張智明 張娟楠 王毅剛 陳翌 章桐

摘要：液壓傳動技術(shù)及其工程實踐應(yīng)用越來越廣泛，但目前液壓傳動課程教材內(nèi)容側(cè)重于傳統(tǒng)機械方面，與汽車專業(yè)結(jié)合不夠緊密，給學(xué)生造成液壓傳動技術(shù)與汽車專業(yè)相關(guān)性不大的印象，降低了學(xué)習(xí)興趣。因此，編寫一本適合汽車專業(yè)人才培養(yǎng)要求的專業(yè)講義是汽車類高校教材建設(shè)的一項重要工作。在編寫講義《汽車液壓傳動技術(shù)及其工程實踐應(yīng)用》的過程中，應(yīng)重視當(dāng)前汽車行業(yè)需求，在整合汽車?yán)碚?、汽車?gòu)造和汽車設(shè)計課程中涉及的液壓傳動技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，重點闡述液壓傳動技術(shù)在汽車上的典型應(yīng)用，并增加液壓傳動技術(shù)在新能源汽車中的工程實踐應(yīng)用，拓展了專業(yè)知識點，努力完善講義的內(nèi)容和形式，保證講義質(zhì)量和滿足汽車專業(yè)學(xué)生的實際使用。

關(guān)鍵詞：汽車專業(yè)；液壓傳動技術(shù)；講義編寫內(nèi)容；新能源汽車工程實踐；困難及解決措施

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0197-04

一、背景

目前我國汽車工業(yè)蓬勃發(fā)展，為車輛工程專業(yè)學(xué)生提供了寬廣的舞臺，同時也對工程技術(shù)人員的綜合能力提出了更高的要求。當(dāng)今社會需要掌握全面工程技術(shù)知識的復(fù)合型人才，既要求對汽車?yán)碚?、汽車?gòu)造和汽車設(shè)計等專業(yè)知識了解，也要對電子、流體、液壓傳動技術(shù)等相關(guān)技術(shù)具有一定的理論和實際工程水平?！读黧w力學(xué)與液壓傳動技術(shù)》是我校汽車學(xué)院本科生的卓越工程師核心課程之一，也是汽車學(xué)院本科生的專業(yè)必修課，涉及6個班200多人的教學(xué)工作，其教學(xué)成果直接滲透到學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，是本科生知識體系構(gòu)架中重要的一環(huán)。筆者在這門課中主講液壓傳動技術(shù)部分的教學(xué)工作，對這門課有一定的理解和認(rèn)識，具有國外教學(xué)經(jīng)驗。在長期的教學(xué)過程中，通過對教學(xué)效果的自我審查以及結(jié)合學(xué)生提出的很多中肯的意見和建議，總結(jié)出目前教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題主要有兩點：一是講義問題。因為目前汽車專業(yè)學(xué)生液壓傳動技術(shù)課程沒有指定教材，使學(xué)生認(rèn)為這門課或這部分內(nèi)容可有可無，或者是想認(rèn)真學(xué)習(xí)課程的學(xué)生摸不到頭緒，無法系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。二是液壓傳動技術(shù)與汽車相關(guān)關(guān)系的問題。因為傳統(tǒng)液壓傳動技術(shù)教學(xué)應(yīng)用側(cè)重于機械方面，因此基于機械類教材教學(xué)講授過程中不免引入很多機械方面的例子和應(yīng)用，這讓汽車專業(yè)學(xué)生覺得液壓傳動技術(shù)這部分教學(xué)內(nèi)容與他們沒有很大關(guān)系。但實際情況是：液壓傳動技術(shù)在汽車上確實有著廣泛的應(yīng)用，比如汽車的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中液壓缸助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)、汽車液壓懸架系統(tǒng)、ABS防抱死液壓系統(tǒng)中的原理與應(yīng)用、自動變速器液壓系統(tǒng)、液壓制動系統(tǒng)、液壓減震系統(tǒng)、VVT-i系統(tǒng)中氣門控制的液壓執(zhí)行器裝置等，在汽車上的工程應(yīng)用十分廣泛。這些教學(xué)經(jīng)歷使我們深刻地認(rèn)識到液壓傳動技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用空間和目前缺乏一本適合我校汽車專業(yè)學(xué)生的液壓傳動技術(shù)講義這一現(xiàn)實情況。因此，從《液壓傳動技術(shù)》教學(xué)中存在的教學(xué)問題以及液壓傳動技術(shù)在汽車上的典型應(yīng)用，編寫一本液壓傳動技術(shù)及其工程實踐應(yīng)用講義對學(xué)生和學(xué)科建設(shè)來說都是十分必要的。但目前缺乏液壓傳動技術(shù)及其工程實踐應(yīng)用這樣合適的教材，即使國內(nèi)有《汽車液壓傳動技術(shù)》（2011）這樣的書，也還是側(cè)重液壓基礎(chǔ)和機械方面，不足以說明液壓傳動技術(shù)及其工程實踐應(yīng)用的廣度。而如《汽車液壓氣壓與液力傳動》（2012）也只是針對高職院校的學(xué)生，進行寬泛地介紹，而缺乏汽車上涉及的液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用理論深度。

作為優(yōu)秀的汽車專業(yè)學(xué)生，未來汽車專業(yè)的高級人才，編撰一本側(cè)重于汽車應(yīng)用典型案例的液壓傳動技術(shù)講義十分重要。這樣一本講義應(yīng)該包括汽車應(yīng)用上可能涉及到的液壓傳動技術(shù)部分知識，在內(nèi)容上保留《汽車?yán)碚摗贰ⅰ镀嚇?gòu)造》、《汽車設(shè)計》等汽車類專業(yè)基礎(chǔ)知識中涉及到的經(jīng)典液壓傳動技術(shù)應(yīng)用，增補關(guān)于液壓傳動技術(shù)在汽車上應(yīng)用到的新的知識點和內(nèi)容，包括新能源汽車中液壓實驗臺架涉及到的液壓部分知識和新能源混合動力傳動中的液壓節(jié)能技術(shù)知識等，突出液壓傳動技術(shù)在汽車應(yīng)用上的特點和重點，并具有一定的深度，與汽車專業(yè)知識保持一致，保持一定的廣度和深度。不應(yīng)讓學(xué)生僅僅局限于對一個寬泛的基礎(chǔ)知識的了解，但在實際工程實踐的應(yīng)用上又不知所措。

二、講義編寫的指導(dǎo)思想

針對目前教學(xué)中存在的講義和教學(xué)內(nèi)容與汽車專業(yè)學(xué)生脫節(jié)，特別是缺乏一本適合同濟汽車專業(yè)學(xué)生的液壓傳動技術(shù)講義，作為一名授課教師，有責(zé)任和義務(wù)編撰這樣一本講義，適合教學(xué)需要，滿足學(xué)生使用要求。該講義的編撰具有十分重要的意義：編撰《液壓傳動技術(shù)及其工程實踐應(yīng)用》這樣一本講義，是高等學(xué)校講義編撰上的一項重要工作，是講義建設(shè)上的一部分重要內(nèi)容，同時可以為學(xué)校的講義建設(shè)積累經(jīng)驗。講義主要遵循以下四條指導(dǎo)思想進行編寫。

1.填補現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容上的缺乏和不足。編撰一本在汽車上具有廣泛應(yīng)用，并在汽車設(shè)計上具有一定深度的液壓傳動技術(shù)講義，可以為汽車專業(yè)高級人才提供一本十分適合的專業(yè)講義。

2.講義的編寫，可以將汽車專業(yè)其他教學(xué)、實驗上涉及到的液壓傳動技術(shù)知識集大成于一本講義中，統(tǒng)一講授。比如《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計》中的液壓部分知識，這樣避免了汽車專業(yè)其他教師（并不對液壓傳動技術(shù)有深刻了解）在這部分內(nèi)容的講解上要么直接忽略掉，要么花很長時間備課講解，對提高汽車專業(yè)的整體教學(xué)效果大有裨益。

3.在講義編寫過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生工程實踐應(yīng)用的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.在講義編寫過程中，注意師生互動，通過教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生溝通，從學(xué)生角度審查講義的實用性。

三、本講義的特點

編寫適合汽車專業(yè)高級人才培養(yǎng)要求的講義是一項重要的工作。目前采用的講義內(nèi)容偏離工程實踐應(yīng)用，且大都與汽車專業(yè)內(nèi)容相關(guān)度不大，難以達到教學(xué)的基本要求；有些借用的本科講義則存在內(nèi)容陳舊、理論偏深、缺乏實踐環(huán)節(jié)、汽車應(yīng)用實例偏少等問題；還有些講義雖然冠以汽車專業(yè)講義的名義，但實質(zhì)上是一本濃縮型機械本科講義，講義內(nèi)容脫離汽車專業(yè)內(nèi)容。因此，在講義的編寫過程中，注重了以下幾方面的內(nèi)容。

（一）適應(yīng)汽車專業(yè)需求，突出汽車應(yīng)用特點

本講義調(diào)整傳統(tǒng)講義中偏機械類的液壓傳動技術(shù)應(yīng)用部分，增加液壓傳動技術(shù)在汽車專業(yè)上的應(yīng)用部分內(nèi)容的介紹，促進汽車專業(yè)學(xué)生對液壓傳動技術(shù)在汽車應(yīng)用上有全面系統(tǒng)的認(rèn)識。為此，講義在保留汽車專業(yè)原有講義比較成熟的液壓精華內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增添了液壓傳動技術(shù)在汽車應(yīng)用上新的知識點與技術(shù)點。整本講義分為三大部分：第一大部分包括液壓傳動技術(shù)的基本概念、常用液壓關(guān)鍵元件的類型和特點、液壓基本回路的功能與應(yīng)用；第二大部分包括液壓傳動技術(shù)在汽車轉(zhuǎn)向、懸架、制動等方面的應(yīng)用，多種類型液壓元件的結(jié)構(gòu)和特性，常用回路的應(yīng)用特點，液壓系統(tǒng)的設(shè)計；第三大部分包括液壓傳動技術(shù)在新能源汽車上的應(yīng)用等工程實踐環(huán)節(jié)。模塊化的講義內(nèi)容設(shè)計便于有選擇性地開展教學(xué)活動，充實的汽車技術(shù)內(nèi)容便于學(xué)生了解新技術(shù)、新信息，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強工程實踐技能。

（二）根據(jù)教學(xué)要求，整合汽車專業(yè)中的“液壓傳動技術(shù)”知識

盡管液壓傳動技術(shù)工作特點和在汽車專業(yè)上應(yīng)用場合明顯不同，比如轉(zhuǎn)向、懸架或者制動等。但主要元件工作原理闡述、圖形符號制、基本回路分析等方面有許多相似之處。因此，以液壓傳動技術(shù)基本元件、回路原理功能為基礎(chǔ)，重點針對汽車專業(yè)教學(xué)上的內(nèi)容進行精心篩選，保留了汽車專業(yè)課其他講義中，如汽車?yán)碚?、汽車?gòu)造和汽車設(shè)計課程中關(guān)于液壓部分成熟的、重要的應(yīng)用，比如轉(zhuǎn)向、制動等；其次，大量引入現(xiàn)代新能源汽車上的實用液壓資料，比如液壓自動能量回饋、燃料電池汽車發(fā)動機系統(tǒng)中的氣體管路等；最后，適當(dāng)增加了汽車上常見的液壓故障診斷與排除方法，增強了學(xué)生解決工程實踐問題的能力。

（三）內(nèi)容簡潔，形象生動

通過學(xué)習(xí)國外采用的講義，特別是美國、德國的講義，發(fā)現(xiàn)國外的專業(yè)講義有以下三個特點：一是多圖少文，化抽象為具體；二是內(nèi)容上模塊化設(shè)計，主次分明；三是一般引入工程實例介紹，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，便于學(xué)生理解掌握。因此，結(jié)合汽車專業(yè)的實際情況，在講義編寫過程中，盡量避免煩瑣大段的文字贅述、理論性較強的公式推導(dǎo)和復(fù)雜的元件結(jié)構(gòu)圖，采用簡要的文字說明、結(jié)論性的經(jīng)驗公式、清晰的元件回路簡圖和生動的典型實例來代替，可以幫助學(xué)生減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)興趣，增強感性認(rèn)識。

（四）教學(xué)與科研相結(jié)合，增補工程實踐應(yīng)用實例

目前，多數(shù)講義的課后練習(xí)僅布置了幾道問答題，不利于學(xué)生全面掌握知識點和課后工程實際應(yīng)用。本講義有針對性、有選擇性地提供了一定數(shù)量的汽車液壓傳動技術(shù)工程應(yīng)用實例，比如新能源汽車的液壓傳動技術(shù)試驗臺、帶蓄能器的新能源汽車能量回饋裝置等，這樣既便于教師在教學(xué)過程中講練結(jié)合，又便于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獨立思考，提高了學(xué)習(xí)興趣和解決實際問題的能力。

（五）大量采用圖形說明，形象生動

由于液壓原理圖有大量管路支路線條，而且液壓傳動涉及流體的傳動，是動態(tài)、形象的過程描述，因此，在講義編撰上對圖形提出了更多的要求。本講義編寫，對書中大量的液壓元件和液壓基本回路圖，全部采用專業(yè)繪圖軟件作圖。此外，還要對關(guān)鍵的動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和常用輔助元件，做出1/4或者1/2剖面圖，采用彩色印刷。最后，為了更好地標(biāo)識一些閥體的工作原理，比如先導(dǎo)式溢流閥，流體通過阻尼孔前后的不同壓力可以用不同顏色標(biāo)示出來，便于學(xué)生理解主閥芯在不同壓力下的開啟原理。

盡管工作量很大，但專業(yè)軟件工具作圖的好處是圖形精準(zhǔn)、標(biāo)號注釋清楚，保證圖形質(zhì)量，避免了學(xué)生由于圖形模糊而錯誤理解課程內(nèi)容，便于學(xué)生一目了然，抓住重點，保證教學(xué)質(zhì)量。

（六）配合課程多媒體教學(xué)，講義上網(wǎng)

改進講義形式。講義作為學(xué)生學(xué)習(xí)的一種基本工具，不只局限于書面形式，還可以制作成網(wǎng)絡(luò)電子講義，將書中靜態(tài)、復(fù)雜的元件工作原理，比如泵、閥等液體流動用動態(tài)、直觀的動畫加以演示，生動展示，加深學(xué)生對問題的理解。制作相關(guān)的多媒體課件，便于學(xué)生在課后的業(yè)余時間繼續(xù)學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)講義更新調(diào)整內(nèi)容比較方便、快捷，具有較強的時效性和靈活性，可以對書面講義起到很大的輔助作用。

四、講義內(nèi)容編寫中遇到的難題及解決措施

（一）課時的有限性

由于這門課程的課時有限，使得課堂上不能發(fā)揮更多的課堂討論，重點概念公式的推導(dǎo)不能仔細(xì)講解，在有限的課時完成教學(xué)任務(wù)達到教學(xué)目標(biāo)非常重要。為了解決這一矛盾。在講義編寫的過程中，采取了模塊化編寫。整本講義分為三大模塊，每個模塊力求“少而精”，并將知識點根據(jù)專業(yè)特點劃分為重點掌握、掌握、了解三大類。重點掌握的知識點要求深入了解，強化記憶，并能夠在工程實踐中應(yīng)用。而對于要求掌握的知識點，力求深刻領(lǐng)會并理解，在實際應(yīng)用過程中能夠熟練查閱相關(guān)資料。而了解部分的知識點需要清楚概念，在今后的工程實踐應(yīng)用中有印象。比如第一模塊液壓傳動技術(shù)基礎(chǔ)中，汽車液壓系統(tǒng)工作原理、組成和常用液壓元件圖形符號，液壓系統(tǒng)動力元件、執(zhí)行元件和控制元件屬于重點掌握部分。而輔助元件如密封裝置、過濾器、蓄能器等屬于了解的內(nèi)容。

（二）專業(yè)方向差異性

液壓傳動技術(shù)的教學(xué)涉及6個班200多人，同時我院車輛工程專業(yè)又分為多個方向，如汽車工程、車用動力系統(tǒng)、汽車電子、車身與空氣動力學(xué)、汽車產(chǎn)品管理與營銷、車用新能源技術(shù)和汽車試驗技術(shù)等，因此，講義編寫上應(yīng)滿足各專業(yè)方向的內(nèi)容區(qū)別性的需要。舉例來說，對課程的基本概念和基礎(chǔ)內(nèi)容，如液壓傳動技術(shù)原理、概念和液壓傳動系統(tǒng)組成、基本結(jié)構(gòu)，強調(diào)“少而精”，這是車輛工程專業(yè)所有方向教學(xué)的共性。而對專業(yè)方向聯(lián)系緊密的內(nèi)容就需要區(qū)別對待了。如典型汽車液壓傳動系統(tǒng)針對汽車工程方向的學(xué)生，可以結(jié)合汽車構(gòu)造課程的學(xué)習(xí)，進行懸架、轉(zhuǎn)向和制動系中液壓傳動技術(shù)的分析；針對車用新能源技術(shù)方向的學(xué)生，進行帶蓄能器的自動能量回饋液壓系統(tǒng)的介紹；針對汽車電子方向重點敘述各種液壓控制閥的結(jié)構(gòu)，讓汽車電子方向?qū)W生對各種被控對象有熟悉的認(rèn)識和了解，以便在將來的控制中能了解其特性。

（三）學(xué)習(xí)興趣的差異性

在課時有限的情況下，更好地開發(fā)學(xué)生的個人潛力是教學(xué)過程中應(yīng)該關(guān)注的重點。筆者根據(jù)以往的授課經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)繁重的課后作業(yè)的形式并不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，反而成為一種學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。這種情況下，課前預(yù)習(xí)更是奢談。于是，筆者在教學(xué)過程中，尤其注重“少而精”。在每次下課時，給學(xué)生提出一個問題，對下堂課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容“拋磚引玉”。針對每個專業(yè)方向的學(xué)生提出一個與其專業(yè)密切相關(guān)的工程實際問題，結(jié)果出乎意料的好。學(xué)生準(zhǔn)備的答案可謂“百家爭鳴”，基本每個人都可以從自己的興趣出發(fā)去收集資料，解決問題，甚至提出新的問題和答案。在這個過程中，學(xué)生不但鞏固了舊知識點，也探討了新知識點，無形中增加了學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)時間。一學(xué)期下來，學(xué)生和教師都從中受益匪淺。因此，這些“拋磚引玉”的問題，在本次講義的編寫過程中，也作為講義的一部分編寫進來。比如第一模塊液壓傳動技術(shù)基礎(chǔ)知識一章中的第四節(jié)“液壓執(zhí)行元件液壓缸”，課后問題是利用液壓缸實現(xiàn)汽車車門打開緊急逃生過程中，單桿活塞缸、差動連接液壓缸和增壓缸所需的進油壓力和流量，既滿足了學(xué)生對汽車的興趣，又實現(xiàn)了設(shè)計汽車車門緊急逃生方案中液壓缸的工程應(yīng)用實例的深入剖析，達到了對液壓執(zhí)行元件液壓缸的特性掌握和實際應(yīng)用。

當(dāng)然，講義建設(shè)是一項重要而艱巨的系統(tǒng)工程，不能一蹴而就，只有不斷總結(jié)、不斷摸索專業(yè)學(xué)生特點，不斷充實、不斷創(chuàng)新，才能使講義的內(nèi)容與形式日益完善，真正成為高質(zhì)量、適合本校學(xué)生使用、讓本校學(xué)生喜歡的高等學(xué)校講義。

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