《液压与气压传动》课程教学改革与实践

毕新胜　查鑫宇　高广娣

摘要：针对《液压与气压传动》课程特点及目前教学过程中存在的困难，提出采用项目教学法、网络化教学平台开发、构建多功能快速拆装式液压与气动教学实验硬件平台和教学实验模拟软件平台、利用FluidSIM仿真软件、Flash动画等方法，结合工厂培训的实际经验，对液压与气压传动课程教学进行改革与实践。

关键词：液压与气动；课程教学；改革；实践

中图分类号：G640.0 文章标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）53-0162-02

一、前言

液压与气压传动技术是机械技术中发展速度最快的技术之一，本课程是我院机械设计制造及其自动化专业和农业机械化及其自动化专业学生必修的专业基础课，学生通过本课程的学习，掌握液压与气压传动技术的基本理论和基础知识，学会液压与气压传动元件和系统的组成原理、性能特点，为从事自动化系统设计及使用维护打下坚实的基础。液压与气压传动技术作为机械行业的一门基础学科，已经在其他工程领域占据举足轻重的地位，然而在高校对该课程的教学和学生学习的能动性上反映出在传统的课程教学模式下已经无法满足液压与气压传动技术日益发展的需要，受课程专业特点限制，且在课程教学时无法对价格高昂、密封性要求较高的元器件的拆装结构进行讲解，这就使得学生在学习过程中对其工作特性及结构难于理解，很多学生反映课程较难，影响了学生的学习效果，给正常的教学进度带来了障碍。为了解决上述问题，本文提出对课程进行改革，通过开发网络教学平台等方法来满足师生的共同需求，同时增强教学互动性、学生参与性和学习积极性。

二、《液压与气压传动》课程改革措施

1.制作丰富、生动的Flash动画，帮助学生理解所学知识。液压气动元件的结构复杂，系统工作过程抽象，教学中采用多媒体手段，可将静止、抽象的内容转变为生动、形象的知识，加深学生对内容的理解和掌握。在液压与气动多媒体课件制作过程中，如果将元件的动作、系统的回路从静止不动的图形符号转变成形象生动的动画并演示其工作过程，则可以形象地展现元件和系统的原理及工作特性，有利于学生理解和掌握所学知识。在教学实践中，利用Flash软件将教材中的各类油泵、控制阀的结构进行了爆炸图展示与拆装演示，工作原理均制作成了动画，红色油路（气路）代表高压油路（气路），蓝色油路（气路）代表低压油路（气路），通过油液（气体）的流动以及液压（气压）元件的动作，使静止抽象的结构原理图变成了形象的动画；将回路及系统的工作过程制作成动画，使动作的先后顺序及油液（气体）的流动方向一目了然，对学生读懂复杂的系统图起到了帮助作用。采用动画演示，使教学过程生动、活泼，好教易学。

2.搭建课程网络教学平台，为学生学习提供参考。《液压与气压传动》教学平台主要包括课程信息、在线学习、虚拟实验、师生交互、检验学习五部分功能，具体如下：（1）课程信息。主要是引导学生认识该课程的学科性质，了解学科内容，明确学习目的，制订学习计划，教师针对学科性质制订相应的教学方法及教学计划。（2）在线学习。在信息化时代需要充分利用高校校园的网络资源，搭建液压与气动传动技术网络教学平台，教师将丰富的课件及相关教学资源上传至平台，以便学生可以实时利用网络资源自主学习，学生对学科的难点和重点可以一目了然，学生也可以通过校园网论坛相互学习交流，提高学习兴趣。（3）虚拟实验。由虚拟拆装和回路实验组成。虚拟拆装实验主要由拆装实验概述、液压泵和液压马达、液压缸、液压控制阀、液压试验台五部分组成，可以展示液压元器件的三维造型及内部结构，帮助学生在自主学习过程中能直观了解其内部结构，加强了学生对元件工作原理的理解。虚拟回路实验主要由差动回路性能实验、节流调速回路性能实验、顺序动作回路实验三大部分组成，帮助学生了解了实验的教学目的、学习内容、实验步骤以及实验数据的采集和分析。（4）师生交互。教师作为教学平台和教学论坛的管理员，定期对学生在学习过程中出现的疑惑以及存在的问题来集中解决，在课堂教学时做出详尽解释，这样既提高了学生的学习兴趣和教师的教学效率，也为师生提供了一个良好的交流平台。（5）检验学习。新课结束后，学生可以利用网络平台的测试题进行自我测验，测验结果由表格和曲线的形式表示，以便学生直观地总结出相对薄弱的知识环节并加强学习，查缺补漏。教师可以通过测试成绩了解学生的学习情况并对难点和重点释疑，进而针对教学效果及时改善教学方法。

3.多媒体技术与FluidSIM仿真软件相结合，提高课程教学效果。随着计算机技术的发展，多媒体技术与FluidSIM仿真软件相结合应用到液压与气动传动技术的教学中，搭建元器件模型，模拟元器件动态工作过程，以动画的形式展现液压系统原理图的设计过程以及系统的多种工况运行状态，提高学生对该课程的学习兴趣。

FluidSIM仿真软件在教学中的应用起到了事半功倍的教学效果，其主要对液压及气压系统的设计过程进行展示，既可以使学生直观了解整个设计过程，也可以在设计完成后实时观察系统各元器件的性能参数（如压力、流量）及系统的工作状态，为将来从事该行业的学生打下坚实的基础。同时，通过课程对学生要求的设计内容，学生要自主设计一套完整的液压系统并且通过FluidSIM仿真软件验证系统设计的正确性。

4.采用项目教学法，提高学生的学习能力及效果。作为行为引导教学法的项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。通过项目教学法可以让学生有较强的自学和思考能力，相互积极交流学习经验和学习方法，培养团队合作意识。

项目教学法在课程中的具体实施过程为：教师结合课程教学内容提出课题或鼓励学生自己提出问题成立课题。本专业学生自由组成若干组，各组成员自由选择相应课题，各成员分工明确，相互配合，进行文献收集、问题讨论、方案拟定、论证分析、总结等，最终提出解决问题的最优方案。教师在此过程中给出相应指导并在结题时进行总结，使学生在此过程中体会到“发现问题、提出问题、解决问题”的学习乐趣，同时也提高了学生的实践和创新能力，培养了团队合作精神。endprint

5.构建软硬件相结合的课程试验平台，培养学生的创新能力。目前，多数教学实验台为生产厂家整机出厂，其整个系统为固定连接，元件和各回路无法调整，只能按照相应教学实验台的实验指导书进行实例操作，学生无法充分调动其主观能动性，不能透彻掌握所学知识。此外，一些优秀学生在实验过程中的新想法和设计难以得到尝试和验证。

重新设计后的多功能快速拆装式液压或气动教学实验台的硬件部分是根据液压与气压试验台的配置，开发出了液压与气压传动试验回路、电气控制回路和系统等，目的是让学生能够根据自己设计的液压系统自主完成液压试验回路的安装重组，并对回路进行运行控制。在安装组建之前，可以由试验台进行虚拟运行和系统回路检验，在原理上确保回路设计的正确性，这样既可以确保试验的安全性，也可以提高学生自主创新、大胆实践的能力。

三、结论

《液压与气压传动》是一门实践性很强的机械类专业必修课程，在工程实际中应用广泛。通过以上改革措施，将液压教学中抽象的问题具体化，静止的问题动态化，枯燥的问题趣味化，复杂的问题简单化，为学生营造了一个更好的学习环境，同时能够培养学生的创新能力和实践能力，对学生学习相关知识是非常有益的。

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