液压与气压传动课程体系的改革与实践

摘 要：为适应创新型、应用型人才培养目标的要求，构建了“理论教学＋设计综合实验＋机电液综合设计项目”的液压与气压传动课程体系。通过优化理论教学内容，开设设计性、综合性实验和综合设计项目，以及建设多媒体教材、综合设计实验台和教学网站，使学生学习的主动性、创造性及分析和解决问题的能力得到明显提高。

关键词：液压与气压传动；课程体系；改革

Reform and practice of hydraulic and pneumatic transmission course system

Li Xiao, Xiao Tibing, Yang Xuerong, Wu Xiaohong, Huang Zhijian, Cheng Siyuan, Guo Zhongning

Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China

Abstract: The hydraulic and pneumatic transmission course system consisting of theory teaching, comprehensive design experiment and mechatronic-hydraulic comprehensive design project was established in this study, in order to satisfy the requirement of cultivating applied personnel. The students’ initiative, creativity and the capability of analyzing and solving problem were improved by optimizing theory teaching content, giving comprehensive design experiment and project courses, and building multimedia teaching material, experiment equipment, and teaching website.

Key words: hydraulic and pneumatic transmission; course system; reform

液压与气压传动技术是20世纪40年展起来的一门新兴技术，它的出现极大地促进了工业自动化的高速发展，已广泛应用于机械制造、工程机械、冶金、石油化工、建筑、船舶、汽车等领域。液压与气压传动课程已成为工科院校机械类专业重要的专业基础课或专业课[1-3]。

多年来，液压与气压传动形成了较完整的“理论教学＋验证实验＋课程设计”课程体系。但随着改革的深入，它已经不能适应21世纪科技进步和社会发展对创新型、应用型人才的需求，存在的主要问题是：理论教学内容偏多，实验属验证性实验，课程设计缺乏实践性环节，学生学习缺乏主动性和创造性。因此，我们对液压与气压传动课程体系进行了改革，提出应构建“理论教学＋设计综合实验＋机电液综合设计项目”的课程体系，以加强实践性、设计性和综合性教学环节，提高学生的创新能力及分析和解决问题的能力。

1 课程体系构建

围绕培养创新型、应用型人才培养目标，有必要优化调整理论教学内容，改革实验教学和课程设计模式，构建注重实践教学的课程体系(如图1所示)。

图1 液压与气压传动课程体系

1.1 优化理论教学内容

理论教学是教学的核心，教学内容不仅要有适宜的深度和广度，还应突出知识重点。为此，我们删减了液体静力学、动力学的理论分析及液压元件的结构和静、动态特性分析等内容，增加流体力学基础知识和液压元件的工程应用及反映新技术成果的内容，将液压系统的设计计算和液压辅助元件部分归到课程设计中，以突出液压元件、液压基本回路组成原理和特点的重点理论教学内容。

1.2 开设综合实验设计

实验教学作为教学的重要组成部分，是连接知识与实践、实践与创新的桥梁。为了培养学生的设计、安装、调试等综合技能和创新能力，我们将验证性实验改为设计综合实验，实验内容分为认知性、设计性和综合性3个层次，每个层次都设置若干个实验项目(见表1)。教师可在各层次中选择适当比例的实验项目(未全列)，按照由浅入深的原则组织实验教学内容。学生在进行每项实验时，先按照设计与实验项目要求，拟出实验原理图，然后自己动手安装、调试实验油路、电路和测试仪器，测试并保存实验结果，实验后整理实验数据，分析实验结果，提交实验报告。

表1 设计综合实验项目

1.3 开设机电液综合设计项目

课程设计是学生运用所学理论进行的创新性工程设计实践，但因设计题目单一，设计方案不能验证，学生设计时缺乏主动性和创新性。对此，我们将课程设计改为“机电液综合设计项目”，增加了设计方案验证环节和电气系统设计等实践性、综合设计性内容，让学生能综合运用液压传动及其他先修课程的理论知识，进行一项全面的机电液系统的综合设计实践，从而提高其实践能力和创新设计能力。图2为该项目的实施步骤。

图2 项目实施步骤

2 教学条件建设

按照新的课程体系，传统的理论和实验教材及实验设备已不能适应，因此有必要对其进行改革和重建，为学生主动性学习和创新能力的培养创造条件。

2.1 教材建设

利用纸质教材，让学生在有限的学时内掌握液压与气压传动技术确实有难度，原因是液压气动元件结构复杂，回路组成原理难懂。为此，我们编写了适合本课程教学特点的多媒体教材，并开发了配套的多媒体教学软件[4]。利用平面和立体动画、三维结构爆炸示图等多媒体素材，提高教学效果。如在讲授注塑机液压系统时，采用图3所示的原理图，教师可利用动画演示系统的液流方向及各执行元件的启停、慢速、快速等运动，还可分步演示各回路的动作，或自动播放整机的工作过程，学生很容易就能理解注塑机液压系统的复杂原理及特点。

图3 注塑机动画原理图

2.2 实验台建设

实验教学设备是重要的实践教学平台，其先进性与开放程度对培养学生的实践能力和创新意识有重要的作用。但原有的实验台结构固定、功能单一，只适于做简单的验证性实验。对此，我们建设了具有设计性、综合性特点的实验台。它由液压实验装置、电气装置和各种检测、控制等仪器组成。在该实验台上，学生可以动手组建各种液压回路、PLC控制系统或计算机控制电液比例系统，完成设计性、综合性实验，从而提高实验操作技能、创造力和分析解决工程技术问题的综合能力。

2.3 网络建设

为使学生能够充分利用网络资源，系统地学习液压与气压传动基本理论，提高学生学习主动性和学习效果，我们建立了液压与气压传动教学网站。网站内容包括课件、教案、习题、实验指导书、教学大纲和参考文献等多种素材。网络课件具有平面动画演示、三维结构爆炸示图演示等特点。学生可以在课后，利用网络资源学习液压与气压传动的原理、组成和系统设计方法，从而加深对液压与气压传动技术的理解。

3 结束语

围绕培养创新型、应用型人才目标，对液压与气压传动课程体系进行了改革尝试。实践证明，采用新的课程体系后，理论课师生互动性加强，学生学习兴趣浓厚，实验课学生主动性提高，工程设计能力和创新意识增强，教学质量明显提高。该项成果可为其他院校的课程体系改革提供参考。

参考文献

[1] 姚春东,高殿荣,刘劲军.液压与气压传动教学改革的探索与实践[J].教学研究,2006,29(2):155-156,160.

[2] 马胜钢,张建立,马泳涛,等.液压与气压传动课程教学改革探索[J].液压与气动,2008,12:12-14.

[3] 彭熙伟.液压与气压传动课程教学改革的探索与实践[J].液压与气动,2008,5:46-47.

[4] 李笑,吴冉泉.液压与气压传动[M].北京:国防工业出版社,2006.