畢新勝　查鑫宇　高廣娣

摘要：針對《液壓與氣壓傳動》課程特點及目前教學(xué)過程中存在的困難，提出采用項目教學(xué)法、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)平臺開發(fā)、構(gòu)建多功能快速拆裝式液壓與氣動教學(xué)實驗硬件平臺和教學(xué)實驗?zāi)M軟件平臺、利用FluidSIM仿真軟件、Flash動畫等方法，結(jié)合工廠培訓(xùn)的實際經(jīng)驗，對液壓與氣壓傳動課程教學(xué)進行改革與實踐。

關(guān)鍵詞：液壓與氣動；課程教學(xué)；改革；實踐

中圖分類號：G640.0 文章標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）53-0162-02

一、前言

液壓與氣壓傳動技術(shù)是機械技術(shù)中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一，本課程是我院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)和農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生通過本課程的學(xué)習，掌握液壓與氣壓傳動技術(shù)的基本理論和基礎(chǔ)知識，學(xué)會液壓與氣壓傳動元件和系統(tǒng)的組成原理、性能特點，為從事自動化系統(tǒng)設(shè)計及使用維護打下堅實的基礎(chǔ)。液壓與氣壓傳動技術(shù)作為機械行業(yè)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，已經(jīng)在其他工程領(lǐng)域占據(jù)舉足輕重的地位，然而在高校對該課程的教學(xué)和學(xué)生學(xué)習的能動性上反映出在傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式下已經(jīng)無法滿足液壓與氣壓傳動技術(shù)日益發(fā)展的需要，受課程專業(yè)特點限制，且在課程教學(xué)時無法對價格高昂、密封性要求較高的元器件的拆裝結(jié)構(gòu)進行講解，這就使得學(xué)生在學(xué)習過程中對其工作特性及結(jié)構(gòu)難于理解，很多學(xué)生反映課程較難，影響了學(xué)生的學(xué)習效果，給正常的教學(xué)進度帶來了障礙。為了解決上述問題，本文提出對課程進行改革，通過開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等方法來滿足師生的共同需求，同時增強教學(xué)互動性、學(xué)生參與性和學(xué)習積極性。

二、《液壓與氣壓傳動》課程改革措施

1.制作豐富、生動的Flash動畫，幫助學(xué)生理解所學(xué)知識。液壓氣動元件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)工作過程抽象，教學(xué)中采用多媒體手段，可將靜止、抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦?、形象的知識，加深學(xué)生對內(nèi)容的理解和掌握。在液壓與氣動多媒體課件制作過程中，如果將元件的動作、系統(tǒng)的回路從靜止不動的圖形符號轉(zhuǎn)變成形象生動的動畫并演示其工作過程，則可以形象地展現(xiàn)元件和系統(tǒng)的原理及工作特性，有利于學(xué)生理解和掌握所學(xué)知識。在教學(xué)實踐中，利用Flash軟件將教材中的各類油泵、控制閥的結(jié)構(gòu)進行了爆炸圖展示與拆裝演示，工作原理均制作成了動畫，紅色油路（氣路）代表高壓油路（氣路），藍色油路（氣路）代表低壓油路（氣路），通過油液（氣體）的流動以及液壓（氣壓）元件的動作，使靜止抽象的結(jié)構(gòu)原理圖變成了形象的動畫；將回路及系統(tǒng)的工作過程制作成動畫，使動作的先后順序及油液（氣體）的流動方向一目了然，對學(xué)生讀懂復(fù)雜的系統(tǒng)圖起到了幫助作用。采用動畫演示，使教學(xué)過程生動、活潑，好教易學(xué)。

2.搭建課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，為學(xué)生學(xué)習提供參考?！兑簤号c氣壓傳動》教學(xué)平臺主要包括課程信息、在線學(xué)習、虛擬實驗、師生交互、檢驗學(xué)習五部分功能，具體如下：（1）課程信息。主要是引導(dǎo)學(xué)生認識該課程的學(xué)科性質(zhì)，了解學(xué)科內(nèi)容，明確學(xué)習目的，制訂學(xué)習計劃，教師針對學(xué)科性質(zhì)制訂相應(yīng)的教學(xué)方法及教學(xué)計劃。（2）在線學(xué)習。在信息化時代需要充分利用高校校園的網(wǎng)絡(luò)資源，搭建液壓與氣動傳動技術(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師將豐富的課件及相關(guān)教學(xué)資源上傳至平臺，以便學(xué)生可以實時利用網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習，學(xué)生對學(xué)科的難點和重點可以一目了然，學(xué)生也可以通過校園網(wǎng)論壇相互學(xué)習交流，提高學(xué)習興趣。（3）虛擬實驗。由虛擬拆裝和回路實驗組成。虛擬拆裝實驗主要由拆裝實驗概述、液壓泵和液壓馬達、液壓缸、液壓控制閥、液壓試驗臺五部分組成，可以展示液壓元器件的三維造型及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生在自主學(xué)習過程中能直觀了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加強了學(xué)生對元件工作原理的理解。虛擬回路實驗主要由差動回路性能實驗、節(jié)流調(diào)速回路性能實驗、順序動作回路實驗三大部分組成，幫助學(xué)生了解了實驗的教學(xué)目的、學(xué)習內(nèi)容、實驗步驟以及實驗數(shù)據(jù)的采集和分析。（4）師生交互。教師作為教學(xué)平臺和教學(xué)論壇的管理員，定期對學(xué)生在學(xué)習過程中出現(xiàn)的疑惑以及存在的問題來集中解決，在課堂教學(xué)時做出詳盡解釋，這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習興趣和教師的教學(xué)效率，也為師生提供了一個良好的交流平臺。（5）檢驗學(xué)習。新課結(jié)束后，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺的測試題進行自我測驗，測驗結(jié)果由表格和曲線的形式表示，以便學(xué)生直觀地總結(jié)出相對薄弱的知識環(huán)節(jié)并加強學(xué)習，查缺補漏。教師可以通過測試成績了解學(xué)生的學(xué)習情況并對難點和重點釋疑，進而針對教學(xué)效果及時改善教學(xué)方法。

3.多媒體技術(shù)與FluidSIM仿真軟件相結(jié)合，提高課程教學(xué)效果。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)與FluidSIM仿真軟件相結(jié)合應(yīng)用到液壓與氣動傳動技術(shù)的教學(xué)中，搭建元器件模型，模擬元器件動態(tài)工作過程，以動畫的形式展現(xiàn)液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計過程以及系統(tǒng)的多種工況運行狀態(tài)，提高學(xué)生對該課程的學(xué)習興趣。

FluidSIM仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用起到了事半功倍的教學(xué)效果，其主要對液壓及氣壓系統(tǒng)的設(shè)計過程進行展示，既可以使學(xué)生直觀了解整個設(shè)計過程，也可以在設(shè)計完成后實時觀察系統(tǒng)各元器件的性能參數(shù)（如壓力、流量）及系統(tǒng)的工作狀態(tài)，為將來從事該行業(yè)的學(xué)生打下堅實的基礎(chǔ)。同時，通過課程對學(xué)生要求的設(shè)計內(nèi)容，學(xué)生要自主設(shè)計一套完整的液壓系統(tǒng)并且通過FluidSIM仿真軟件驗證系統(tǒng)設(shè)計的正確性。

4.采用項目教學(xué)法，提高學(xué)生的學(xué)習能力及效果。作為行為引導(dǎo)教學(xué)法的項目教學(xué)法，是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學(xué)活動。通過項目教學(xué)法可以讓學(xué)生有較強的自學(xué)和思考能力，相互積極交流學(xué)習經(jīng)驗和學(xué)習方法，培養(yǎng)團隊合作意識。

項目教學(xué)法在課程中的具體實施過程為：教師結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容提出課題或鼓勵學(xué)生自己提出問題成立課題。本專業(yè)學(xué)生自由組成若干組，各組成員自由選擇相應(yīng)課題，各成員分工明確，相互配合，進行文獻收集、問題討論、方案擬定、論證分析、總結(jié)等，最終提出解決問題的最優(yōu)方案。教師在此過程中給出相應(yīng)指導(dǎo)并在結(jié)題時進行總結(jié)，使學(xué)生在此過程中體會到“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題”的學(xué)習樂趣，同時也提高了學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了團隊合作精神。endprint

5.構(gòu)建軟硬件相結(jié)合的課程試驗平臺，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。目前，多數(shù)教學(xué)實驗臺為生產(chǎn)廠家整機出廠，其整個系統(tǒng)為固定連接，元件和各回路無法調(diào)整，只能按照相應(yīng)教學(xué)實驗臺的實驗指導(dǎo)書進行實例操作，學(xué)生無法充分調(diào)動其主觀能動性，不能透徹掌握所學(xué)知識。此外，一些優(yōu)秀學(xué)生在實驗過程中的新想法和設(shè)計難以得到嘗試和驗證。

重新設(shè)計后的多功能快速拆裝式液壓或氣動教學(xué)實驗臺的硬件部分是根據(jù)液壓與氣壓試驗臺的配置，開發(fā)出了液壓與氣壓傳動試驗回路、電氣控制回路和系統(tǒng)等，目的是讓學(xué)生能夠根據(jù)自己設(shè)計的液壓系統(tǒng)自主完成液壓試驗回路的安裝重組，并對回路進行運行控制。在安裝組建之前，可以由試驗臺進行虛擬運行和系統(tǒng)回路檢驗，在原理上確?；芈吩O(shè)計的正確性，這樣既可以確保試驗的安全性，也可以提高學(xué)生自主創(chuàng)新、大膽實踐的能力。

三、結(jié)論

《液壓與氣壓傳動》是一門實踐性很強的機械類專業(yè)必修課程，在工程實際中應(yīng)用廣泛。通過以上改革措施，將液壓教學(xué)中抽象的問題具體化，靜止的問題動態(tài)化，枯燥的問題趣味化，復(fù)雜的問題簡單化，為學(xué)生營造了一個更好的學(xué)習環(huán)境，同時能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，對學(xué)生學(xué)習相關(guān)知識是非常有益的。

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[10]http：//www.xpressionsz.com/archives/category/magazine/.

[11]http：//www.ebookshare.net/category/magazine/.endprint