摘要:針對《液壓傳動與采掘機械》這門課程實踐性強,采礦工程專業(yè)學(xué)生機械基礎(chǔ)知識薄弱的特點,在教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)方法的運用和成績考核等方面作了具體的探討和闡述。
關(guān)鍵詞:液壓傳動與采掘機械教學(xué)方法過程考核探索
《液壓傳動與采掘機械》課程是采礦工程專業(yè)的專業(yè)主干課。對于中國礦業(yè)大學(xué)機械工程類專業(yè)的學(xué)生,《液壓傳動》和《采掘機械》是兩門獨立的課程,而對于采礦工程專業(yè)的學(xué)生,這兩門課程合并成一門課程,但總學(xué)時只是其中一門課程的學(xué)時,這樣就存在學(xué)時少,教學(xué)內(nèi)容多的矛盾。采礦工程專業(yè)的學(xué)生機械知識基礎(chǔ)較薄弱,本門課程實踐性又很強,如何讓學(xué)生在很少的學(xué)時里掌握該門課程的知識,是老師在教學(xué)中要認真思考的問題。
一、課程內(nèi)容組織
本門課程分為液壓傳動與采掘機械兩篇,采掘機械部分包括采煤機械、支護設(shè)備和掘進機械,這三類設(shè)備廣泛使用液壓傳動,所以液壓傳動是基礎(chǔ),液壓傳動部分的基礎(chǔ)打牢了,采掘機械部分就容易理解了,因而,在學(xué)時分配上,略向液壓傳動部分傾斜。
1. 注重基礎(chǔ)知識
由于采礦工程專業(yè)的學(xué)生機械知識基礎(chǔ)較薄弱,對機械工程知識體系沒有完整的概念,因而在緒論課上,我首先以掘進機為例講述機械設(shè)備的三個組成部分,即原動機、工作機構(gòu)和傳動系統(tǒng),進而引出傳動系統(tǒng)的作用和三種傳動形式,即機械傳動、流體傳動和電氣傳動,而液壓傳動又是流體傳動的一種,是目前工程實際普遍應(yīng)用的一種傳動形式,這樣同學(xué)們對機械知識體系和液壓傳動就有了一個總體上的把握和理解。采礦工程專業(yè)的學(xué)生對采煤工藝比較熟悉,因而在講采掘機械概述時,我結(jié)合采煤工藝,講解煤礦所用到的八大設(shè)備及其作用,即采煤機械、支護設(shè)備、掘進機械、運輸機械、提升設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、壓氣設(shè)備和排水設(shè)備,這樣學(xué)生對煤礦設(shè)備就有了一個總體上的把握,也深刻了解了本門課程所講述的采掘機械在煤礦設(shè)備中的地位和作用,并且和自己的采礦專業(yè)結(jié)合起來了。
由于學(xué)時的限制和采礦工程專業(yè)的特點,并不要求學(xué)生對本門課程學(xué)習(xí)地很深入、很全面,而是要深刻理解和掌握這門課程的基本概念、基本理論和基本技能,因而在教學(xué)內(nèi)容上,對一些難點問題和非重點章節(jié)不講或略講,有些學(xué)生容易理解的部分自學(xué)。比如講解液壓元件基本原理時,有流體靜力學(xué)的知識就夠了,涉及到流體動力學(xué)的地方很少,這部分內(nèi)容就不講;支撐式液壓支架、全斷面巷道掘進機等目前在煤礦應(yīng)用較少,可簡單介紹。這樣就可以節(jié)省學(xué)時,重點放在基礎(chǔ)知識的講解上。
2. 前后呼應(yīng)
雖然液壓傳動與采掘機械兩部分內(nèi)容可以獨立,但作為一門課程,必須讓學(xué)生感到兩部分內(nèi)容是一個有機的整體。組織授課內(nèi)容時要特別注意兩部分內(nèi)容的銜接和呼應(yīng),在講解液壓傳動部分時,筆者基本上都是以采掘機械為例,比如講液壓油分類和使用時,就重點介紹液壓支架、掘進機、采煤機所用液壓油的種類,講液壓鎖時就以采煤機調(diào)高系統(tǒng)為例,講采掘機械部分時,涉及到液壓元件和系統(tǒng)時,再進行回顧和啟發(fā),這樣就把液壓傳動與采掘機械兩部分緊密地結(jié)合起來了。
3. 及時更新教學(xué)內(nèi)容
采掘機械的發(fā)展日新月異,而教材內(nèi)容相對落后,比如目前所用教材上有較大篇幅介紹采煤機液壓牽引,而液壓牽引目前已基本淘汰。針對這一問題,一方面要加強教材建設(shè),另一方面教師要及時更新講義。在編寫新教材時要注重基礎(chǔ)知識的介紹,同時要跟上采掘機械發(fā)展的現(xiàn)狀并具有一定的前瞻性。相對教材建設(shè),更新講義更快速,更容易與目前現(xiàn)場使用的典型設(shè)備和老師的科研相結(jié)合。
二、教學(xué)方法應(yīng)用
《液壓傳動與采掘機械》這門課程實踐性很強,采礦工程專業(yè)學(xué)生的機械知識基礎(chǔ)又相對薄弱,因而在授課時,必須要采用適當?shù)慕虒W(xué)方法,才能讓同學(xué)們?nèi)菀桌斫獠⑻岣哒n程學(xué)習(xí)興趣。
1. 類比教學(xué)法
采用具體的、學(xué)生熟悉的事物或經(jīng)驗來類比抽象的原理,學(xué)生對所學(xué)知識就很容易理解,而且記憶深刻。筆者在教學(xué)中經(jīng)常使用這一方法,比如在講述液壓泵概述時,就把液壓泵類比為人的心臟,心臟是人體血液循環(huán)系統(tǒng)的動力源,液壓泵則是整個液壓系統(tǒng)的動力源;講柱塞泵工作原理時,類比了學(xué)生都熟悉的注射器;講液壓支架基本工作原理時,類比了革命戰(zhàn)爭中“敵進我退”這一作戰(zhàn)指導(dǎo)原則,液壓支架就是通過后退而獲得對頂板支撐力的穩(wěn)定,保護了液壓支架不被壓壞。通過這些形象的比喻和類比,在輕松愉快的氣氛下,學(xué)生就掌握了所學(xué)知識。
2. 實踐教學(xué)
《液壓傳動與采掘機械》是一門實踐性很強的課程,而同學(xué)們基本沒有相關(guān)的實踐經(jīng)驗,因而在課程教學(xué)中要尤其重視實驗課,注重與科研和實際的結(jié)合,這樣同學(xué)們才能對所學(xué)內(nèi)容有感性的認識,明白所學(xué)知識的用途。在講液壓傳動基本參數(shù)時,為了讓同學(xué)們對壓力單位兆帕有一個直觀的概念,給同學(xué)們看了高壓水射流切割鋼板的視頻,并提醒同學(xué)們在以后從事液壓實際工作時,要注意安全,切記拆液壓管路前要先讓系統(tǒng)卸壓。講液壓支架時,為了讓學(xué)生了解液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀和研究方向,給學(xué)生介紹了課題組所做的“液壓支架大流量安全閥研究”這一科研課題。
不管是各種液壓元件還是采掘機械,實物教學(xué)是最直觀的,因而要特別重視實驗課的教學(xué)。為了提高實驗課的教學(xué)效果,我要求同學(xué)們每次實驗課前要認真預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書,搞清楚實驗步驟和實驗原理。由于采掘機械比較龐大,實驗室里只有模型,為了讓同學(xué)們見到實物,聯(lián)系了相關(guān)采掘機械生產(chǎn)廠家,把實驗室搬到工廠去。在講解液壓元件時,把相應(yīng)的元件帶到課堂,對照實物講解,把實驗室放到課堂。
3.多媒體教學(xué)
不管是在實驗室還是工廠,同學(xué)們見到的實物都是有限的,為了擴展學(xué)生的視野,把所講內(nèi)容具象化,課堂上給同學(xué)們展示了不同種類的液壓元件和采掘機械的視頻和照片。采掘機械和液壓元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理在課程中占有很大的比重,這部分內(nèi)容實物和照片也難以完全表現(xiàn),結(jié)合其結(jié)構(gòu)圖和工作原理動畫來講解,不僅好理解而且提高了講課效率。在講解液壓基本回路和液壓支架等設(shè)備的液壓系統(tǒng)時,筆者用Fluidsim軟件對相應(yīng)液壓系統(tǒng)進行了動畫模擬,不管液壓系統(tǒng)多么復(fù)雜,其工作過程和原理都能直觀地展示出來。
三、成績考核
合理的考核方式一方面是對學(xué)生成績的公平評定,另一方面也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在評定成績時,要特別重視過程考核和能力考核。在教學(xué)過程中,筆者一般安排兩次小測試,作為總評的主要組成部分,這樣避免了學(xué)生平時學(xué)習(xí)不認真,考試前臨時突擊。實驗成績的評定也不僅僅看實驗報告,而是把學(xué)生在實驗課上動手能力和獨立實驗?zāi)芰ψ鳛橹匾u定依據(jù)。由于學(xué)生先學(xué)了液壓傳動知識,課程后面采掘機械液壓系統(tǒng)的有些內(nèi)容就要求學(xué)生自學(xué),課堂上分組討論,學(xué)生的報告和答辯情況也納入成績總評,不僅節(jié)省了學(xué)時,也鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力,增強了學(xué)習(xí)主動性。
四、結(jié)論
通過對《液壓傳動與采掘機械》這門課程在教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)方法的應(yīng)用和成績考核等方面的改革和探索,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、獨立解決問題的能力和理論聯(lián)系實際的能力,為畢業(yè)后從事相關(guān)工作奠定了基礎(chǔ)。