《液压与气压传动》课程实验教学存在的问题及改进措施

肖爱玲，李传峰，万 畅，雷福祥

（ 塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔843300）

0 引言

液压与气压传动属于三大传动方式中的一种，具有机械传动和电气传动等无可替代的优越性。 随着现代化工业生产的发展，电子技术、自动控制技术、传感器技术等快速渗透到液压与气压传动技术当中，该技术已广泛地应用到自动化生产线、机电工程设备等领域中，展示出强大的生产力。

实验教学是液压与气压传动课程的重要教学环节，为了将最新传动技术快速传授给学生，提高学生工程创新能力，国内学者就《液压与气压传动》实验课程及相关案例教学开展了各种教学方法的探索[1-5]。

郭联金等认为液压实践教学存在重液压传动轻气压传动现象， 与当前工业自动化的实际应用相脱节；实验内容实际上是液压传动、气压传动、电气、数控等多种技术的有机融合，而传统的实验大多局限于自身相对独立的学科体系内，没有体现与其他学科的关联，不利于学生机电一体化整体概念的形成和综合应用能力的培养[6]。

李晶等提出通过大力改善液压与气压传动实验室软硬环境，构建层次化实验教学体系，建立开放信息化实验平台可以提高实验教学效果及学生创新实践能力[7]。

侯守峰等提出在购买液压实验设备时要注意精度问题，建议采购工程实际中用的液压元器件，以提高实验精度，获得准确的实验结果[8]。

李玲玲等提出当实验设备出现故障时， 课堂上老师领着学生当场随堂修理部分实验元件，可以锻炼学生的动手能力和工程实践能力，同时也为学校节省了维修费用[9]。

吕明珠提出通过完善液压与气压传动实验室软件平台，如安装Solidworks、eDrawings、Flash 等应用软件可以满足不同实验项目的需求，同时也可弥补实验器材及实训场地不足的问题[10]。

刘锋等提出借助UG 等三维软件增设虚拟拆装实验， 借助AMESim 等仿真软件设置开放型回路设计实验和综合型工程案例实验，增购智能型液压传动综合测控系统、挖掘机液压传动实验装置多台，完善实验平台建设，培养创新型工程技术人员[11]。

上述提出的《液压与气压传动》课程实验教学的改革及措施为完善该课程的实验教学提供了珍贵的参考。各个高校由于所处地理位置、办学条件及生源基础等情况千差万别，因此，各高校在借鉴其他高校教学改革经验的基础上还需依据本校实际办学条件因地制宜地进行本校该课程的实验教学改革，以便更有效地推动液压与气压传动技术的传播。 下面通过具体分析当前塔里木大学《液压与气压传动》课程实验教学存在的问题提出改进的措施。

1 存在的问题

地处南疆的塔里木大学人才培养的主要目标是立足南疆，面向兵团，服务新疆。因此《液压与气压传动》课程的教学致力于为地方培养急需的液压与气压传动技术人才。 当前其实验教学正面临着众多高校普遍存在的问题，如：部分实验设备陈旧，有效台套数不足，场地有限，验证性实验多，开放性、综合类实验少，实验涉及知识面窄，离工程实践存在交大距离，不利于学生机、电、液一体化整体概念的形成和综合应用能力的培养；除此之外，该实验室还面临着师资力量不足、师资水平有限、专业维护及维修人员极度缺乏的严峻情况。

2 改进的措施

针对液压与气动技术课程实验教学中存在的问题，笔者通过多年的教学实践，总结了一定的实验教学体会及经验，提出改进的措施如下。

2.1 顺应时代需求，液压传动与气压传动理论学时及实验学时对等分配，知识结构互为补充

近30 多年来，随着液压传动技术广泛在工农业领域的广泛应用，气压传动也因具有清洁、廉价、轻便、安全、易于实现自动控制等特点，在各种自动化生产线上得到迅速而广泛的推广应用[6]。对于南疆地区机电工程、机电一体化、机械设计、农业机械专业的学生而言，一大部分学生将来在一线从事的工作更多的偏向于气动，而目前该课程理论教学学时34 学时， 其中液压传动32学时，气压传动2 学时；液压实验教学6 学时，气压实验教学0 学时。 导致学生就业时发现要用的技术没学，学了的技术没用上。 这与专业课程学习以就业为导向的人才培养目标显然不符。

由于实验学时是配合理论学时进行分配的， 为了顺应现代工业农业自动化生产的实际需求，笔者认为液压传动与气动传动理论学时及实验学时应对等分配，并在知识结构上互为补充，避免相通知识的简单重复。 此外， 在实验内容方面删除一些知识面较窄的液压实验，如液压泵拆装实验、液压回路验证实验；增加气动元件与回路认识，气动回路设计，气电控制方面的实验内容。

2.2 大力改善实验室硬件环境

2.2.1 载物台重新设计，方便学生取用及归还，更有利于保护元器件

做实验时学生经常抱怨液压油缸损坏、 溢流阀损坏、节流阀损坏、传感器损坏，并且数量不足，导线接口损坏等问题。 究其原因是因为实验室场地有限，载物台设计不合理。 虽然各类液压元件按要求分类摆放，但每类元器件都处于堆放状态。 载物台架子高处的液压元件更是摆放不整齐。 由于相互挤压的原因，很多导线接头及接尾处都出现了不同程度的损坏及脱落；元器件表面油液遍及电磁铁外套表面及连接导线表面，非常容易引发短路或漏电事故，损坏实验设备及人生安全。

鉴于此，载物台应重新设计成具有排油能力、可收挂导线、放置标签的功能，且数量足够；购置一定数量的载物筐，便于学生做实验时就近取放元器件。 这些措施可以最大程度地保护好有限的元器件，提高了实验室有效元器件的供给能力。

2.2.2 实验室布局有待改进，留出必要多媒体指导空间及听课空间

液压与气压传动实验室场地有限， 决定了试验台之间的距离不会很宽。 2019 年我院实验室又配备了多媒体，硬件条件得到一定改善，但由于布局不合理，多媒体电脑柜直接被高大的实验台几乎完全挡住，指导老师看不见学生，学生也看不见指导老师，影响实验指导效果。

重新规划实验室布局， 将一些不用或很少用的实验设备放到实验室的边角上，留出必要的多媒体指导空间和学生听课空间，让多媒体能真正发挥指导实验的功能。

2.2.3 采取一定的措施保护实验室仪器设备

南疆由于地理位置及周边生态环境等原因， 浮尘天气较多，为了保持实验室卫生，实验员在非实验时间都是紧闭实验室门窗的，拉上厚厚的窗帘。 一年四季实验室里的温度会在一个很宽的范围浮动，液压油挥发的油气分子弥漫在实验室里。 长此以往，势必会影响如计算机、投影仪等仪器设备的正常使用。 因此有必要采取一定的措施保护此类设备，如覆盖保护布，分房放置仪器等。

2.3 配备专业实验仪器及设备维护及维修人员

多年以来，由于设备陈旧或操作错误等原因，造成设备仪器出现故障而损坏。 对此情况，有些高校老师带领学生随堂修理实验设备[10]。对一些简单元器件出现的故障老师可以修理，但对一些关于电器及电机控制等方面的故障，指导教师限于专业就无法维修。 实验设备损坏，导致实验课不能正常开展，给指导老师和学生都带来很多不便，影响教学效果。

实验室正常的运转非常依赖专业的维护及维修人员。 为了切实保障实验的顺利开展，有必要为实验室配备专业的维护及维修人员。

3 总结

由于各种原因，塔里木大学《液压与气压传动》课程实验教学无论是硬环境还是软环境，离内地高校还是有一定的距离。 但依然可以依据本校实际条件及环境因素，因地制宜，循序渐进地开展实验内容、实验室软硬件环境及实验管理制度的改革，逐步改善教学条件，不断缩小与内地高校的差距。 后续还可以规划可行性较强的配套应用软件，如Fluidsim，弥补实验室场地有限，实验设备单一的问题。

总之， 通过采取这些措施可以基本满足当前南疆液压与气压传动实验教学的需求， 确保实验课科学、顺利、平稳地开展，为社会培养更多液压与气压传动技术人才。