李 笑 肖體兵 楊雪榮 吳小洪 黃志堅 成思源 郭鐘寧

廣東工業(yè)大學 廣東廣州 510006

☆實踐教學與課程建設☆

液壓與氣壓傳動課程體系的改革與實踐

李 笑 肖體兵 楊雪榮 吳小洪 黃志堅 成思源 郭鐘寧

廣東工業(yè)大學 廣東廣州 510006

為適應創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)目標的要求，構建了“理論教學＋設計綜合實驗＋機電液綜合設計項目”的液壓與氣壓傳動課程體系。通過優(yōu)化理論教學內容，開設設計性、綜合性實驗和綜合設計項目，以及建設多媒體教材、綜合設計實驗臺和教學網(wǎng)站，使學生學習的主動性、創(chuàng)造性及分析和解決問題的能力得到明顯提高。

液壓與氣壓傳動；課程體系；改革

1 課程體系構建

圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)目標，有必要優(yōu)化調整理論教學內容，改革實驗教學和課程設計模式，構建注重實踐教學的課程體系(如圖1所示)。

圖1 液壓與氣壓傳動課程體系

1.1 優(yōu)化理論教學內容

理論教學是教學的核心，教學內容不僅要有適宜的深度和廣度，還應突出知識重點。為此，我們刪減了液體靜力學、動力學的理論分析及液壓元件的結構和靜、動態(tài)特性分析等內容，增加流體力學基礎知識和液壓元件的工程應用及反映新技術成果的內容，將液壓系統(tǒng)的設計計算和液壓輔助元件部分歸到課程設計中，以突出液壓元件、液壓基本回路組成原理和特點的重點理論教學內容。

1.2 開設綜合實驗設計

實驗教學作為教學的重要組成部分，是連接知識與實踐、實踐與創(chuàng)新的橋梁。為了培養(yǎng)學生的設計、安裝、調試等綜合技能和創(chuàng)新能力，我們將驗證性實驗改為設計綜合實驗，實驗內容分為認知性、設計性和綜合性3個層次，每個層次都設置若干個實驗項目(見表1)。教師可在各層次中選擇適當比例的實驗項目(未全列)，按照由淺入深的原則組織實驗教學內容。學生在進行每項實驗時，先按照設計與實驗項目要求，擬出實驗原理圖，然后自己動手安裝、調試實驗油路、電路和測試儀器，測試并保存實驗結果，實驗后整理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結果，提交實驗報告。

表1 設計綜合實驗項目

1.3 開設機電液綜合設計項目

課程設計是學生運用所學理論進行的創(chuàng)新性工程設計實踐，但因設計題目單一，設計方案不能驗證，學生設計時缺乏主動性和創(chuàng)新性。對此，我們將課程設計改為“機電液綜合設計項目”，增加了設計方案驗證環(huán)節(jié)和電氣系統(tǒng)設計等實踐性、綜合設計性內容，讓學生能綜合運用液壓傳動及其他先修課程的理論知識，進行一項全面的機電液系統(tǒng)的綜合設計實踐，從而提高其實踐能力和創(chuàng)新設計能力。圖2為該項目的實施步驟。

圖2 項目實施步驟

2 教學條件建設

按照新的課程體系，傳統(tǒng)的理論和實驗教材及實驗設備已不能適應，因此有必要對其進行改革和重建，為學生主動性學習和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

2.1 教材建設

利用紙質教材，讓學生在有限的學時內掌握液壓與氣壓傳動技術確實有難度，原因是液壓氣動元件結構復雜，回路組成原理難懂。為此，我們編寫了適合本課程教學特點的多媒體教材，并開發(fā)了配套的多媒體教學軟件[4]。利用平面和立體動畫、三維結構爆炸示圖等多媒體素材，提高教學效果。如在講授注塑機液壓系統(tǒng)時，采用圖3所示的原理圖，教師可利用動畫演示系統(tǒng)的液流方向及各執(zhí)行元件的啟停、慢速、快速等運動，還可分步演示各回路的動作，或自動播放整機的工作過程，學生很容易就能理解注塑機液壓系統(tǒng)的復雜原理及特點。

圖3 注塑機動畫原理圖

2.2 實驗臺建設

實驗教學設備是重要的實踐教學平臺，其先進性與開放程度對培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識有重要的作用。但原有的實驗臺結構固定、功能單一，只適于做簡單的驗證性實驗。對此，我們建設了具有設計性、綜合性特點的實驗臺。它由液壓實驗裝置、電氣裝置和各種檢測、控制等儀器組成。在該實驗臺上，學生可以動手組建各種液壓回路、PLC控制系統(tǒng)或計算機控制電液比例系統(tǒng)，完成設計性、綜合性實驗，從而提高實驗操作技能、創(chuàng)造力和分析解決工程技術問題的綜合能力。

2.3 網(wǎng)絡建設

為使學生能夠充分利用網(wǎng)絡資源，系統(tǒng)地學習液壓與氣壓傳動基本理論，提高學生學習主動性和學習效果，我們建立了液壓與氣壓傳動教學網(wǎng)站。網(wǎng)站內容包括課件、教案、習題、實驗指導書、教學大綱和參考文獻等多種素材。網(wǎng)絡課件具有平面動畫演示、三維結構爆炸示圖演示等特點。學生可以在課后，利用網(wǎng)絡資源學習液壓與氣壓傳動的原理、組成和系統(tǒng)設計方法，從而加深對液壓與氣壓傳動技術的理解。

3 結束語

圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型人才目標，對液壓與氣壓傳動課程體系進行了改革嘗試。實踐證明，采用新的課程體系后，理論課師生互動性加強，學生學習興趣濃厚，實驗課學生主動性提高，工程設計能力和創(chuàng)新意識增強，教學質量明顯提高。該項成果可為其他院校的課程體系改革提供參考。

[1] 姚春東,高殿榮,劉勁軍.液壓與氣壓傳動教學改革的探索與實踐[J].教學研究,2006,29(2):155-156,160.

[2] 馬勝鋼,張建立,馬泳濤,等.液壓與氣壓傳動課程教學改革探索[J].液壓與氣動,2008,12:12-14.

[3] 彭熙偉.液壓與氣壓傳動課程教學改革的探索與實踐[J].液壓與氣動,2008,5:46-47.

[4] 李笑,吳冉泉.液壓與氣壓傳動[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.

Reform and practice of hydraulic and pneumatic transmission course system

Li Xiao, Xiao Tibing, Yang Xuerong, Wu Xiaohong, Huang Zhijian, Cheng Siyuan, Guo Zhongning
Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China

The hydraulic and pneumatic transmission course system consisting of theory teaching, comprehensive design experiment and mechatronic-hydraulic comprehensive design project was established in this study, in order to satisfy the requirement of cultivating applied personnel. The students’ initiative, creativity and the capability of analyzing and solving problem were improved by optimizing theory teaching content, giving comprehensive design experiment and project courses, and building multimedia teaching material, experiment equipment, and teaching website.

hydraulic and pneumatic transmission; course system; reform

液壓與氣壓傳動技術是20世紀40年代發(fā)展起來的一門新興技術，它的出現(xiàn)極大地促進了工業(yè)自動化的高速發(fā)展，已廣泛應用于機械制造、工程機械、冶金、石油化工、建筑、船舶、汽車等領域。液壓與氣壓傳動課程已成為工科院校機械類專業(yè)重要的專業(yè)基礎課或專業(yè)課[1-3]。

多年來，液壓與氣壓傳動形成了較完整的“理論教學＋驗證實驗＋課程設計”課程體系。但隨著改革的深入，它已經(jīng)不能適應21世紀科技進步和社會發(fā)展對創(chuàng)新型、應用型人才的需求，存在的主要問題是：理論教學內容偏多，實驗屬驗證性實驗，課程設計缺乏實踐性環(huán)節(jié)，學生學習缺乏主動性和創(chuàng)造性。因此，我們對液壓與氣壓傳動課程體系進行了改革，提出應構建“理論教學＋設計綜合實驗＋機電液綜合設計項目”的課程體系，以加強實踐性、設計性和綜合性教學環(huán)節(jié)，提高學生的創(chuàng)新能力及分析和解決問題的能力。

2011-11-08

李笑，博士，教授。

廣東工業(yè)大學教育教學改革項目(編號：2010Y003)；2010年度廣東省高等教育教學改革項目(編號：BKZZ2011022)。