沈建国 , 王晓辉
(陕西航空职业技术学院 机电工程系, 陕西 南郑 723000)
《液压与气动技术》课程体系改革与建设的研究与实践 ,是省级立项科研课题。本课题的研究内容、目标、特色和需要解决的关键问题是:按职业岗位群应掌握的知识、能力、素质等方面的要求,以知识应用为主线、能力培养为核心,对课程内容进行优化和整合。遵循“必需、够用”为度的原则[1](P4)。根据职业岗位(群)技术要求,提炼专业核心能力,确定专业核心课程,有针对性地设置专业方向教学模块。对此课题组对《液压与气动技术实训》精品课程的教学模式设计,采用面向对象的教学理念,构建教、学、做为一体的教学模式,积极探索多种教学方法在《液压与气动技术实训》教学过程中的应用。大大提高了课程开发与研究的实效性和针对性。
2008年3月经陕西省教育厅批准,立项设建《液压与气动技术实训》精品课程。根据立项目标组建了教学团队。本课程教学团队共有教师6人,其中专职5人,兼职1人。在专职教师中具有企业生产一线工作经历的3人,有挂职锻炼工作经历的教师3人。兼职教师为企业高级工程师,既能指导专业实习,又是专业教学委员会的顾问。本课程教师队伍稳定,发展趋势良好,教师有丰富的专业学术背景与工程实践经验,学缘、学历、职称、年龄结构较为合理,形成了具有良好发展前景的学术梯队。
《液压与气动技术实训》是一门能直接用于工程实际的技能课程,该课程是液压与气动技术、机电一体化技术、数控设备应用与维护、机电设备维修与管理和航空机电设备维修等专业的核心课程,是机械制造与自动化、数控技术等专业的主干技术课程。它作为一门专业核心课程,将为机电类和机械制造类相关专业的学生学习其它专业课提供必要的技术能力。通过课程的学习,使学生掌握识别液压与气动元件的方法,熟悉液压与气动元件结构原理,学会动手拆装液压元件、设计并组建液压与气压基本回路,学会分析基本回路功能与应用,为后续专业课程打好必要的理论基础和实践基础。本着“围绕职业定岗位,围绕岗位定能力,围绕能力设课程”的原则,课程建设小组对该课程内容进行了科学的论证。其理论内容分为十二个大模块,讲授液压传动基础、液压泵和液压马达、液压缸、液压辅助装置、液压控制阀、液压基本回路、典型液压系统、液压伺服系统、液压系统设计计算、气动元件、气动回路与气动系统。课程的实践教学环节在原有验证性实验的基础上经过调研,增设了部分与生产实际比较一致的操作性实训项目,以提高课程教学的实用性。
《液压与气动技术实训》是在原先液压与气动技术课程的实验的基础上,为提高学生的职业岗位能力而开设,而且也是一门能直接用于工程实际的技术课程。作为一种传动控制方式,它广泛地应用于机电设备、大型铁路线路养护机械、工程机械、高速铁路动车组、机车车辆制动控制系统中。液气压传动系统,具有元件多、管路复杂,系统压力的变化及控制元件的动作不易观测、系统的日常维护保养工作量大等特点。系统工作性能的稳定,直接影响到设备的正常使用。因此,要求学生在课程的学习中必须熟悉液压与气动元件的结构、工作原理及应用,同时要求学生能够正确进行压力、流量计算、负载计算,掌握分析液压气动系统工作特性、元件动作顺序的基本方法;要求学生熟练识别筛选元件,学会动手装拆液压气动系统,能够处理日常维护保养中的一般故障;并要求学生能够及时跟进液压气动元件的技术发展动态。
在课程内容设计上,将理论知识融合在实际问题和项目教学中,全面融入面向工作过程的教学理念,讲做练结合,在解决问题中学习理论,在动手实践中培养技能。
根据课程适用的专业就业方向,调研课程所对应的企业岗位,分析岗位所需要的素质、能力,分解为知识点、能力点,组织理论、实践教学内容,构建《液压与气动技术实训》课程整体框架,使教学内容与工作需求相对应,教学过程与工作过程相对应,教学标准与工作标准相对应。
理论教学:推荐学时为38学时。原来的课程体系注重学科知识的培养,理论计算和分析较多,教学内容抽象学生理解有难度;实训环节较少,实训多为验证性实验,与后续专业课程和一些机械行业的基本技能结合较少。调整后的课程教学内容主要讲授液压传动基础、液气压动力元件、执行元件、辅助装置、控制元件结构、液气压基本回路、典型液压系统、液压伺服系统、液压系统设计计算和液压气动系统基本维护等内容。形式上以多媒体理论授课为主,辅助以现场教学、习题课等。
技能训练:推荐教学时数为30学时。主要依据液压与气动系统运行中常用的技能项目为训练内容,主要包括13个项目式教学,包括液压动力元件、执行元件选用、基本控制回路设计与应用、液压系统维护、气压动力元件、执行元件选用、基本控制回路设计与应用、气压系统维护、搭接基本回路、用手动、电磁式、PLC等方式进行回路控制,训练机电液气综合运用能力。通过日常见到的挖掘机、装卸机、吊车、公交车门等例子来进行项目式教学通过技能训练使学生熟练识别常见液压气动元件,掌握元件的结构与工作原理,熟悉基本回路的构成与应用,基本工具的使用方法,回路搭接的基本作业程序,培养学生的实践技能。
项目式教学主要是在学校的机电液气实训室完成的,每一次项目教学包括:
(1)给出项目任务,进行任务分析,找出解决任务的方法;(2)选取实训元件;(3)在仿真软件上搭建实验台,系统自动打分;(4)在实训实验台上组建实验台,在实验台的控制上能进行4种方法来控制实验台;(5)验证方法的正确性;(6)拓展型训练。可以增加学生的趣味性,给出进一步的项目任务让学生来完成;(7)给学生打操作分,让学生完成相应的实训报告。
《液压与气动技术实训》课程的知识点多,且回路、系统的功能、压力分析比较抽象,学生难于理解。结合实训教学条件,采用学生易于理解并接受的讲- 练- 做结合的教学方式,渐进式地强化教学过程,从而达到预定的教学要求和教学目标。在教学内容上注重由浅入深,由简单到复杂。对关键知识点采用分层递进的方式。针对学生不善于独立分析做题的现实,专门在课堂教学上设置讨论课环节,通过对大量不同类型回路的功用分析,培养学生分析问题、查找一般故障并解决问题的能力。
从培养学生的液气压传动元件拆装与结构功用分析、设计搭接回路的技能出发,采用“教、学、做”为一体的教学模式,突出教学过程的实践性,强化实验、实训实践环节,注重校内学习与实际工作的一致性,课堂与实训地点的一体化,使理论环节与实践环节相融合,强化学生实践能力的培养[2](P77- 79)。
学生只是学习的容器,而让学生始终兴致勃勃地“自主探索,合作交流”,就要求教师设计一系列新颖、能动性强而又有思考价值的活动,引导学生自主学习、创造性学习。例如:教师对“液压与气动技术实训”项目不设标准答案,但要对每一组学生的实训结果给予讲评,充分肯定学生学习成果,采用启发式教学方法引导学生分析、思考,从中得到最佳答案,学生在学习过程中,方法能力得到提升,使学生体会创造性学习带来的快乐。
为了充分发挥信息网络的开放性、交互性、共享性、超媒体、大容量等优势,组织学生按任务驱动模式就研究的课题或任务开展学习,本课程建立了资源完善并更新快捷的课程网站,可以帮助学习者迅速找到自己需要的学习资料,进行自主性、探究性的学习,通过课程网站的自测系统,检验学生学习情况。
以工业应用实例构建课内实训项目,以实际工业项目提出问题,启发学生的解决思路,学生在实训室“仿真性”的工业环境中,在工业训练设备上寻找解决的方案并加以实现,学生在实践中发现问题,教师引导,上升到理论,补充理论内容,提供部分解决方案,学生进一步实践,直到彻底解决问题。项目之间的联系是以模块的形式搭接,目的是使学生掌握工业应用技术并训练学生的综合应用能力。
在教学中,学生不但是学习的主人,他们在教师的引导下还将形成良好的职业道德和职业素养。因此,教学中我们也充分注重对学生社会能力、个人能力的培养,例如:实训学习的评价方式为:a.教师观察学生是否具有良好的职业习惯;b.实训完成的过程中是否注重交流与协作;c.结果是否为最理想的方案;d.选择元件是否准确合理;e.安装过程是否规范;f.操作是否准确、安全;g.出现问题是否通过合理的分析找到问题的所在;h.完成实训时间的长短;i.是否有创新内容。
积极探索多种教学方法在教学过程中的应用。对于《液压与气动技术实训》课程的教学,在遵循教学规律的前提下,根据课程内容难度和特点,灵活采用多种教学方法,提高学生学习兴趣,改善教学效果。主要采用的教学方法有:六步教学法、项目式教学法、讨论交流法、激励教学法等。如利用专用的液压、气动软件为学生来演示虚拟元件的结构及动态的工作原理,通过由虚拟元件组成的液压、气动系统的动态演示,帮助学生理解液压、气动系统的工作原理,使得原本抽象、复杂的实训学习变得直观、简单。利用教师自己开发的多媒体课件,来展示液压、气动的应用,帮助学生理解实训练习的工况要求。
通过《液压与气动技术》课程体系改革与建设的探索与实践, 课题研究成果中的“人才培养目标多元化模式”、“课程教学模式”、“一条主线、三个层面的职业能力培养模式”、“创新教学手段与方法”、“工学合作模式”等在本课程中初步进行了实证并得到推广应用。由于《液压与气动技术》课程的改革,采用的配套自编实验教材,针对性强,对提升学生的实际动手能力、创新能力有很大的帮助。
参考文献:
[1] 刘良科.深化课程改革,办出高职特色[J].中国职业技术教育,2001,(9).
[2] 沈建国,薛桂娥.高职校内实践教学基地建设探索[J].湖州职业技术学院学报,2008,(3).