《液气压传动与控制》课程体系改革的探索和实践

摘要：随着液气压传动在现代工业中的应用越来越广泛，《液气压传动与控制》课程在教学中的地位也愈发重要。但由于该课程的知识体系较为独立，理论分析和计算较多、元件种类繁杂、概念抽象难懂，学生普遍反映难学。本文从《液气压传动与控制》课程教学入手，根据当代大学生的人文特征和个性特点，结合学生就业需求和社会人才需求，探索兴趣型和需求型相结合的课程教学方法，探索以启发、引导、探究、互动为主的多层次教学模式，在搭建“工程应用型”的课程内容结构、在有限时间内扩大实践教学环节等诸多方面提出教学改革设想，并进行了实践探索，有效地避免了学生读死书，死读书的现象，为提高该门课程的教学效果提供有益参考。

关键词：液气压传动与控制 课程体系改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.029

流体传动与控制是现代三大传动方式之一，液气压传动是其主要内容，广泛应用于各个工业领域。因此，《液气压传动与控制》对于机械工程专业来说，是非常重要和实用性较强的专业基础课程。然而，液气压传动的元件繁杂，结构复杂，再加上和现代电子技术、自控技术的紧密结合，使得本课程需要了解和掌握的内容越来越众多和越来越困难。此外，社会企业也对学生的工程实践能力提出了更高的要求。传统的课程教学模式已很难适应这种“工程应用型”人才的培养需求。本文拟就该门课程的课程体系改革进行一些初浅的探讨，从而为教学模式的革新提供一些思路和依据。

1 教学内容改革

笔者认为工科院校的教学目标应是培养工程应用型的人才。因此，教学内容不应局限于理论知识的教学上，而应更重视学生的分析问题及解决问题的能力。教学内容要多和生产实践相联系，并及时反映最新技术的发展，从应用的角度合理调整教学的内容，并积极探索各种新教法，把先进的教学方法积极的运用到教学过程中。

第一，根据当代大学生的人文特征和个性特点，确立教学的兴趣取向；结合学生就业需求和社会人才需求，确立教学的需求取向；研究课程所涉及技术的发展现状和趋势，确立教学的技术取向。

第二，确定考评范畴和要素。根据对工程应用型人才的专业能力要求和综合能力要求，确定课程考评所应涵盖的范畴，考虑从技术素质、工程素质、人文素质、道德素质、身心素质各方面进行综合考核，其中以技术素质和工程素质为重。

因此，从以下两个方面做了探索：改革教学结构体系，形成认知与记忆理解与判断掌握与应用分析与综合实验与实践多层次的教学模式。改革课程内容，搭建纵横交错的“工程应用型”的课程结构，保证一定的知识纵深度和技术横宽度，形成特色教学大纲。

1.1 纵向结构：在不同的层次，安排不同的课程内容

第一，在认知与记忆层次，讲授流体静力学和动力学的基本理论，形成基础理论层。

粘性流体力学作为液压技术的理论基础，在讲授时以水静力学基本方程、帕斯卡原理、连续性方程、实际液体柏努利方程、动量方程等五个基本定律为一条线，把流体力学与液压传动的关系联系起来。对公式不仅仅是简单的推导，而且要讲清楚其来源、变化、物理意义、实用范围及局限性，使学生觉得理论性较强的课程学起来也不枯燥。

第二，在理解与判断层次，共同探讨元件结构和工作原理，形成基础知识层。

在液压元件的讲授中，以电液换向阀为主，介绍换向阀的位、通和机能；以先导式溢流阀为主，介绍液压系统压力的控制与调节方法以及系统压力由外负载决定的基本概念；以调速阀为主，介绍液压系统速度的控制与调节以及无级调速的概念；以活塞液压缸为主，介绍执行机构的力、速度和功率的计算。

第三，在掌握与应用层次，实例举证元件及系统的技术性能及应用场合，形成技术知识层。

以液气压技术在冶金设备中的应用为例进行讲解，特别增加各液压元件的故障分析及排除方法，并将教师在实践中遇到和收集的一些液压系统的故障现象及处理方法介绍给学生，使他们碰上类似情况时能正确处理。

第四，在分析与综合层次，实题分析系统回路及原理，设计元件及系统，进行技术经济分析，形成工程技术层。

针对液压元件的特点，以各液压元件的结构、性能、工作原理、特点及应用场合为重点，由各元件组成基本液压回路，再由各基本回路组成一个完整的液压系统，帮助学生建立由个别到局部，由局部到整体的概念。

第五，在实验与实践层次，实物实作实地实训，完成工程化的认知和实践，形成工程实践层。

除了匹配的液气压元件拆装等实验外，开设了流体传动与控制技术综合实验，使同学们有更多的动手和实践机会。并邀请专业厂家到校进行现场演示讲解授课，使同学们把理论与实践相结合，对液气压传动与控制这门课程有更深层次的认识。

1.2 横向结构

以一个学习团队为课程教学基本单元，除了纵向知识以外，每个团队负责掌握一个技术专题，适时进行交流，多方位地涉及课程知识和技术，增加知识点和扩大知识面，成为本门课程内容的有机构成，最后形成教学大纲。

2 改革教学方法

在教学改革中，我们在理论教学的手段上也作了相应改进。在使用传统的教学方法中，学生对元件的结构和原理以及基本回路的理解比较困难，其主要原因在于元件的结构复杂，教学内容比较抽象，没有与学生兴趣以及工程实践相结合。现在我们从《液气压传动与控制》课程教学入手，探索兴趣型和需求型相结合的课程教学方法，形成以启发、引导、探究、互动为主的多层次教学模式。

2.1 建立自主学习组织结构

班级同学自组合为8-10个学习团队，每个团队6-7人，每个团队设组长1名，组长负责团队课程学习的组织及和教师的联系。

2.2 在不同的结构层次，采用不同的教学方式。

第一，在认知与记忆层次，主要采用引导讲授的形式；第二，在理解与判断层次，主要采用共同探究的形式；第三，在掌握与应用层次，主要采用实例教学的形式；第四，在分析与综合层次，主要采用实题实做的形式；第五，在实验与实践层次，主要采用实物实作的形式。

2.3 采用多种学习方式

第一，教师授课，主要讲述《液气压传动与控制》这门课的基本知识、基础理论、基本概念。

第二，学生授课，每个小组按教师规定的内容，在充分准备的基础上收集资料并由同学在上课时上台讲解，讲解完后由老师对知识点进行补充和完善。这样既不仅培养了学生查询资料和获取知识的能力，而且使学生的团队精神以及主动性和能动性得到提高。

第三，技术专题，每个小组按教师规定的题目，在课外完成技术专题报告。技术专题要求阐述清楚和液气压传动与控制相关的某种设备、装置、机构或系统的构成、工作原理。这样使学生的获取知识能力得到提高，使学生对液气压传动与控制这门课程和工程实际应用中有较深入的认识，并在实际工作中能很快掌握相关技术知识。

第四，液压系统设计，课外完成。

每个小组由教师给定一个液压系统设计题目及要求，在充分讨论的基础上，每位同学必须独立完成液压系统设计。这样可以实现学习目的与学习意义的有机结合，可以在最高程度上达到教学效果的理想化，可以较明显地提高学生的能力素质，使学生不但掌握基本的学科知识和技能，还可以在更深层次上实现学习能力、应用能力和创新能力的培养。

第五，学习实践，实践环节必须完成“液气压传动与控制”课程实验，并达到要求。

3 实践与实验改革

3.1 重视实践教学环节

首先确立素质教育为主线，培养具有工程实践和创新能力人才为核心，改革实验教学内容、方法、手段，提高本科生教学质量和办学效益为目标的指导思想，营造利于基础理论知识掌握、基本技能、专业技术应用能力、创新意识与创新能力、综合素质培养的良好环境。

3.2 加强实验教师队伍建设

采取“走出去、请进来”的办法分期、分批将承担实验教学任务的教师送到兄弟高校、研究设计院、工厂的相关实验室学习、培训；在学院人才引进的工作中着重招收一批专业方向为液压、气动的硕士或博士，为本课程的实验教学增加坚实后盾。

3.3 实验指导书

一套好的实验指导书，是必须要跟学校现有的教学目标和教学设备结合起来的，要适合学生的发展，并且还要根据学生的需要进行正确的引导这些都是十分重要的。

在实验指导书的编写中，要体现出知识的循序渐进，突破传统，尽显个性，满足学生的需求。为此，在我们设计的实验中分四部分内容：

第一，介绍液压与气动常用元件的图形符号，通过符号寻找元件，为后面基本回路的学习和搭接打下基础；

第二，液压与气动的典型控制回路；

第三，液压与气动的综合应用回路，很多回路的工作原理都来源于实际的工业应用，有利于培养学生运用基本知识解决实际问题的能力；

第四，开放性的实验设计，创设情景，让学生自行设计液压回路，并自己连接，运行后自己分析所设计回路的正确性、可行性和可靠性。

通过这样的综合训练，提高学生的实际应用能力，实现从感性认识到理性认识的质的飞跃；让学生充分发挥创造力，增加学生对知识的钻研和探索，有效培养了学生的创新精神；最关键的是培养与他人合作共事、自我管理、运算、应用现代科技手段、自学和创新等通用能力。

4 结束语

采用启发式的教学方式，能让学生真正走出课堂，走进实践。同时，结合实际学习，在实验教学中进一步加强综合性、设计性的实验内容，培养学生综合运用知识的能力，让学生成为真正的应用型的人才。通过此次诸多方面的改革与创新，《液压与气压传动》的一体化教学取得了很好的效果。

参考文献：

[1]周晖.行动导向教学法在《液压传动》教学改革中的实践[J].职业教育研究，2009，（5）.

[2]曾桂英.《液压传动与控制》教学改革探索[J].科技情报开发与经济，2007，（5）：257-258.

[3]马孝琴.直观教学法在《液压传动》课程中的应用探析[J].河南科技学院学报，2010，（4）.

[4]袁广，张勤.液压与气压传动技术[M].北京大学出版社，2008.

[5]黄金永，李国强.基于培训环境的液压传动教学模式研究[J].职业教育研究，2010，（8）.

[6]何勤，秦月霞.《液压与气压传动》多媒体课件开发及应用研究[J].机床与液压，2009，37（8）.

作者简介：袁锐波（1968-），男，汉族，云南文山人，博士，教授，研究方向为流体传动与控制，昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500

何祖顺，昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500

李浙昆，昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500

惠森，昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500