地方本科院校液压与气压传动课程教学改革与实践*

◆倪君辉 詹白勺 叶德营 李军

作者：倪君辉，博士，台州学院机械工程学院讲师，主要从事液压技术方面的科研和教学工作；詹白勺、叶德营、李军，台州学院机械工程学院（318000）。

液压与气压传动具有功率重量比大、调速范围广、响应速度快、易于实现标准化和自动化等特点，已广泛应用于国民经济各领域，成为衡量一个国家工业水平的重要标志。液压与气压传动课程不仅是工科机械类专业一门重要的专业基础课，也是一门能直接应用于工程实践的技术性学科，具有综合性、应用性及实践性强的特点。课程教学的目标是使学生初步具备分析和设计液压气动系统、解决实际工程问题的能力。

作为我国高等教育的重要力量，地方本科院校立足于地方经济社会发展需要，旨在培养基础扎实、实践能力强、具有创新精神的高层次应用型人才，以服务地方经济、促进地方产业结构转型升级、提升综合竞争力[1]。在该主旨下，如何改革和创新液压与气压传动课程的教学内容与教学方法，激发学生学习的兴趣和积极性，提高学生的动手操作和实践能力，对地方性本科院校培养应用型、复合型、技术型人才具有重要的意义。

1 课程教学现状及存在的问题

传统的液压教学通常采用先理论后实践、以教师讲授理论为主的教学方法，主要存在两方面问题。

1）教学直观性差，学生学习兴趣不高。在学习本课程之前，大多数学生对液压与气压元件接触较少，缺乏感性认识。同时这些液压元件大多是在密封的条件下工作，课程内容抽象，直观性差，学生理解和掌握起来比较难。采用以教师灌输理论知识为主的传统教学方法，教学过程较为枯燥、乏味，缺少与学生互动，导致部分学生产生厌学情绪，失去学习的兴趣。

2）动手操作机会少，学生实践能力较弱。传统教学理论部分的讲解要占去大部分的课时，学生的动手操作和实践机会较少，以致部分学生虽能对液压回路和液压系统的工作原理进行正确分析，但对实际液压与气动元件的连接和操作知之甚少[2]。这种理论与实践相脱节的教学现状，不利于地方院校复合型应用人才的培养。

2 课程教学改革与实践

教学内容改革 近年来，由于课程体系的改革，液压课时相应减少，教师很难在有限的课时讲解完所有内容，因此应根据地方院校应用型人才培养目标，对教学内容进行合理的删减和编排，优化课程教学体系，使学生更有效地掌握本课程的内容，提高学生工程技术应用能力。

首先，由于液压与气压传动结构和工作原理类似，讲解时应以液压传动为主、气压传动为辅，重点要求学生掌握液压部分的知识点。其次，在液压部分的讲解过程中，可忽略那些不为工程实际所必需的理论公式推导过程，侧重液压元件和液压系统的原理、工作过程的分析、设计及应用。比如，在液压流体力学章节中，对于应用型地方院校，可删减连续性方程、伯努利方程、动量方程等理论公式的推导过程，着重其在工程实际中的应用。

此外，由于液压元件种类繁多，不易面面俱到，可将液压元件的基本原理作为引线来串联各部分内容。如在液压泵的讲解过程中，都可以从密封容积的形成、密封容积的变化、吸压油腔隔开这三个方面去分析每一种泵的工作原理，有效建立不同泵之间的内在联系，使学生举一反三，将此应用到实际液压泵工作原理的分析和计算中。

完善多媒体教学，引入FluidSIM仿真系统 液压与气压传动是一门实践性很强的课程，如果教师仅限于将教材上的内容照本宣科传授给学生，势必造成课程内容单调枯燥，损害学生学习的兴趣和积极性，因此有必要采取措施活跃课堂气氛，吸引学生投入课堂。

采用多媒体教学是一个有效的途径，通过引入大量的动画、图片及视频，将复杂的液压泵、液压阀、液压缸等元件的结构、工作原理及工作过程进行动画仿真和视频实物讲解，使枯燥抽象的结构和原理讲解变得生动形象，增加元件的立体感和真实感，激发学生的学习兴趣和学习热情[3]。

由德国Festo公司开发的FluidSIM软件[4]是专门用于液压与气压传动的教学仿真软件，主要包括绘图功能模块、系统仿真模块及综合演示模块。根据教学要求，可利用FluidSIM软件搭建液压仿真回路，实时演示液压元件参数的设置调节过程及液压回路和系统的工作过程，使学生对液压回路的油液流动方向、执行和控制元件的动作顺序一目了然，拉近课堂与现实的距离，教学直观生动，学习效果好。

基于典型装置的现场实践教学 传统的液压与气压传动课程教学形式是先理论、后实验，理论与实践分离，且由于实验课时较少，导致学生的动手操作和工程应用能力较弱。为此，应打破常规，灵活安排课堂和实验的教学形式，引入基于典型装置的现场实践教学[5]，增加学生动手实践机会，使理论和实践有机结合。其基本过程是：教师根据教学内容和要求选择具有代表性的典型液压装置或液压回路进行现场讲解，让学生利用这些装置进行拆装或操作，在此过程中教师及时和学生沟通，多引导鼓励学生思考和分析操作过程中所遇到的问题，以提高学生分析问题和解决问题的能力。

比如在进行液压阀、液压基本回路和液压系统教学时，可将课堂直接搬进实验室，教师在理论讲解和演示典型液压阀和液压回路的工作原理及工作过程后，让学生以小组为单位，利用已有的液压实验台自行动手搭建或设计实验、自主选择和连接液压元件，并自己分析查找解决所遇到的问题，直至实现所设计回路的液压控制功能。由此，通过基于典型装置的现场实践教学，增加学生动手实践的机会，培养学生分析问题和解决问题的能力，增强学生学习的趣味性和积极性。

以毕业设计为延伸，锻炼学生综合应用液压知识的能力 毕业设计环节是课堂教学一个很好的延伸，是对学生综合应用所学机械和液压知识一个系统的训练，培养学生独立从事液压与气压传动设计的综合能力。

毕业设计的选题应根据液压与气压传动的技术特点，可选择钻孔组合机床动力滑台液压系统设计、专用铣床液压系统设计、叉车工作装置液压系统设计等工程实践性强的课题作为学生的毕业设计题 目。毕业设计内容主要包括明确液压控制系统设计要求、进行工况分析、确定液压缸主要参数、拟订液压系统 原理图、选择液压元件、验算液压控制系统系能、绘制液压系统装配图等步骤。由此，通过毕业设计使学生掌握 液压与气压传动系统完整的设计流程和设计思路，初步具备独立设计液压系统的能力。

此外，根据地方本科院校重在培养应用型实践人才的特点，在理论设计之外开展毕业设计实物制作，对提高学生动手操作和实践能力有重要意义。在完成液压系统理论设计工 作后，让学生利用学校现有加工设备自行试制液压系统工作台样机，并订购相关液压元器件，组装调试直至达到设计目标。由此，通过增加毕业设计实物制作环节，锻炼了学生工程实践和独立完成液压系统设计组装调试的能力，对提高学生的工程能力和动手能力有显著效果。

3 结语

液压与气压传动课程是机械类专业一门重要的专业基础课，也是一门实践性很强的课程。根据地方本科院校应用型高层次人才培养的目标，课程教学应注重理论与实践结合，加强实践教学，提高学生工程实践能力。通过精简教学内容、完善多媒体教学、引入FluidSIM仿真软件、开展液压现场实践教学和进行毕业设计实物制作等环节，拉近课堂与现实的距离，增加学生动手操作和实践机会，激发学生学习的兴趣和积极性，教学效果得到显著增强。■

[1]刘承云.地方应用型本科院校学科建设的问题与对策[J].西南农业大学学报,2012,10(8):155-159.

[2]韩玉娟.职业学校《液压与气压传动》课教学改革研究[J].职业教育研究,2013(5):100-101.

[3]芮宏斌,周春国,高峰.以“卓越工程师教育培养计划”促进“液压与气压传动”课程教学改革实践[J].液压与气动,2012(6):92-95.

[4]郭津津,王晓兰,袁旭.FluidSIM软件在《液压传动》教学中的应用[J].机床与液压,2011,39(2):80-82.

[5]李微微,王金芳.典型装置项目教学法在机械类课程中的应用[J].中国教育技术装备,2013(6):92-93.