅色墨水）。另外，這里還要準備一管夾，用于截斷塑料管中液體的流動。

現(xiàn)在要作一個支架架，把直徑較大的針管固定在支架上，針管的柱塞頭部固定一個重物，針管的針頭部分塑料管與直徑小的針管連接在一起，在塑料管中間裝上一個可以進行調(diào)節(jié)的管夾，請同學們試試看，如果用小直徑針管不斷的通過塑料管向大直徑的針管擠入液體會出現(xiàn)什么結(jié)果？

通過實驗，學生發(fā)現(xiàn)，只要不斷用小直徑針管向大直徑的針管擠入液體，大直徑的針管中柱塞會連同重物一起提升，而且小直徑針管向大直徑的針管擠入的液體越多重物提升得也越高。

通過這樣一個實驗情境設(shè)計，學生首先建立一個印象，小直徑針管成為這個實驗（將重物提升）的動力源，它所起的作用實質(zhì)就是液壓泵的作用，它的理論依據(jù)就是巴斯卡液體靜壓原理。

有了這個印象，教師要及時提出小直徑針管是如何吸入液體，又是如何排出的，是在什么條件下可以實現(xiàn)，在什么情況不可以實現(xiàn)，學生會很快說出小直徑針管的柱塞伸縮是實現(xiàn)液體吸入和排出，而且柱塞在針管筒有很好的密封。由此得出形成液壓泵的必備條件，泵內(nèi)一定得有密閉的空間，而且密閉的空間還可以變化，即當密封的空間變大吸入（或稱為壓入）液體，密封的空間變小排出（擠出）液體。

那么怎樣理解壓入或擠出液體呢，當密封液體變大時，密封容積變大形成真空，在大氣壓的作用下將液體壓入泵的密封容積內(nèi)，完成吸油過程；這和我們在日常用吸管喝汽水時，只要把吸管中空氣吸走，瓶中的汽水在大氣壓的作用下，就能通過吸管壓入你的嘴中的道理是一樣的；同樣，如果密封容積變小，油液就會通過密封容積的出口被強行擠出，這是因為在一般情況下，液體被視為不可壓縮的。這就是液壓泵的工作原理。

理論上講，不管是什么樣式的機構(gòu)，只要滿足上述兩個條件，就都能成為液壓泵。那么生產(chǎn)實際中常見的液壓泵有幾種形式，它們各自有什么特點呢？帶著這些問題，給學生播放多媒體課件和展示幾種生產(chǎn)實際常見的齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的原型。讓學生帶著問題去看、去想、去思考，并且親自動手拆裝這些液壓泵，分析這些液壓泵的是如何滿足形成液壓泵條件的，進而了解這些泵的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。這種通過視頻、課件營造生產(chǎn)情景、通過真實實物零距離接觸，加上教師真情實感的語言啟發(fā)，讓學生在觀察、動手、分析，歸納中得出正確結(jié)論的教學模式一定會達到理想的教學效果。

三、通過各種實驗，營造情境教學氛圍

教師在讓學生做實驗時，不僅要堅持先易后難的原則，而且要注重引導(dǎo)與啟發(fā)，只有循序漸進地教學，才能不斷地增強學生探索的興趣。下面以液壓元件拆裝實驗增強學生學習的注意力。

在做實驗時，教師首先要提問題，讓學生帶著問題做實驗，這樣才能達到理想的教學效果。例如教師在拆裝葉片泵時可以問學生：“是單作用葉片泵還是雙作用葉片泵？葉片根部通油方式是怎么樣的？有徑向不平衡力嗎？原動機是怎樣把機械能輸入液壓泵轉(zhuǎn)化為液壓能的？拆裝溢流閥、減壓閥、順序閥時問：如何判斷是哪種閥？控制方式是內(nèi)控還是外控？內(nèi)部泄露油是如何排回油箱的等等?！?/p>

通過實驗讓學生了解到單作用葉片泵主要由定子2、轉(zhuǎn)子1、葉片3、配油盤4、泵體5及兩側(cè)端蓋組成，定子具有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子間有偏心距e，葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽內(nèi)滑動，當轉(zhuǎn)子逆時針方向回轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，使葉片緊靠在定子內(nèi)壁，這樣在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個密封的工作區(qū)間。在定子中心的右側(cè)，葉片逐漸伸出，相鄰葉片間的工作空間逐漸增大，從吸油口吸油，這就是吸油腔；在定子中心的左側(cè)，葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓進槽內(nèi)，工作空間逐漸減小，將油液從壓油口壓出，這就是壓油腔，在吸油腔和壓油腔間有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開。轉(zhuǎn)子不停的旋轉(zhuǎn)，泵就不停的吸、壓油，圖1為其工作原理圖。雙作用葉片泵也是由定子1、轉(zhuǎn)子2、葉片3和配油盤等組成，但與單作用葉片泵的區(qū)別是，轉(zhuǎn)子和定子中心重合，定子內(nèi)表面是由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線所組成，其工作原理如圖2所示，當轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動時，葉片在離心力和根部壓力油的作用下，在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)向外移動而壓向定子內(nèi)表面，由葉片、定子的內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子的外表面和兩側(cè)配油盤間就形成若干個密封空間。當密封空間從小圓弧上經(jīng)過渡曲線而運動到大圓弧的過程中，葉片外伸，密封空間的容積增大，從油箱中吸入油液；當密封空間從大圓弧經(jīng)過渡曲線運動到小圓弧的過程中，葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓過槽內(nèi)，密封空間容積變小，將油液從壓油口壓出。轉(zhuǎn)子不停的旋轉(zhuǎn)，泵就不停的吸、壓油。

圖1 單作用葉片泵工作原理圖

圖2 雙作用葉片泵工作原理

科學源于探索，教育重在創(chuàng)新。液壓與氣動技術(shù)對于學生來說是很難掌握的學科，但是如果教師注重教學方式的創(chuàng)新，重視情境教學法，通過各種實驗，運用多媒體技術(shù)，就能為學生創(chuàng)造不同的學習情境，激發(fā)學生學習的熱情與創(chuàng)造性，促進教學目標的實現(xiàn)。

［1］侯守峰，鄔寶寅.“液壓與氣動技術(shù)”實驗教學探討［J］.中國電力教育，2011，（11）.

［2］芮宏斌，周春國，高峰.以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”促進“液壓與氣壓傳動”［J］.液壓與氣動，2012，（06）.