液压与气压传动课程教学改革研究

曾文?汪刘一?张殿武

摘要：针对液压与气压传动课程的教学现状，从课程教学体系、教学内容、教学手段及实验教学各方面进行了一系列的教学改革和实践，对发挥学生学习主动性，提高学生综合能力，提升教学效果起到了良好的促进作用。

关键词：液压与气动；教学改革；教学方法；实验教学

作者简介：曾文（1975-），男，江西宁都人，华南农业大学工程学院，讲师；汪刘一（1961-），男，江西南昌人，华南农业大学工程学院，副教授。（广东 广州 510642）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0116-02

液压与气压传动技术是机电类人才所应具备的控制与伺服驱动技术的重要组成部分，也是机电类专业人才培养的一门重要基础课程。[1]现代工业和技术的迅速发展，使液压与气压传动技术得到了更加广泛的应用和发展，其应用程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志。[2]让学生更好地掌握液压与气压传动技术也因此显得更加重要。

随着现代社会科学技术及经济的快速发展，具有良好综合能力的研究型人才和应用型人才需求越来越大，国内普通高校近年来更加重视大学生的通识教育与综合素质教育，并对专业课进行了较大的压缩。传统的液压与气压传动课程学时数多，所涉及的内容比较广泛且理论推导、分析、计算较多，与实践脱离较大；教学方法比较陈旧，基本以教师讲授为主，学生缺乏主动性；实验条件简陋，与工程实际应用差别较大。因此，有必要对液压与气压传动课程的教学内容、教學方法、实验教学进行全面的改革，以促进学生学习主动性，提高教学效果，培养理论基础扎实、能力强、素质高的新型人才。

一、课程教学体系和内容的改革

传统的液压与气压传动课程课时量比较充足，一般在48学时以上，有的甚至达到60学时。传统的液压与气压传动教材、课程教学内容大致包含液压传动和气压传动两部分，液压传动部分主要包含：液压流体力学基础、液压泵、液压马达与液压缸、液压控制阀、基本回路、典型液压系统；气压传动部分主要包含：气压传动基础知识、气源装置及气动元件、气动回路、气动传动系统等。在普通高校提倡通识教育与素质教育的新形势下，液压与气压传动课程的课时被大幅压缩，目前华南农业大学（以下简称“我校”）该课程的课时已压缩到32学时。在少课时条件下，笔者所在教研组对液压与气压传动课程的教学内容及课程考核方式进行了大幅的调整。

1.教学内容

在教学内容的调整上，以液压传动为主、气压传动为辅，适当降低理论的难度和深度，更加注重工程实际应用。液压传动部分中，液压流体力学由于理论性太强且实际应用中不需要了解太深入，因此仅介绍一些与实际应用关联性较强的概念；液压元件部分，包含液压泵、液压马达、液压缸、液压控制阀、辅助元件等，该部分元件结构复杂，细节较多，需学时数较多，但实际应用中对这些的要求不高，因此液压元件部分进行较大调整，着重在元件的工作原理、作用及其应用场合；液压基本回路及典型系统与实际应用联系比较紧密，因此该部分作为课程重点内容，深入讲解；气压传动部分由于基本原理与液压传动相似，因此简单介绍气压传动的不同之处，同时以一个气压传动系统实例进行介绍。重新调整后的教学内容与实际应用联系更加的紧密，同时能保证在有限的课时内学生所学的知识能形成完整的体系，也利于以后工作中液压与气压传动知识的进一步扩展。

2.课程考核方式

课程考核是评价学生对所学知识掌握程度的重要手段，以往的考核方式基本是以期末考试成绩为主，平时考勤、作业、实验成绩为辅。这种方法不利于学生知识体系的扩展以及学生综合能力的培养。针对提高学生综合素质的要求，笔者所在教研组更加重视学生平时的学习表现，大幅提高了平时课程考核在课程考核中所占比重，期末考试成绩与平时考核成绩各占50%。平时课程考核不仅包含考勤、作业，还增加了课堂纪律、课堂讨论、课堂提问、读书报告、实验动手等的考核。改革课程考核方式后，不仅可以考核学生对液压与气压传动课程知识的掌握程度，还能促进学生在自学能力、自我表现能力、动手能力等方面的提高。

二、课堂教学方法和手段的改革

课堂教学是教学体系中最重要的一个环节，课堂教学效果是评价教学成功与否的一个重要标记。课堂教学不能是单纯的讲解式教学，学生也不应当仅是教学活动的单纯被动接受者。由于液压与气压传动课程内容广泛，实践性强，抽象难懂，且学时较少，在传统的教学方式中，往往容易陷入到“满堂灌”的教学方式中。这种教学方式忽略了学生在教学活动中的主观能动性，抑制了学生学习主动性、积极性和创造性的培养，不利于学生综合素质的培养。有鉴于此，在本课程的教学改革实践中，依据“以人为本”的教育理念，在课堂教学方式中采用多种教学方法和手段，在传授课程知识的同时，发挥学生的主体性，调动学生主动学习的热情，注重学生综合能力的培养，力求达到提高学生整体学习质量的目的。

1.充分利用多媒体的现代教学技术

液压与气压传动课程中，有大量的液压元件结构及原理图和回路图，以往的教学中往往是使用元件模型和挂图，但只有前排的学生能看清。在多媒体的现代教学过程中，教师在课前准备好元件结构的三维模型及其分解图、原理的动态效果图、回路运行图，以及一些液压系统运行的视频等素材，然后在课堂中通过多媒体呈现给学生，这些形象生动的素材避免了元件结构及原理图的枯燥乏味，能有效吸引学生的注意力及加强学生元件结构和原理的理解。通过多年的累积以及结构图、原理图的模型开发，笔者所在教研组已经为该课程建立了一套完善的多媒体素材库。

2.注重发挥学生的主体性

在课堂教学过程中，改变教师从头讲到尾的填鸭式教学方式，让学生参与到教学活动中，发挥学生的主动性和调动学生的学习积极性。在教学过程中，可以设计一些简单提问、启发式提问、课堂小测、课堂讨论、学习报告等环节。在设置启发式问题时，要给予学生思考的时间，不要急于给学生提供帮助，适当地给他们一些挫折和焦虑，从而使得学生能更加集中精力去思考和解决问题，激发他们的求知欲与创造性思维。如在讲解完单柱塞泵的工作过程后，可以提出容积泵必需具备哪些必备条件的问题，并预留时间让同学思考和总结。在课堂教学过程中，可以设置多种类型的课堂讨论环节，如重述式讨论、对话式讨论、研讨式讨论。通过这些讨论，可以促进学生更深刻地理解课程中的一些知识，提高学生解决问题的能力。

3.引入任务驱动教学方法进行教学

任务驱动教学模式以学习理论为主要依托，是以学生为中心，以“任务”为驱动力，指导学生在完成任务中把握知识结构，促进学生主动学习、探究的一种教学方法。[3]任务驱动教学方法在中职教育中比较常见，在本科教育中较少采用。但由于液压与气压传动课程较强的实践性，在液压基本回路及液压系统中引入任务驱动教学方法，对加强学生对液压回路及系统的理解，提高学生的动手及思考创新能力，构建良好的教学氛围起到了很好的作用。在教学过程中设置了三个任务驱动的学习单元，分别是压力控制回路的分析、组装与调试，节流调速回路的分析、组装与调试，顺序动作回路的分析、组装与调试。在每个任务学习单元中，教师首先提出明确的任务目标，学生课后通过自学了解回路的组成及其特点，并在小组内进行讨论确定任务的完成方案，然后在液压综合实验室中完成回路的组装和调试，教师在学生完成任务的过程中给予指导和评估学生完成任务的能力，并在学生完成任务后总结及拓展相关的课程知识。

4.理论联系实际及案例教学的应用

液压与气压传动技术是一门实践性比较强的课程，如果脱离实际应用，仅仅照本宣科讲授书本上的理论知识，会使得课堂比较枯燥和乏味，同时学生也无法实际理解液压系统。因此在授课过程中，需要紧密结合实际应用及多采取一些实际案例。比如，在讲授高压叶片泵时，以国内某叶片泵生产厂家在叶片泵高压化过程中遇到的问题为例启发学生的思考以及激发学生学习的兴趣；以笔者所在课题组研发的液压沉桩系统及机械创新大赛项目“液压仿生昆虫爬行系统”讲解液压系统的实际应用；在典型液压系统的讲解中，除选取常见的压力机液压系统外，还选取起重机液压控制系统、一些机床上的液压系统、汽车生产线上的一些液压系统等。

三、实验教学的改革

传统的液压与气压传动课程实验，主要是针对液压元件和液压回路进行简单的拆装和性能参数的测试，属于验证性的实验项目。这些实验对理论知识的补充基本足够，但远远无法满足培养学生动手实践能力、创新能力等综合素质的目标。因此，笔者对该课程的实验项目进行重新设计，并对实验教学的考核方式进行相应的调整。

1.实验项目的设计

实验项目的设计要考虑课程的需要，同时还需要考虑现有的实验条件及对学生的培养目标。基于这点，本课程有针对性地开设了以下几个实验项目：

（1）液压元件的拆装及液压系统的参观。通过拆装各种液压元件，让学生了解液压元件的结构、原理；通过观察液压系统的工作过程，让学生初步了解液压系统的组成及其工作原理。

（2）液压基本回路的组装、调试。结合课堂的任务驱动式教学，利用快速组合式全功能液压实验教学平台，让学生独立分析、组装、调试一些液压基本回路，掌握基本回路的工作原理及其特点。

（3）液压系统的设计及组装、调试。该实验项目为综合性、设计性实验，学生可以通过Automation Studio液压系统设计软件设计并验证液压系统的合理性，然后利用快速組合式全功能液压实验教学平台将液压系统组装出来并进行调试。

在实验的过程中，小组内的同学一起协同完成实验，教师负责进行指导和帮助。实验重在培养学生对液压知识的综合应用能力、动手实践能力、创新精神及团队协作精神。实验教学的考核除实验报告外，还包含操作情况、安全注意事项、设备整理等，使实验成绩能综合反映学生的整个实验过程情况。

2.鼓励学生在各类大赛项目中应用液压与气压传动技术

近年来，由于学校的鼓励与支持，学生参加机械类的各类大赛项目比较多。为了让学生更好掌握液压与气动技术，笔者所在教研组鼓励与支持学生在大赛项目中应用该技术，同时为学生提供全面的指导。在近几年的各项大赛中，参赛学生获得了突出的成绩，各项能力也得到质的提高。[4]

四、结束语

液压与气压传动课程通过上述的改革之后，教学内容更加贴近工程应用实际，教学上更加注重学生综合能力的培养。在教学实践过程中，多种现代教学方法的实施，特别是任务驱动教学法使学生更容易理解和掌握课程知识，学生的学习积极性得到提高，课堂教学氛围更加活跃。与实际工程应用联系更加紧密的实验教学模式，使学生学习兴趣及实践能力明显提高，也使学生在就业后能更快适应新的工作岗位。

参考文献：

[1]许福玲，陈尧明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，

2007.

[2]黄方平，沈萌红，童森林.液压气动特色人才培养实践体系建设探索[J].苏州大学学报（工科版），2008，4（28）：79-80.

[3]张帆.高职液压与气动课程教学改革探讨[J].液压与气动，

2012，（7）：44-46.

[4]王慰祖，卿艳梅，张殿武.少课时《液压与气动》课程教学实验环节改革的探讨与实践[J].价值工程，2010，（5）：114-115.

（责任编辑：王意琴）