液压传动教学中工程实践能力培养的探索
中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0119-02
液压传动是以液体为工作介质来实现能量的转换、传递及控制的一门技术，是实现工业自动化的重要手段，现已广泛应用于机械、化工、电子、电气、纺织、食品、烟草、包装、印刷、轻工、汽车、造船、航天等领域， 特别是近年来，它与微电子、计算机、检测等技术相结合，使液压传动进入了一个新的发展阶段[1]。同时，就业环境对从事液压技术方面的人才提出了高的要求，需要学校培养出既具有理论基础知识，有要具有一定工程实践能力的学生。液压传动课程是机械工程学科的专业课，课程内容具有较强的实践性，为培养适应就业需求的高素质应用型人才，需要在教学中采用的教学方法能够加强学生实践能力的培养[2]。为此，笔者在教学中采用了以下教学方法作为尝试。
1 采用启发讨论式相结合课堂教学手段
启发与讨论相结合的教学，即可以发挥教师的引导作用，又可以体现学生的学习主体性，根据笔者总结，启发与讨论相结合的教学过程如（图1）所示。
教学过程如图1所示，首先由教师介绍工程背景，引出需要解决问题，引导学生思考解决问题的办法，从而调动学生学习的兴趣和积极性；接着，启发学生根据自己掌握的知识思考问题解决方案，由于学生对工程背景认识和专业知识掌握教浅，所以引导过程中教师应给予适当的提示，在学生讨论出自己的解决方案后，教师再给出教案中的解决方案；最后，根据解决方案分组组织学生进行讨论和评价解决方案的优劣，这就将启发教学转换为讨论教学，可以充分发挥学生学习的主体作用，调动学生思考问题的主动性；由于工程问题的解决往往都有利弊两方面，因此，由学生主动去权衡所提出解决方法的利弊，能使学生置身于工程实践中思考问题；培养学生对工程问题的分析能力和解决能力。
适合讨论式教学的内容应具有一定的普遍性和深度并有较大的探索空间，且便于学生分组讨论。例如，齿轮泵的泄漏问题是教学过程中的重点和难点，因此，在这一部分的教学中，当学习齿轮泵液压泵的结构和原理后，教学过程如下：（1）介绍齿轮泵的机械效率和容积效率的成因，工程使用中对机械效率和容积效率的要求；（2）引导学生分析如何减小齿轮泵泄漏；（3）提示可通过减小齿轮泵运动件的间隙来减小泄漏量齿轮泵；（4）教师给出教案中减小泄漏的措施―― 浮动轴套方案和齿顶密封方案；（5）引导学生讨论解决齿轮泵泄漏措施的利与弊；（6）教师分析和总结解决措施所采用的知识点。
实践证明，这种启发讨论式的教学方法可以提高学生上课的注意力和兴趣，培养学生的参与工程问题的意识，在知识点应用上，提高举一反三的能力。
2 采用多媒体辅助教学与教学模型相结合的教学手段
液压元件和液压基本回路这两部分内容知识的衔接性很强，是教学的重点和难点，为了强调重点，突破难点，这两部分内容的教学可采用多媒体辅助教学和液压元件实物模型教学相结合的手段。在多媒体教学课中、事先制作了大量的液压元件的图形符号、动画文件，可以对液压基本回路进行动画演示，并对典型的液压元件工作原理进行演示。同时，在讲授液压元件这部分内容时，可以采用幻灯片、动画和实物模型拆解相结合的教学方法。如讲解齿轮泵时，可以通过幻灯片的三维模型向学生展示齿轮泵的基本结构，让学生有个大致的印象；再通过动画文件演示齿轮本工作时的工作原理，使学生掌握和理解工作原理；最后，让学生分组自己动手现场拆解齿轮泵，使学生学习和拆解齿轮泵过程中感受液压元件实物，提高学生的实践操作能力。这样的教学方法可以激发学生对液压传动技术的学习兴趣，有利于加深学生对液压元件的掌握和认知，从而培养学生的工程意识。
3 开展专题讲座教学
液压传动中，知识点多而杂，比如控制阀的教学，从功能上可分方向控制阀，压力控制阀和流量控制阀，每一种功能的液压控制阀从工作原理和结构又有很多种，并且随着液压传动技术与电控技术的相结合，一些新的液压控制阀不断的被开发出来，如梭阀，比例控制阀得等，教师可以在液压阀讲解完毕后，利用课外时间以开设专题讲座的方式进行控制阀的教学。例如，对于方向控制阀，从传统的单向阀、换向阀讲起，拓展到梭阀结构及工作原理，接着介绍通过比例电磁阀控制方向和流量的原理及相关应用，这样做占用时间少、信息量大，对教学目标的实现起到了补充作用，也拓宽了学生的知识面和眼界。
4 理论与实践相结合，提高学生对液压元件和液压系统回路的认知和掌握
为了加强教学中的理论联系实践，教师可借助自己所从事的技术项目[2]，向学生介绍技术项目中的液压系统，分析其工程任务要求和工作原理，使得学生能够把液压系统知识和生产中的具体工程任务需求结合起来，不但可以提高学习兴趣，更重要的引导学生进入生产实践环节，涉足相关的技术研究。例如，笔者在讲解液压蓄能器时，尝试结合正在做的科研课题，给出工程需求的实践情景和提示，让学生在课堂上结合所学习的蓄能器，柱塞泵知识进行思考，通过老师对课题中液压回路的分析，提高学生掌握蓄能器，柱塞泵等元件的工作原理和选用方法，从而提高学生液压技术的认知和掌握。
5 通过工程案例设计教学，提高学生知识应用能力和工程实践能力
液压传动是应用性和实践性较强的课程，培养学生利用液压技术解决实践问题的能力是教学目的之一。因此，需要向学生讲授液压传动系统设计的过程，让学生掌握系统设计步骤和方法。由于系统的设计中涉及到理论计算、缸泵阀等元件参数确定和选用，涉及的知识点多而广，仅靠讲授的方法不易达到教学目的，因此，有必要在教学中设计一些与专业紧密的工程案例，以课堂练习或者大作业的形式要求学生进行液压传动系统设计，以此提高学生的知识应用能力和解决工程问题的能力。上课前，需要教师要做好准备工作，提供液压基本元件的样本及参数以供学生在案例设计中进行液压元件的选择。例如：对于车辆工程的学生，可以把自卸车的液压举升系统作为一个具体的工程案例，给出举升力、举升行程以及举升时间参数，要求学生通过计算和液压元件的选用拟定出液压举升系统，然后，教师通过对本案例的分析和讲解提高学生的解决工程实践问题的能力。
6 结语
根据目前就业环境对大学生提出高的专业技术要求，尝试提出一些教学方法，以此激发学生学习液压传动技术的兴趣，培养知识应用于工程的意识，使学生的实践能力得到锻炼，为学生走向工程现场，尽快适应工作环境打下良好的专业基础。
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