袁容　歐陽　袁萍　鐘斌

摘 要：為提升學(xué)生對(duì)“流體傳動(dòng)與控制”課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量，以重視產(chǎn)出式培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，提出采用“教室+實(shí)驗(yàn)室”的雙室聯(lián)動(dòng)教學(xué)方案，重視實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性以及理論支撐的必要性，更重要的是鍛煉學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐、根據(jù)實(shí)踐反向?qū)徱曊n堂理論知識(shí)的思維習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)熱情，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

關(guān)鍵詞：流體傳動(dòng) 聯(lián)動(dòng)教學(xué) 小組討論 動(dòng)態(tài)調(diào)整

自改革開放以來，我國(guó)的綜合實(shí)力得到了顯著的提升，國(guó)家的面貌發(fā)生了翻天覆地的變化，人民的生活水平得到了質(zhì)的飛躍，科技發(fā)展是最能體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力最主要的方面之一。高校是為祖國(guó)輸送各專業(yè)崗位人才最主要的來源，因此對(duì)高校學(xué)生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)是十分重要的。我國(guó)正處于飛速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，這對(duì)高等教育下人才的質(zhì)量提出了更高的要求和考驗(yàn)，迫切要求高等院校對(duì)相關(guān)專業(yè)課程進(jìn)行優(yōu)化[1]?！傲黧w傳動(dòng)與控制”課程是成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院開設(shè)的學(xué)科必修課程。

流體傳動(dòng)在工業(yè)中的應(yīng)用特別廣泛，可以說是覆蓋了我們生活中的方方面面[2]。汽車作為我們?nèi)粘Ｉ畛鲂凶钪匾慕煌üぞ咧?，其?nèi)部的能量傳遞就包含有流體傳動(dòng)，并且占據(jù)了不可替代的作用。通過“流體傳動(dòng)與控制”課程的教室教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握流體力學(xué)的數(shù)學(xué)理論、傳動(dòng)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)、各零部件的連接方式等。相當(dāng)于對(duì)硬件設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析等有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，可很大程度提升學(xué)生的綜合能力，為今后從事工程技術(shù)工作、科學(xué)研究等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 雙室聯(lián)動(dòng)教學(xué)總體方案

為充分利用教室教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，提出采用雙室聯(lián)動(dòng)教學(xué)機(jī)制，如圖1所示。通過雙室聯(lián)動(dòng)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，重視實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性以及理論支撐的必要性，更重要的是鍛煉學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐、根據(jù)實(shí)踐反向?qū)徱曊n堂理論知識(shí)的思維習(xí)慣。

本課程旨在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，能獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)，為將來從機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)的工作打下一個(gè)良好的專業(yè)基礎(chǔ)。圍繞這個(gè)總目標(biāo)，進(jìn)一步細(xì)化為三個(gè)子目標(biāo)：1）了解流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握各種液壓泵的工作原理、工作特點(diǎn)以及在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用，能正確地選擇液壓泵；2）掌握各種常見液壓基本回路的特點(diǎn)，根據(jù)流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)工作原理的分析方法，能夠建立和計(jì)算常見的液壓系統(tǒng)分析模型；3）理解流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及方法，了解對(duì)液壓系統(tǒng)故障的排除，了解流體傳動(dòng)與控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，還要能獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)。

1.1 教室教學(xué)

圍繞課程的作用和任務(wù)、以及課程的目標(biāo)，在學(xué)習(xí)“流體傳動(dòng)與控制”課程之前，建議學(xué)生需要先學(xué)習(xí)的課程有：高等數(shù)學(xué)，工程制圖、大學(xué)物理、機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)、電工學(xué)、微機(jī)原理、控制工程基礎(chǔ)等。

（1）章節(jié)知識(shí)講授

合理梳理與總結(jié)各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)及授課內(nèi)容。提煉緒論的授課內(nèi)容，包括：1）流體傳動(dòng)的工作原理；2）流體傳動(dòng)的組成和表示方法；3）流體傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)；4）流體傳動(dòng)的應(yīng)用與發(fā)展。總結(jié)出兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)：液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成；液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況、優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用。

提煉第一章的授課內(nèi)容，包括：1）工作介質(zhì)；2）流體靜力學(xué)；3）流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)；4）管道流動(dòng)；5）孔口流動(dòng)；6）縫隙流動(dòng)；7）瞬變流動(dòng)。總結(jié)出四個(gè)知識(shí)點(diǎn)：工作介質(zhì)基本要求與種類、物理性質(zhì)；靜壓力特性及其基本方程；流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的公式推導(dǎo)及其應(yīng)用；管道內(nèi)壓力損失的計(jì)算、孔口流動(dòng)、縫隙流動(dòng)、瞬變流動(dòng)和氣穴現(xiàn)象，截流口氣穴現(xiàn)象，產(chǎn)生原因及減小措施。

提煉第二章的授課內(nèi)容，包括：1）液壓泵；2）油箱；3）氣源裝置。總結(jié)出三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：容積式泵的工作原理；泵的性能參數(shù)、齒輪泵工作原理和排流量計(jì)算；齒輪泵的困油現(xiàn)象和泄漏問題、葉片泵和柱塞泵的工作原理及結(jié)構(gòu)。

提煉第三章的授課內(nèi)容，包括：1）直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行元件；2）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件；3）設(shè)計(jì)計(jì)算?？偨Y(jié)出三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：液壓缸的結(jié)構(gòu)與分類、單桿活塞液壓缸的計(jì)算；差動(dòng)連接、液壓馬達(dá)的工作原理與結(jié)構(gòu)；液壓馬達(dá)性能參數(shù)、液壓缸的設(shè)計(jì)。

提煉第四章的授課內(nèi)容，包括：1）閥芯的結(jié)構(gòu)和性能；2）常用液壓控制閥；3）電液伺服控制閥；4）電液比例控制閥。總結(jié)出六個(gè)知識(shí)點(diǎn)：換向閥的位、通、滑閥機(jī)能的概念；先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性；減壓閥、溢流閥的區(qū)別；調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性；比例閥與普通閥的區(qū)別；各種控制閥符號(hào)的含義。

提煉第五章的授課內(nèi)容，包括：1）液壓基本回路；2）氣動(dòng)基本回路。總結(jié)出三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：調(diào)壓回路、卸荷回路、保壓回路；節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速及各種調(diào)速回路的調(diào)速原理；順序動(dòng)作、同步動(dòng)作、多元件互不干擾等回路。

提煉第六章的授課內(nèi)容，包括：1）液壓系統(tǒng)應(yīng)用與分析；2）氣動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用與分析?？偨Y(jié)出三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：調(diào)壓回路、卸荷回路、保壓回路；節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速及各種調(diào)速回路的調(diào)速原理；順序動(dòng)作、同步動(dòng)作、多元件互不干擾等回路。

（2）教學(xué)課件展示

采用多媒體課件（PPT）結(jié)合動(dòng)態(tài)圖形進(jìn)行展示。使學(xué)生了解液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況，掌握液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成，了解液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用；掌握液壓油性能特點(diǎn)以及靜力學(xué)理論，掌握流體動(dòng)力學(xué)基本理論知識(shí)，掌握管道內(nèi)壓力損失計(jì)算，掌握小孔及間隙流動(dòng)，掌握液壓沖擊及孔穴現(xiàn)象；了解液壓泵主要性能參數(shù)、分類、常用液壓泵的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握泵原理、必要條件、排流量、齒輪泵原理、困油，了解氣源裝置與氣動(dòng)三聯(lián)件工作原理，了解常用的液壓與氣動(dòng)輔件；了解液壓與氣壓傳動(dòng)中各種執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)形式、工作原理，掌握?qǐng)?zhí)行元件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和特點(diǎn)；了解液壓與氣壓傳動(dòng)中各種控制元件的功用、工作原理、結(jié)構(gòu)形式和性能特點(diǎn)，掌握主要控制元件的控制機(jī)制及其特性分析方法；掌握液氣基本回路所具有的功能、特點(diǎn)以及回路元件的組成，了解各種功能回路的實(shí)現(xiàn)方法、工作原理、控制方式及其典型應(yīng)用；學(xué)習(xí)典型液氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，掌握分解液氣壓系統(tǒng)構(gòu)成、剖析各種元件在系統(tǒng)中作用以及分析系統(tǒng)性能的方法。

（3）應(yīng)用視頻分析

在章節(jié)知識(shí)提煉與總結(jié)階段，搜集及歸納對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外各行業(yè)中的典型應(yīng)用，下載及剪輯重要的視頻片段，在課堂中給學(xué)生播放帶語音解說的應(yīng)用視頻。特別地，為更大程度給學(xué)生普及國(guó)外的典型應(yīng)用，針對(duì)國(guó)外視頻的英語解說，適當(dāng)配對(duì)相應(yīng)的中文字幕。在視頻播放完畢后，通過知識(shí)回顧的方式，再次加深學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的熟悉程度。

（4）日常應(yīng)用描述

課堂上講解的理論知識(shí)在各行業(yè)中的應(yīng)用雖然已經(jīng)概括得十分全面，但是對(duì)于與社會(huì)相關(guān)行業(yè)接觸較少甚至缺失這方面經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，對(duì)這些典型應(yīng)用的印象不會(huì)太深。因此，需要結(jié)合日常生活中的應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步的描述，更能體現(xiàn)課堂理論知識(shí)的重要性和實(shí)用性?！傲黧w傳動(dòng)與控制”課程中的理論知識(shí)在我們的生活中應(yīng)用很廣，以汽車傳動(dòng)為例進(jìn)行講解，汽車中存在一種液力式的傳動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種以液體為工作介質(zhì)，利用液體動(dòng)能來傳遞能量的流體傳動(dòng)。

（5）重要理論推導(dǎo)

“流體傳動(dòng)與控制”課程中涵蓋了流體力學(xué)基礎(chǔ)、能量裝置及輔件、執(zhí)行元件、控制元件等理論知識(shí)，涉及的理論公式也較多。對(duì)于學(xué)生而言，由于空間的限制，課本上或課件上往往省略了理論公式的中間推導(dǎo)步驟，造成學(xué)生對(duì)理論的深層次理解具有一定的難度。因此，在教室課堂上講授相關(guān)理論時(shí)，可適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生推到重要理論，加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)的印象。

（6）小組方案討論

俗話說：“三人行必有我?guī)熝伞?。每一個(gè)學(xué)生都是生命中獨(dú)立的個(gè)體，對(duì)事物及知識(shí)的理解和吸收能力會(huì)有所差別。因此，提出采用小組討論的方式，針對(duì)課堂中的一些典型例題，或者生活中一些存在多種方案解的案例，讓學(xué)生們根據(jù)自己的理解，勇敢提出自己的簡(jiǎn)介和初步方案，充分發(fā)揮學(xué)生自我的主觀能動(dòng)性，這也有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本課程學(xué)習(xí)的積極性。

1.2 實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

時(shí)間追溯到1978年5月11日，《光明日?qǐng)?bào)》發(fā)表了《實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)》的文章。2019年8月27日，教育部召開新聞發(fā)布會(huì)，《實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)》入選普通高中語文教材。這都足以彰顯實(shí)踐的重要性，也體現(xiàn)了實(shí)踐對(duì)于理論知識(shí)的價(jià)值。所以，對(duì)于理論性極強(qiáng)的“流體傳動(dòng)與控制”課程，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是相當(dāng)重要的。

（1）工作原理闡述

本課程制定了兩個(gè)特別重要的實(shí)驗(yàn)，包括液壓泵的性能實(shí)驗(yàn)和液壓基本回路實(shí)驗(yàn)。實(shí)際操作之前，必須使學(xué)生掌握該實(shí)驗(yàn)的工作原理，這不僅能夠使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目的，還能夠清楚認(rèn)識(shí)各環(huán)節(jié)的輸入與輸出。實(shí)現(xiàn)對(duì)各環(huán)節(jié)知識(shí)的全面覆蓋，不僅要知其然，還要知其所以然。

（2）性能參數(shù)剖析

液壓泵里存在有多種工作性能參數(shù)，例如壓力和流量等。各性能參數(shù)之間存在著一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，因此需要采用一定的技術(shù)手段或技術(shù)方法對(duì)各液壓參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，搭建數(shù)學(xué)模型對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行剖析。

（3）實(shí)驗(yàn)元件拆分

液壓基本回路里包含有多種實(shí)驗(yàn)元件，首先向?qū)W生介紹先導(dǎo)式溢流閥、直動(dòng)溢流閥的工作原理，以及溢流閥的二級(jí)調(diào)壓及多級(jí)調(diào)壓工作原理。然后給學(xué)生介紹一些常見基本回路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試。使學(xué)生進(jìn)一步了解液壓基本回路里包含的各實(shí)驗(yàn)元件的組成和功能。

（4）分析方法總結(jié)

實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生掌握液壓參數(shù)的測(cè)量方法。學(xué)生可通過實(shí)際操作，分析合理有效的測(cè)量路線，并且總結(jié)不同條件下各參數(shù)的測(cè)量手段，培養(yǎng)學(xué)生自我總結(jié)的能力。

（5）數(shù)據(jù)處理手段

由于數(shù)據(jù)測(cè)量會(huì)存在系統(tǒng)誤差和測(cè)量誤差，在系統(tǒng)誤差較難控制的條件下，學(xué)生應(yīng)盡可能克服測(cè)量所產(chǎn)生的誤差，從而保證測(cè)量結(jié)果的精確程度。因此，對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)，采用有效的數(shù)據(jù)處理手段是十分有必要的。

（6）理論知識(shí)回顧

實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際操作中，學(xué)生難免會(huì)遇到多種問題，其中的主要原因是對(duì)課堂教學(xué)中理論知識(shí)的掌握不牢固。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)受阻的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生回顧本實(shí)驗(yàn)所需要應(yīng)用的理論知識(shí)。

1.3 雙室聯(lián)動(dòng)機(jī)制

雙室聯(lián)動(dòng)機(jī)制旨在將教室與實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)有效融合起來，根據(jù)其中一室的情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整另一室的教學(xué)安排。具體而言，將課堂講授的理論知識(shí)適時(shí)合理的應(yīng)用于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐操作中，相應(yīng)地，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐操作情況，反射學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的吸收程度，以此動(dòng)態(tài)調(diào)整在教室課堂中的理論教學(xué)安排。

2 導(dǎo)師制的作用

為更大程度發(fā)揮老師對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升能力，拉進(jìn)教師與學(xué)生的溝通距離，成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院提出了導(dǎo)師制[3]。該制度是為每一個(gè)本科學(xué)生搭配一位專業(yè)導(dǎo)師，專業(yè)老師不僅能夠給學(xué)生帶來各專業(yè)課知識(shí)的輔導(dǎo)，最重要的是為學(xué)生講授課程思政的目標(biāo)[4-5]。比如：1）強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任感；2）提高分析專業(yè)問題的能力；3）增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作的思維模式。通過直接講授、視聽展示、互動(dòng)討論等形式，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的三觀，培養(yǎng)良好的自學(xué)能力和社會(huì)責(zé)任感。

3 結(jié)語

“流體傳動(dòng)與控制”課程不僅具有復(fù)雜的理論公式，還要求學(xué)生具備過硬的實(shí)踐操作素養(yǎng)。受限于該課程要求的先修課程較為寬泛，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以適用于本課程的有效教學(xué)。我們通過“教室+實(shí)驗(yàn)室”的雙室聯(lián)動(dòng)機(jī)制教學(xué)來提高教學(xué)效果，傾斜于基于產(chǎn)出的過程性考核方式，通過教室教學(xué)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐中，通過實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐反射教室的理論知識(shí)學(xué)習(xí)。不再將教室教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)離散化，而是相互融合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果互通，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的吸收。有助于培養(yǎng)學(xué)生自主思考的能力，并將該學(xué)習(xí)模式推廣至其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)中。

基金項(xiàng)目：

1、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目，“智能制造背景下基于TRIZ的高校機(jī)械專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教育探索”，編號(hào)：220504392300615。

2、成都大學(xué)2021-2023年人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目，挑戰(zhàn)性課程“流體傳動(dòng)與控制”教學(xué)設(shè)計(jì)改革探索與實(shí)踐，編號(hào)：Cdjgb2022289。

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