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        《高壓水射流技術與應用》教學方法探討

        2017-01-28 16:32:20張遠西趙樹森賀占蜀鄭州大學機械工程學院
        科學中國人 2017年17期
        關鍵詞:水射流高壓教學方法

        張遠西,趙樹森,賀占蜀鄭州大學機械工程學院

        《高壓水射流技術與應用》教學方法探討

        張遠西,趙樹森,賀占蜀
        鄭州大學機械工程學院

        高壓水射流技術在工業(yè)上被廣泛應用,由于其具有獨特的性能∶成本低、易操作、無熱影響等,高校逐漸開設高壓水射流技術的教學課程。針對高壓水射流技術教學的現(xiàn)狀進行了初步探討,提出了具體的教學方法和改進措施,且在實踐教學中發(fā)現(xiàn)其能夠使學生更好地理解和掌握高壓水射流技術,并超出預期的教學目標。

        高壓水射流;教學改革;方法探討

        高壓水射流技術是一種以水射流為核心并涉及到數(shù)學、物理、化學、力學、液壓等多種理論的高新技術,主要應用于切割、破碎和清洗領域。這種技術在技術革新、效率提高、節(jié)能環(huán)保等方面能夠發(fā)揮較大作用[1]。在走向制造強國的大戰(zhàn)略下,部分高校順應時代潮流,把高壓水射流技術與應用作為本科生的選修課程,亦有作為從事射流領域研究的碩士生必修課程。不管作為何種課程,在課程實踐教學中發(fā)現(xiàn)其不能達到預期教學目標,目前急需探討出其切實可行的高效的教學方法。

        一、《高壓水射流技術與應用》教學中存在的問題

        (一)課程體系不完善

        我國從上世紀70年代開始應用推廣高壓水射流技術,其后該項技術逐漸走入高校課堂[2]。高壓水射流作為一個年輕的新興學科,目前只有少數(shù)高校開設有其相關課程。而且,有關高壓水射流技術與應用的課程門類還比較少,處于零星的離散狀態(tài),課程講授大多局限于課堂教學,其實驗設備較少,以上均影響了課程體系的完善,不利于教學水平的提高。

        (二)教材種類少,教學方法死板

        目前,系統(tǒng)的論述高壓水射流技術的教材并不多,只有薛勝雄、沈忠厚、康燦等版本。雖然各個版本側重點不同,例如薛勝雄所著教材側重于設計與應用,沈忠厚所著教材側重于理論,但教師可供選擇的用書空間還是較小。同時,在以往的《高壓水射流技術與應用》教學過程中,只采用一本教材,只采用課堂講授的教學方法,這些都影響了教學效果。

        (三)課程內(nèi)容多,課時少

        該課程的內(nèi)容十分龐雜,以薛勝雄所著教材為例,其分為基礎理論、設計研究、應用發(fā)展三個部分,包含18個章節(jié),集泵、閥、密封、液壓、自動化控制等多學科為一體。且開設有該門課程的高校,大多把其作為一門機械工程專業(yè)的選修課,給定課時較少。這導致教師難以在課時內(nèi)講授完與高壓水射流技術與應用相關的全部內(nèi)容,學生課程學習負擔較大。

        二、《高壓水射流技術與應用》教學改進措施

        (一)增加實驗課程,改革考核方式

        這門課程兼具理論性與實踐性,因此實驗教學同樣重要。但由于條件所限制,我院只能對部分知識點設置了實驗課程,例如高壓水射流切割實驗,學生可以自己動手操作,了解機器運行原理和切割機理。同時,改變以往僅靠一張理論試卷來確定成績的考核方式,采用以課堂教學(占80%),實驗(占20%),考勤(占10%)相結合的新考核方式。采用后,學生反映能更好地理解和掌握部分抽象知識,提高學習效率。

        (二)革新教學觀念,體系化教學

        我們不能局限于一門課對應一本教材的傳統(tǒng)教學觀念,這樣不利于教師和學生對課程知識形成一個較為全面的了解,不利于教師把握其發(fā)展方向和突出教學重點。以我院本課程教學為例,在課程教學中采用體系化教學,即明確知識重點、系統(tǒng)講述。首先,本課程涉及到機械工程領域的內(nèi)容為機器運行原理和切割機理,因此省略有關清洗、破碎部分的內(nèi)容。其次,整理不同優(yōu)秀教材資料中相關內(nèi)容,并以此為課程內(nèi)容講授給學生。最終,學生能夠明確地掌握相關知識,同時可以充分調(diào)動學生的積極性。

        (三)改變教學模式,互動教學

        在傳統(tǒng)的教學模式中教師一直在講,學生很少參與到教學環(huán)節(jié)中。在新的培養(yǎng)標準下,我們需要讓學生積極地參與到教學環(huán)節(jié)中,鍛煉其自主學習、科研探索的能力。以我院本課程教學為例,在教學內(nèi)容講授完后,教師根據(jù)教學內(nèi)容設計不同項目或問題,讓學生以小組為單位自主完成,最終以PPT形式展現(xiàn)給大家,然后大家互相提問指正。通過這個過程,教師了解到了學生對課程內(nèi)容的掌握程度,學生鍛煉了自己分析問題和解決問題的能力。

        三、結束語

        在建設“雙一流”的大形勢下,高校教師應不斷探索創(chuàng)新教學方法,使學生更好地理解掌握所學內(nèi)容。通過《高壓水射流技術與應用》教學實踐發(fā)現(xiàn),新的教學方法能夠提高學生的綜合素質(zhì)、師生的互動性、課程的教學質(zhì)量,并超出預期教學目標。今后在課程建設上,將不斷繼續(xù)探索,力爭推陳出新。

        [1]薛勝雄.高壓水射流技術與應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998.

        [2]蔡紀鶴.五軸四聯(lián)動數(shù)控水射流切割機的研究與電控設計[D].江蘇大學,2012

        [3]張彩利,李寧利,馬士,賓肖慶.《道路工程材料》教學改革探討[J].教育教學論壇,2012(8)∶125-126.

        賀占蜀(1985-),男,博士,副教授,鄭州大學,研究方向:高壓水射流技術。

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