“液压传动”课程教学改革与实践

李阁强?李健?韩建海

摘要：液压传动技术是一门融合了流体力学、机械设计、机械原理、电工电子和自动控制等多方面知识的综合性课程。为了培养学生的创新精神和工程实践能力，提出了“液压传动”课程的具体改革方案，从教学内容、教学方法、考核方法三方面详细阐述了“液压传动”课程的改革措施。教学实践表明，所采取的改革措施获得了良好的教学效果。

关键词：液压传动；创新精神；工程实际

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0096-02

液压传动技术是融合了流体力学、机械设计、机械原理、电工电子和自动控制等多方面知识的综合性课程。由于液压传动具有机械传动和电力拖动所不可替代的许多特性，目前液压传动技術广泛应用于工程机械、数控加工中心、自动化生产线等工业生产的各个领域，是工业应用最为广泛的基础技术之一。为了实现从制造业大国向制造业强国的转变，大力发展液压传动技术以提升我国工业发展水平，已经成为全社会的共识。目前，液压传动技术在各个领域的广泛应用使得相关技术人才的需求急剧增加，开设“液压传动”这门课程业已成为社会发展对机械学科的迫切需求。同时，“液压传动”课程具有综合性和工程性高的特点，通过这门课程的学习，有助于学生将机械工程领域理论与实践相结合，提高学生创新精神和工程实践能力。[1]

“液压传动”课程作为一门机械学科的专业基础课程，在河南科技大学本科生教学中已有几十年的开设历史。然而，由于过去主要采取灌输式教学方法，教学效果并不理想。另外，过去的教学内容以理论教学为主，与工程实际结合不紧密，特别是对于代表着液压传动技术发展趋势和发展方向新型液压元件和装置介绍较少，授课内容落后于液压传动技术的快速发展，对学生的创新精神和工程实践能力的培养和教育不足。这种情况显然不能满足新时期国家对液压技术人才培养的要求，必须对“液压传动”课程的教学进行改革。本文从教学内容、教学方法和考核方法三个方面对河南科技大学（以下简称“我校”）“液压传动”课程的改革方案和实践做一介绍，意在相互交流，共同提高。

一、课程内容改革

根据我校属于教学研究型地方院校的定位和培养工业应用型人才的培养目标，笔者制订的“液压传动”课程的教学目标是：使学生掌握液压传动的基础理论知识，培养学生综合运用所学基础理论解决液压系统实际工程问题的能力。根据这一教学目标，笔者提出了“淡化理论推导，注重工程应用”的课程内容改革指导思想。“液压传动”课程教学内容可分为三方面：基础理论部分、液压元件部分和液压基本回路和典型系统部分。

作为“液压传动”基础理论的流体力学是液压传动课程学习的难点之一。这部分内容涉及众多液压传动的基本概念和原理性知识，理论性深且内容较抽象，学生理解和掌握较困难。根据我校培养应用型液压技术人才的培养目标，笔者重新设计了这部分教学内容，将教材中液压传动流体力学等理论性较强的内容进行压缩，着重介绍液压系统的组成原理，液压系统中压力、流量、流态、压力损失等基本概念，液压油的性质和选用，以及流体动力学三大基本方程等内容。在讲解过程中，不过多追求理论公式的推导，而将重心放在理论公式如何进行实际应用上，突出“学以致用”。这样既能让学生理解理论的来龙去脉和如何进行工程应用，又避免教学过程中枯燥繁琐公式推导，提高了学生学习的兴趣和效果。[2]

液压元件部分是本课程的主要教学内容之一，这部分内容主要结合机械制图、机械原理等已经学过的知识，重点介绍液压泵、液压缸、液压控制阀的工作原理、结构特点、主要参数。教学中注重联系工程实例介绍液压元件的使用和常见故障的分析，并通过液压元件拆装实验进一步增强学生对液压元件的结构、选型、使用、维护能力的培养。教学中对液压元件设计相关的性能分析、计算等内容进行删减，但简单补充电液比例阀、伺服阀等液压新技术的内容，使学生了解液压技术最新发展趋势和方向，开阔视野，培养兴趣。

液压基本回路和典型系统部分是“液压传动”课程中综合性应用内容，授课的重点是方向控制、压力控制、速度控制三大基本回路的组成、特点和应用，进而以工程中常见的动力滑台、液压磨床等典型液压系统为例，引导学生掌握识读机电设备液压系统图的方法和步骤。通过液压基本回路实验，使学生理论与实践相结合，初步具备分析液压回路的能力，深入理解液压基本回路的构成、使用和调整过程。同时，给学生介绍常见液压设备的使用、常见故障、设备维修方法，培养学生的工程实践能力。对于液压系统设计计算等内容则因应用较少而进行删减。

二、教学方法的改革

1.利用多媒体课件改善教学效果

“液压传动”课程中有大量液压元件的结构、液压回路工作原理要讲解，使用传统的挂图、模型等教具不仅不能直观反映液压元件具体结构的组成关系，也无法形象描述液压系统工作时各元件的动作过程，教师授课中费时费力，而学生感觉内容枯燥不形象，教学效果并不理想。当采用多媒体技术制作课件进行教学后，则能够将课堂教学内容以图形、文字、声音、动画集成的形式生动形象呈现在学生面前，获得较好的教学效果。[3，4]如对复杂的液压元件的结构，学生如果只看二维平面图纸，很难准确理解液压元件的组成和装配关系。当通过solidworks等三维机械设计软件把液压元件描述后，不仅可以明确展示液压元件的各个组成部分的结构，而且可以把各个零件的装配关系直观地反应出来，学生很容易理解和接受。又如对于液压回路的工作过程，通过flash 动画演示，可以将液流方向、各元件的动作和状态生动、清楚地展现出来，加深学生的理解和记忆，极大地提高了授课的生动性和学生积极性。多媒体课件也便于学生在课后复习时加深理解授课内容，取得了事倍功半的成效。

2.改进实验教学方式，培养学生工程能力

作为一门实践性很强的专业基础课，“液压传动”课程实验的目的是为了巩固和深化已学的理论知识，增强动手能力，使学生能够合理选择液压元件，掌握液压系统设计的一般方法，具备一定的处理工程实际中液压系统的问题、排除故障的能力。因此，从侧重培养学生理论联系实际、增强工程应用能力角度出发，笔者对实验内容进行了改进，一方面删减了部分理论验证和性能测试的实验，而增加了学生动手操作的液压元件的拆装实验，让学生直接、全面地认识液压阀、液压泵的结构和组成。另一方面，对液压回路及液压系统组装和调试实行开放性实验，教师只提出实验内容和要求，由学生根据对所学的知识自行拟定实验方案，选配液压元件，连接液压回路，自行发现问题和解决问题。通过实验方式的改进，学生激发了学习的兴趣，主动思考和主动参与的意识得到了增强，独立分析问题、解决问题的能力和工程意识得到了提高。

3.丰富教学手段，提高学生学习效果

液压传动中的许多概念比较抽象，学生在学习时常常会感到困难，为了帮助学生准确理解液压传动的理论，在教学过程中适当地采用“类比法、对照法、研讨法”等多种教学方法，可以调动学生的积极性，激发学习兴趣，收到事半功倍的效果。例如采用类比法，將液压系统与学生熟悉的“电工学”基本概念相类比，使得学生将液压系统中抽象枯燥的知识转化成易于理解的内容，提高了学习的兴趣和效率。又如对于溢流阀、减压阀、顺序阀等职能符号相近但功能迥异的液压元件，采用列表对照的方法将各自结构原理、职能符号、性能特点、适用场合对应讲解，不仅便于学生理解、区分，而且重点突出，条理清晰，便于掌握。在学习过程中，对某些容易出错的问题组织学生进行专项讨论，让学生谈谈对所论述问题的见解，提出解决问题的方法和设想等，这种方式不仅能够促使学生勤于思考，敢于提出独立见解，又能培养学生的创新意识和创造能力。

三、优化考核方法

考试是评判学生学习效果和教师教学质量的重要手段，考核办法对学生学习的自觉性有较大影响。为了提高学生主动学习的意识和所学知识的综合运用能力，笔者从理论知识考试、实验能力、学习态度等方面对学生成绩进行综合评定，而不是传统的只进行期末笔试的考核方法。理论知识考试注重考核学生对基础理论和概念的理解，占课程总成绩的70%。实验能力考核以实验报告和实验内容来反映学生对理论知识的掌握程度及综合运用能力，占课程总成绩的20%。学生平时课堂参与状况、作业完成情况以及出勤率反应出来的学习态度占课程总成绩的10%。通过考核方法的优化，既增强了学生学习的主动性，又为提高学生的实践能力创造了有利的条件。

四、结束语

作为我校机械专业的一门专业基础课程，“液压传动”在培养学生专业知识的综合应用能力、动手能力和创新能力中占有重要地位。本文根据我校的办学定位和人才培养目标，就“液压传动”课程在教学内容、教学方法和考核方法三个方面提出了一些教学改革的方案和建议，并在教学实践中取得了良好的效果，受到了同学们的欢迎。下一步将进一步探索如何使学生尽可能多地接触工程实际，提高工程应用能力。

参考文献：

[1]许福玲，陈尧明.液压传动与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]杨雪荣.液压传动课程教学探讨[J].广东工业大学学报（社会科学版），2008，（S1）：134-135.

[3]刘智强，王笑， 杜巧连.《液压传动》教学新模式的研究与实践[J].科技资讯，2011，（10）：187-188.

[4]王焱玉，陈慧敏.《液压与气动》课程教学的方法的探讨[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2005，（3）：38-39.

（责任编辑：王意琴）