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序论:在您撰写液压传动课程设计总结时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
引言
液压传动与机械传动、电气传动相比具有许多特殊优点,其应用已涉及二十多个专业领域的不同场合。各理工科大、专院校都把《液压传动》作为相关专业的技术基础必修课或专业课程,并既有理论知识学习,又有实际技能训练。在教学中安排《液压传动》课程设计,其目的是使学生在巩固、消化和吸收课堂基础理论知识的基础上,进一步扩大、加深对液压传动知识掌握和运用的深度、广度,借助课程设计任务指导书、国家有关标准、和技术手册等相关参考资料,提高掌握和使用制图及编写设计计算说明书等手段来正确表达自己的设计思想和意图的能力。
传统的《液压传动》课程设计
各校《液压传动》课程设计开展十几年来,设计题目一直是组合机床液压系统设计,具体如“卧式双面多轴组合钻床液压系统设计”、“半自动液压专用铣床液压系统设计”等,这些题目属于已经在工厂成熟应用的、典型的液压系统。对学生掌握负载计算、液压缸参数计算、结构设计及校核、液压基本回路的选择、元件选择、液压系统性能估算等方面能起到较好的锻炼。如HL-12型手扶拖拉机传动箱体两个面的钻孔加工,首先需根据设备要求分析液压系统要完成的任务,需要几个执行元件,这几个执行元件各自有什么动作要求,相互之间有什么样的关联等等。同时还需了解有关机械制造工艺方面的知识,双面钻多个不同直径的孔,在已知孔个数、直径、材料及硬度的情况下,如何计算负载。其次还需了解液压动力滑台与液压缸的连接形式,以确定液压缸的结构形式,以及根据滑台运动速度要求确定液压系统的基本回路,根据机床的布局决定液压系统采用分散结构还是集中布置等等内容,确实能达到课程设计的训练目标。
新形势下的《液压传动》课程设计
新形势下,一方面液压技术向高压化、微型化、集成化、自动化、机、电、液一体化的方向发展,使得液压技术在机床、冶金、矿业、建筑、塑料等行业取得更广泛的应用,另一方面高校扩招,学生人数增多,就业压力增大,企业要求新人能直接上手设计、制造。这样的形势下,要求学生掌握的知识能够更新换代,了解多种类型、典型的液压系统设计,显然传统的《液压传动》课程设计已不能满足需要。
那么,如何改进《液压传动》课程设计,使其适应新形势的需求?笔者所在的教学团队已连续在三界学生中尝试以下改革措施,取得了较好的教学效果。
首先需要明确对于课程设计应满足教学要求,不能完全等同于工厂的产品设计。因此设计的题目应来源于生产实践,但不宜与其完全等同,涉及的知识面不能太广,资料应比较齐全,使学生易于着手。课题的工作量应使多数学生能在规定的时间内独立完成并有时间查阅资料和独立思考问题。 转贴于 基于这些考虑,液压传动课程设计应选题于生产实践中已证明是切实有效的、性能较好的液压传动典型系统,以使学生今后举一反三,模仿、推广应用和进一步创新发展。
其次,结合本学院教师这几年的科研,设置了多种类型的题目,如与航天六院合作的固体火箭发动机安全脱模装置中的液压系统设计、与北京燕山石油化工(集团)公司合作的石蜡包装码垛生产线中的液压系统设计(获科技进步二等奖)、内蒙古科技厅支柱项目轨道除沙车液压除沙系统和液压行走系统设计、双剪式液压升降台液压系统设计等等。这些类型的课程设计题目,使学生不仅掌握了液压传动的基本理论知识,而且对液压传动更广泛的应用及本专业的其他学科有了更深入的了解。
例如双剪式液压升降台液压系统设计,学生需了解双剪式液压升降台的结构及运行工况,负载计算需结合理论力学的相关知识,是一难点。根据升降台的最大负载、运行速度及起升高度确定液压缸的参数。为降低升降台下降后的最小高度,减小安放空间,液压缸如何放置很有讲究。此外,需要根据升降台的使用特点决定要解决的主要问题来选择液压系统基本回路,如升降台承载货物、设备或工作人员,安全性很重要,所以系统的设计应以安全性为第一,如用平衡回路实现升降台在举升位置可靠停留等。
在设计中,从液压传动方案的分析和液压原理图的拟定,到主要液压元件的设计计算和选择(如液压缸、泵站的设计,液压马达、泵阀的选择),到液压辅助装置(油箱、滤油器、蓄能器、管路等)的计算、设计或选择,再到液压传动系统的验算和校核;液压系统图的绘制;液压部件装配图、零件工作图的绘制,编写设计计算说明书,实现了完整的课程设计训练的目的。
这样的设计题目,虽解决了新形势下对《液压传动》课程设计的要求,但短短两周的课程设计时间,要完成一个所需知识涵盖了本课程的全部内容,并涉及人才培养目标中的几乎所有课程的课题,显然有一定难度。我们的解决办法是在本课程讲授伊始,即液压传动的现状和发展模块讲授后,就布置设计课题,以便学生有足够的时间查阅资料,温习相关课程的有关内容,自学未学过的相关知识,并带着目标学习《液压传动》课程。[1]
新形势下,教师应当使学生在课程设计中发挥主角的作用,学生在设计中遇到问题应首先自己考虑,提出自己解决问题的方法与意见,必要时与指导教师讨论研究。不应向指导老师索求答案或抄袭其他同学的设计计算数据。在设计中,往往要经过多次的核算修改才能达到较高的水平,故提倡“三边“的设计方法,边计算、边绘图、边修改。这样,利用新颖、成熟的设计题目,坚持传统的课程设计要求,《液压传动》课程设计收到了非常好的教学效果。这些方法同样可以应用在机械专业其它课程的课程设计中,以适应时代对高校课程改革的需求。
参考文献
[1] 朱元右·改革液压课程教学培养学生创新精神·理工高教研究[J] ·2003,22(6):128-129
关键词:课程设计 实践教学 效果评价
液压传动课程设计是在学完流体力学、液压传动等课程之后,进行的一个重要的实践教学环节。它一方面要求学生通过设计巩固教材中所学到的具体内容,同时获得综合运用过去所学全部课程进行液压系统及具体零部件结构设计的能力;此外,也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。
1 课程设计的目的、内容和步骤
通过液压传动课程设计,要求学生在以下各方面得到锻炼:一能熟练运用液压传动课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识,按所给机床工作运动要求,正确设计液压系统,选择液压元件,绘制工况图,保证满足机床所需运动和各项性能,提高理论联系实际的设计与计算能力;二能提高结构设计能力。要求学生通过对液压缸的结构设计,能按照性能要求设计合理的液压缸的基本结构,掌握结构设计的具体方法与步骤。三能学会使用手册及图表资料,掌握与本设计有关的各种资料名称、出处,并做到熟练运用,提高独立工作的能力。
液压传动课程设计的主要内容为按照要求设计某专用机床的液压系统。包括绘制液压缸负载图及工况图、液压传动系统原理图、选择标准液压元件、绘制液压缸装配图、课程设计说明书等。
大致步骤为明确设计要求,制定基本方案、绘制液压系统图、确定液压系统的主要参数、液压元件的选择与专用元件设计、液压系统性能验算、设计液压装置,编制技术文件等。
2 课程设计的现状及存在的问题
我校液压传动课程设计针对机械设计制造及其自动化专业的学生,在大三下学期或大四上学期开始,一般集中安排在两周时间内完成。最近几年,我校每年该专业的学生人数大约为260-300人左右,而教研室课程组教师只有7-8人,这样每个老师带学生数为40人左右,其工作任务非常繁重。每个老师又分为5-6组,这样大约有7-8人在做同一个课程设计题目,教师要同时指导多位学生,平均分配给每个学生的教学时间很少,难以及时对学生进行个别指导,由此引发了很多问题。第一,每组同学图纸抄袭现象严重。现在图纸绘制全部为电脑绘图,每组学生中往往只有少数几个同学在认真计算数据,其他同学等待在别的同学图纸基础上改图或者直接拿来用。第二,液压缸的图纸绘制不注重具体结构要求,人云亦云,雷同严重。液压缸的结构设计中缓冲装置、排气装置、密封装置等到底需不需要设计,很多同学没有考虑自己的系统要求,只是看别人怎样自己就怎样。这样的问题严重影响了课程设计的效果。
3 改革尝试
针对上述问题,教研室课程组教师进行了课程设计改革探讨,并在每班中选出几个学习好的学生进行调查和讨论,为进一步做好课程设计提出了几个改革方案。在2012年液压传动课程设计中进行了尝试性改革。首先,在课程设计开始前,主讲教师统一布置课题及划分组别。要充分发挥学生自身的主动性和创造性,提高他们的实践能力,消除学生们的依赖心理。要让他们明确自己是这个实践活动的主体,从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计计算乃至图纸绘制完成,都要亲历亲为,这样在今后遇到类似问题时,他们就会独立思考、找出解决问题的办法。其次,进一步细化组别,防止抄袭现象发生。要求每个老师多设题目或同一题目不同参数,最好2-3人一个组别。加强管理,注意平时出勤,采取教师点名和各组组长监督等措施,让学生在有限的时间里多出成绩。再次,购买具有各种结构的液压缸,要求学生在绘制液压缸图纸时,必须到实验室弄清楚实际液压缸结构。认真观察或拆装,力求做到按照要求绘制所需结构。对于少数基础特差的学生,可以直接要求他们测绘液压缸具体结构,然后画出来,加深他们对液压缸结构的理解。最后,答辩方式也要改革。采用基本知识问答加上图纸答辩的方式,再结合期末成绩等综合考察方式给出具体课程设计成绩。这样,学生的等靠思想会进一步减少,由被动设计转变到主动设计。
4 效果评估
在2012年秋季学期的液压传动课程设计中,我们大胆采用了以上的改革方式,从学生的绘图质量、答辩情况以及说明书中计算能力等来看,效果相当不错。一方面学生的积极性大幅提高,求知欲也被充分激发,独立课程设计能力更是得到很好的锻炼。学生掌握了液压系统设计的步骤和方法,熟悉查阅各种文献资料和国家技术标准的步骤和方法,能正确选用计算公式和数据,巩固了机械制图的原理和方法;另一方面学生在设计过程中培养了严密的逻辑思维能力和实事求是的科学态度,逐步树立起正确的设计思想,严谨的工作学习作风,提高了综合运用所学知识,独立分析和解决实际问题的能力。
5 结束语
精品课建设任重而道远,而其中的课程设计环节又尤为重要。要把一门课程真正建设成为具有一定特色和较高教学水平的示范性课程,成为课程中的“精品”,还需要我们不断摸索和实践。如何发现并改进课程设计教学中存在的问题,从而提高课程设计的教学效果是值得教学工作者共同研究和探讨的问题。作为教师,我们只有拥有广博的知识,创新的思维,不断提高自身素质,提升教师的人格魅力,加强修炼教学态度、教学艺术、教学能力、教学质量等方面,在教学实践中认真思考和总结,改进教学方法,才能使教学水平不断提高。
参考文献:
[1]习媛,胡燕萍.高校课程设计改革探索[J].商品与质量,2012(1).
[2]李世海,高兆宏,张晓宜.创新教育新探[M].北京:社会科学文化出版社,2005.
[3]许干,胡涛.课程设计教学改革的思考[J].科技信息,2007(18).
关键词:PLC 液压传动 综合性 设计性
中图分类号:TH137 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(a)-0157-01
液压传动是机械专业的一门重要的专业基础课,基于课程的应用性很强,实验课程就显得非常重要。近年来随着我校教学改革的不断推进和课程建设的不断更新,学校在强化液压传动理论教学的同时更加注重实验教学的质量。实验教学作为课堂教学的补充,通过实验室使学生更好地理解液压传动的基本理论,培养学生的实际动手能力和创新能力。但就目前我校液压传动实验教学的内容和方法来说,能让学生进行设计和创新的机会较少,因此,需要对本课程的实验教学方法和内容作一些调整和创新,提出综合性、设计性实验的思路。
1 液压传动实验教学现状
实验教学的目的是配合理论教学,使学生在实验过程中巩固课堂上所学的理论并有所深悟。但传统的液压传动实验中,由于种种原因通常是教师演示,学生被动的根据实验指导书的内容进行常规的验证性实验,教学效果一般。在实验中我们发现传统的液压实验具有以下缺点:(1)液压回路和实验内容固定、功能单一;(2)采用按钮控制或继电器控制,实验数据手工处理,实验数据精度不高;(3)学生自主设计的机会少,创新性差等。
2 综合性、设计性实验
为改变我校液压传动实验教学的这些不足,液压传动实验室中引进了多种包含PLC的液压拼装实验台。新型实验台的液压系统采用多种控制方式(按钮控制,继电器控制,PLC控制),实验过程包括从系统设计、元件组装到控制编程、性能实现等全过程。要想利用新型实验台达到提高教学质量,培养学生独立思考和动手实践能力的目的,必须在实验教学方法和考核方式上做革新,开设综合性、设计性实验。综合性实验力求使机械专业的学生在掌握液压传动基本理论的同时,熟练掌握PLC控制技术在液压系统中的作用,对学生进行综合训练。设计性实验是对学生独立思考、发现问题、解决问题和探索创新能力进行训练,要求学生根据实验任务要求和实验条件自行设计实验内容,包括提出实验方案,选择实验仪器,确定实验内容和方法,实现实验内容,分析实验结果的全过程。开展综合性设计性实验必须改变以往“教师演示、学生模仿”的教学方式,学生不再按照实验指导书一步一步地做,而是根据教师下发的实验任务书选择综合性实验任务。在了解实验任务的目的和要求后,学生自行查阅资料理解一些课程中没有讲述的原理性知识,设计并逐步完成实验内容。通过液压传动和PLC控制技术这两门课程的交叉融合,在新型实验台上开设综合性设计性的液压系统实验,不仅能够提高实验教学质量,还可以培养学生的动手能力,给学生提供更多的创新机会。
3 综合性设计性实验的实施过程
综合性设计性实验的实施过程参照课程设计的过程,由教师给每个学生下发不同的实验任务书,学生可以利用液压传动实验室和机电控制实验室的相关实验器材,根据实验任务书的要求完成实验的全过程。具体的实施过程可以总结如下:第一,根据实验任务书确定实验方案。学生可以根据给定的实验目的和要求设计实验方案,根据液压传动和PLC控制技术课程及其它相关理论的综合知识,设计出具有综合性实验目的的实验方案。第二,提交方案设计说明书。方案设计说明书中不仅要包括实验的目的和意义、所选择的实验器材,还要包括详细的实验内容,即绘制出相应的电气控制原理图和液压传动系统原理图,并设计出电路搭接和回路搭接实验的详细步骤。所提交的实验方案必须经实验老师的审核后方可开始实验。第三,模拟和实验。因实验过程中涉及到PLC控制程序编写,为避免由于程序错误造成液压控制系统硬件的损坏,在实验过程中首先要进行的是运用S7-200软件进行编程和模拟,在模拟过程中发现错误及时调整,程序模拟正确后方可搭接液压控制和传动系统。选择合适的液压元件和电气控制元件,根据设计的系统原理图搭接液压系统的液压回路和控制电路。通电之前须经实验老师检查,以免因电路连接错误而烧坏电气元件。第四,编写实验报告。在完成某一液压控制系统的回路和电气控制设计、系统组装、系统调试和结果分析后,学生要编写这一综合性实验的实验报告,格式参考课程设计的说明书。
4 综合性设计性实验的效果分析
通过综合性设计性实验使得学生的动手实践能力和理论创新能力都有了很大的提高,并加强了多课程体系的融合。首先,提高了学生查阅资料的能力。在实验的设计和准备阶段,学生需要查阅大量的资料,通过借助多种工具查阅国内外最新的科技文献,提高了学生主动学习的能力和查找资料的能力。针对所查阅的资料进行系统的分析和研究,不仅学有所用,更拓宽了学生的知识面。其次,提高了学生主动学习和自主实验的能力。学生在拿到实验任务书之后就要确定实验方案,设计实验内容。实验形式和内容不受约束,学生可以大胆设想,充分发挥专业所长和个人想象力,对制定的实验方案进行反复推敲,对编制的程序严格模拟,在实验过程中发现错误及时修正,直至达到实验目的和要求。在整个实验过程中,教师只起到监督和检查的作用,完全依靠学生的自觉性和主动学习的态度,充分锻炼了学生自主实验的能力。再次,提高了学生科学研究的能力。综合性设计性实验要求学生自己动手完成实验中的各个环节,并能对自己的实验结果进行分析,很好地展现了学生的想象力、观察力、创新思维、独立思考和逻辑判断能力,这些正是当前研究型人才所必须具备的素养。最后,提高了学生创新的能力。传统的实验教学过程中,学生大多是依据实验指导书中的方法和步骤按部就班地做,缺乏思考和创新的机会。而现在采用综合性设计性实验教学模式,给了学生充分的思考和想象的空间,更有助于学生创新思维的形成。学生与学生之间,学生与教师之间可以随时进行交流和讨论,及时解决实验过程中遇到的难题,将学生的学习形式由被动改为主动,不仅锻炼了学生的创新能力,更让学生充分体会到了学习研究的乐趣和学有所用的成就感。
5 结论
通过改进后的综合性设计性实验,不仅让学生自己设计实验回路,还让学生动手搭建回路控制系统,使原有被动、按部就班的“看”实验变成学生主动设计、解决现实问题与实践环节结合的“做”实验。通过多学科的综合运用,有效地将液压传动和PLC控制技术的理论知识与实践结合了起来。新实验项目的开发,有利于提高学生学习的兴趣及积极性,激发学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,为社会培养出所需要的学科交叉的综合型人才,可以更好的满足社会发展的需要。
参考文献
关键词:《液压传动》;教学;心得体会
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)53-0202-02
《液压传动》是机械工程类专业的专业基础课,对该门课程的掌握情况将直接影响到学生对后续专业课程的学习以及毕业设计,对学生毕业后从事与机械相关的工作也有很大的影响,因此,本门课程在机械类专业课程体系中占有特别重要的地位。笔者在专业课教学、毕业设计、实习等教学环节中,常常发现很多学过《液压传动》的学生对《液压传动》的相关知识掌握地并不扎实,甚至有些学生对液压传动的基本概念都不清楚,学生普遍反应《液压传动》是一门比较难学的课程。其实,《液压传动》的理论基础就是流体静力学和《流体动力学,流体动力学相对难理解一些,但本科的《液压传动》教学涉及到流体动力学的地方很少,这部分内容课堂上一带而过即可,流体静力学的基础知识就是帕斯卡定律,学理工的学生都很容易掌握,所以《液压传动》应该说并不难学,学生之所以没学好,我认为是这门课程有一个显著的特点,即实践性强,而学生恰恰没有这方面的实际经验,导致理解困难,因而教师在教授这门课程时,必须要采用与课程特点相适用的教学方法才能让学生容易理解并提高对这门课程的学习兴趣[1]。下面分享几点笔者从事多年《液压传动》课程教学的心得体会。
一、讲好绪论
绪论这一讲开好头,对后续的教学有极大地促进作用,在这一讲要达到以下几点教学效果:(1)让学生掌握液压传动的基本概念和基本原理;(2)了解液压传动的特点、发展和应用;(3)提起学生对本门课程的兴趣。
在讲液压传动的基本概念和原理时,我首先告诉学生传动的三种类型,即机械传动、流体传动和电气传动。液压传动是流体传动的一种,是目前工程实际普遍应用的一种形式,这样学生对本门课程就有了一个总体上的概念,然后通过“液压千斤顶”这个简单的例子把液压传动的基本原理讲清楚、讲透。通过液压传动基本原理的讲解,引出液压传动的特点及其发展和应用,特别是在工程机械、智能机械等学生比较熟悉和感兴趣的领域的应用,同时结合自己的科研项目,指出机械产品机电液一体化的发展趋势。为了让学生了解液压产品的发展现状,笔者在课堂上登陆了力士乐、阿托斯等代表国际先进液压水平的知名厂商的网站,浏览其产品。由于学生对工程机械相对了解一些,便以工程机械的行走马达、操作阀等关键元件的国内外价格差距和质量差距为例,指出国内与国外先进液压技术水平的差距,激发学生的学习热情和兴趣。
二、注重实验和联系工程实际
《液压传动》是一门实践性很强的课程,而学生基本没有相关的实践经验,因而在课程教学中要尤其重视实验课,注重与科研和实际的结合,这样学生才能对所学内容有感性的认识,明白所学知识的用途。在讲“压力单位兆帕”时,为了让学生有一个直观的概念,给他们看了一个用10MPa高压水切割岩石和水泥的实验照片(如图1所示),并提醒学生在以后从事液压实际工作时,要注意安全,切记要先让系统卸压再维修。再比如,讲“滑阀中位机能”时,要让学生深刻理解不同种类滑阀中位机能的特点、作用及正确选用,因此举了一个滑阀机能选用不当导致液压元件损坏的例子:学院的实验室有一个液压马达驱动大惯量飞轮的液压实验系统,马达的换向和停止采用一个三位四通电磁换向阀,做了几天实验后发现液压马达漏油严重,刚开始还以为是马达的质量问题,后来才发现是因为换向阀选了“O”型中位机能,换向阀由左位或右位打到中位时,马达进出油口被封死,转动的大惯量飞轮也被迫停止,导致液压系统产生了很大的液压冲击,马达密封被破坏,发生了漏油现象。笔者所在学校――中国矿业大学的各专业都有很强的矿业特色,在讲“典型液压系统”时,一般都是结合自己的科研项目,补充两个典型煤矿机械的液压系统,以开拓学生的视野,同时为后续《采掘机械》等专业课程的学习和毕业设计打下基础[2]。
上实验课是学生能够见到液压元件实物并自己动手操作和验证所学知识的主要途径,因而要特别重视实验课的教学,作为任课教师必须至少要带一组实验。为了提高实验课的教学效果,我要求学生每次实验课前要认真预习实验指导书,对难点问题,在课堂上预先讲解,这样学生对实验步骤和实验原理就比较清楚了,否则在实验课上教师怎么说学生就怎么做,会使学生不知其所以然,实验课的效果就大打折扣了。每次实验结束后,要求学生及时做实验报告,通过批改,对实验报告中反映出来的共性和难点问题进行详细讲解,必要时把关键问题在下次实验课上再进行验证。回路组合实验是要求学生自己动手组装回路的实验,我要求每个学生都要动手,在做完实验后,谁的手上没粘液压油,则该次实验不合格,从而鼓励学生在实验室搭建并验证自己设计的液压系统。
由于本门课程是大约一百名同学的大班课,把课堂教学放到实验室不现实,而实验课学时又不充裕,为了让学生对所学知识有直观地认识,我每次讲新的内容时,都从实验室拿几件相应的液压元件到课堂上,课前让学生先观察,课堂上再对照具体实物进行讲解,有效弥补了实验课教学学时不足的问题。
三、有效利用多媒体教学手段
本门课程和工程实际结合紧密,因而在教学中要尽量的把所讲内容具象化。在讲“液压传动的应用”时,给学生展示各领域液压设备的照片,有的还播放了视频;讲“各种液压元件”时,我也会播放相应典型产品的照片和视频。
液压元件的内部结构和工作原理在课程中占有很大的比重,这部分内容讲不好学生会感到枯燥无味,难以理解。对这部分内容,笔者一般结合液压元件的结构图和工作原理动画来讲解,利用结构图总结出液压元件的主要结构特点,再结合动画讲解其工作过程和工作原理,这样学生就很容易理解了,而且也提高了讲课效率。
如果学生对液压基本元件部分的知识掌握地不够扎实,液压基本回路和典型液压系统这部分内容就不容易理解,即使有的学生对液压元件部分学地比较好,对于复杂液压系统各基本回路间的相互关系和元件动作过程也不容易搞清楚,这部分内容我都用Fluidsim进行了动画模拟。Fluidsim软件是由德国FESTO公司和PADERBORN大学联合开发,专门用于液压、气压传动教学培训的软件[3]。利用Fluidsim做的液压基本回路和典型液压系统仿真程序能够直观地显示液流过程和对元件的工作状态进行控制,这样,不管液压系统多么复杂,其工作过程和原理都能直观地展示出来,不需要学生再想象各元件的动作和状态,对所讲内容很容易理解。
四、考核方法多样,注重过程考核
要让学生学好一门课程,一方面要激发学生的学习兴趣,另一方面也要加强督促,公平、合理考核。本门课程笔者采用了结课考试、实验、小设计和平时成绩综合考核的方式。
为了引起学生对实验课的重视,提高动手能力,实验成绩的评定不仅仅看实验报告,还要看学生在实验课上的表现,比如对动手能力强、清楚实验过程、独自设计液压回路并组装和验证的学生的实验成绩要给高分。除了平时布置作业,我一般还会安排两次过程考核,作为平时成绩的主要组成部分,一次是在课程中期利用一节课的时间安排一次小测验,一次是在课程即将结束时布置一次小的课程设计。课程设计以分组的形式进行,一组一个设计题目,设计的内容一般结合科研和工程实际,要求学生课后查阅资料,按照要求设计好后做出PPT,课堂上以小组答辩的形式考核,这种方式增强了学生的学习主动性,很受欢迎。
五、结语
通过上述教学手段和方法在《液压传动》课程中的应用,培养了学生的动手能力,激发了其学习兴趣,使得学生能更加直观地学习本门课程的内容,理解得更深刻,学习不再感觉枯燥,在学好本门课程的同时,也为毕业后从事相关工作打下了坚实的基础。
参考文献:
[1]赖云英.液压传动课程教学方法浅析[J].中等职业教育,2012,(7):40-42.
【关 键 词】 课程设计;液压传动;理实一体
一、课程定位与设计思路
(一)课程的定位
《液压传动》这门课程是工程机械专业学生必修的一门专业基础课程;它是以机械制图、机械基础、电工与电子等课程为基础,同时对后续的工程机械的液压系统分析与故障诊断,解决生产实践问题都有极其重要的作用。所以它在先修和后续课程中起到承上启下的作用。
几乎所有的工程机械都包含有液压传动知识,该专业对应的职业岗位有工程机械装配、调试、维修和售后服务。根据岗位要求的职业能力和职业素养,我们把该课程的目标定位为:培养具有一定职业能力的从事工程机械使用保养、检测、维护维修、运行管理及技术服务等工作的高素质技能型人才。
(二)课程的设计思路
基于该课程的定位,课程设计的思路从两方面考虑。一方面,根据行业和岗位特点,确定有效的教学内容和教学形式;另一方面,针对中职学生的总体特点,确定全新的课程教学模式。
将枯燥难懂的教学内容融入工作过程中,整个课程由若干个学习情境构成,每个学习情境包含不同的工作任务。希望同学们完成各个工作任务后对液压知识从认识了解到熟悉熟练。整个教学过程中知识点的难度在逐步增加,但希望教师的讲授程度逐步降低,从最初的讲授者、引导者直到学习的陪伴者;学生的学习自主度逐步升高,从最初的凝听者、参与者直到学习的主导者。
教学模式的确定遵照任务驱动、实践主导、能力拓展、教学做一体的原则,以典型任务为目标配以行动导向为指引;以学为主体,导为主线实现任务驱动的理实一体化教学模式最终实现课程的知识目标:够用为度;技能目标:从模仿到熟练;情感目标:职业素养的养成。
二、教学内容的选择
课程设计教学内容的选择有两方面考虑。一方面,以“必须”“够用”为度选取教学内容;另一方面,根据岗位要求构建若干学习情境,及各个实用典型任务。
每个工作任务包含任务目的,主要知识点及工作任务书三部分内容。学生以小组学习的方式完成各任务工作过程及工作任务书。教学全部在专业的理实一体化教室完成,用四周半的时间实行整体连续性教学。
三、教学过程的组织与实施
根据对学情的分析,15个典型工作任务基本采用的是六步教学法,这是参照了德国行动导向六步法,在理实一体化教学的实践基础上形成的。分为设疑定标,自主探究,合作交流,引导创新,自主展示,反馈评价六步。以第一个工作任务液压千斤顶为例:
第一步,设疑定标:教师布置信息收集任务,让学生明白任务目标;学生收集传动的例子。
第二步,自主探究:教师从学生感兴趣的生产实例引入,通过播放视频,从生活中常见的液压设备出发,从而引发学生对本课程的联想,为什么液压千斤顶是大力士?学生分组讨论、观察、研究千斤顶。
第三步,合作交流:教师设置千斤顶游戏,给出引导问题,引导学生玩游戏的过程中如何观察、体验、思考。学生小组合作完成游戏,根据老师设定的引导问题,小组讨论交流。
第四步,引导创新:教师根据重难点给出探讨问题,小组探讨。巡视各组的探讨情况,及时给出不同的意见和指导。学生按小组讨论探讨问题。学生在老师的点拨下突破重难点。
第五步,自主展示:教师听各个小组的成果展示。学生以小组为单位自主展示小组探讨结果。
第六步,反馈评价:教师小结并点评各小组在合作、探讨、展示中的表现。学生对本任务的完成情况进行小组互评、自评。完成工作任务书。
四、教学方法和手段
学习任务的过程中利用游戏法、兴趣法、反馈法、设问法等让学生分组探讨、自主学习、自我评价、理论联系实际实现知识的传递、迁移和融合最终促成学生养成良好的学习习惯,职业素养。利用透明教具、解剖教具、多媒体、动画视屏、实物图片等教学手段直观多样,激发同学们的学习兴趣。这样的教学方法和手段达到了一定的效果,让同学们的学习积极性和自觉性有所增加,整体反应良好。
五、考核与评价
对这门课程的总体考核与评价分四个部分。考勤与文明安全生产占20%;小组内表现(包括代表小组总结陈述,小组内讨论的积极性,任务执行的结果)占20%;操作表现占20%;期末考核占40%。其中期末考核包括操作,笔试,口试三部分。
该课程教学设计的特点是以任务驱动的理实一体化教学,教学模式注重学生能力拓展及多元化考核。
总之,教学设计是为了适应职业教育的不断深化改革,满足学生零距离就业的教学要求,使学生能够将课本上的理论知识和实际应用很好结合。在具体实施过程中,我们还需不断地总结分析并加以改进,让我们的教学为培养高素质的专业人才发挥更大的作用。
【参考文献】
(武汉理工大学华夏学院湖北武汉430223)
摘要:围绕“地方本科院校转型发展实践与政策研究报告”重在培养应用技术型人才的目标,从实验教学、课程设计两方面分析了实践教学现状,并提出了相应的改革措施;同时,结合机电专业人才培养目标及专业课程的设置,增加了设计性、综合性的实训环节,它将电气控制、PLC控制和气动系统有机结合起来,进一步提高了学生综合分析问题和动手实践的能力。
关键词 :转型发展;液压与气压传动;实践教学
中图分类号:TH137-4 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.07.0033
0引言
由于液压传动独特的技术优势,使得它在工程机械行业、汽车工业、现代农业、采矿与冶金工程、油气探测与加工、土木水利工程、航天与海洋技术、生物与医学工程、军事装备、国防工程等领域获得了广泛应用,成为工业、农业、国防和科学技术现代化进程中不可替代的一项重要基础技术,它具有综合性、应用性及实践性强的特点。
“应用技术大学(学院)联盟”地方高校转型发展研究中心2013年11月的《地方本科院校转型发展实践与政策研究报告》指出,“应用技术大学重在培养应用技术型人才,服务地方经济发展”、“注重技术应用,突出实践教学”。在该主旨下,如何改革《液压与气压传动》实践教学内容与教学方法,激励学生自主学习兴趣,提高学生动手实践能力,对地方性本科院校培养应用技术型人才具有重要的意义。
1实践教学现状分析
1.1实验内容陈旧、设备落后
当前武汉理工大学华夏学院液压传动实验内容主要分为典型液压泵、液压阀的拆装实验(属开放式实验,学生自由安排实验时间)和液压泵、溢流阀以及进油节流调速回路的性能实验。实验课时共计6学时。结合课堂教学的理论知识,学生亲自动手对常用液压泵、液压阀进行拆装,可加深对其结构、工作原理的理解。液压泵性能实验,主要让学生了解测试液压泵基本性能(如压力、流量、容积效率以及总效率)的方法,得出泵的性能曲线,一方面可根据理论知识,判断实验数据的正确性,另一方面反过来可验证课本理论知识的准确性。溢流阀性能实验,主要让学生了解溢流阀稳定工作状态下的静态特性,学会溢流阀静态特性中的启闭特性、压力稳定性、卸荷压力等测试方法,得出溢流阀的启闭特性曲线。进油节流调速回路性能实验,主要让学生得出不同通流截面积下的速度-负载特性曲线,并能分析它们的调试性能。不管是拆装实验还是性能实验,均属于认知性与验证性实验,不利于提高学生的设计和综合应用能力。实验内容过多地侧重于液压元件的性能测试,弱化了对液压系统基本回路的实践,不利于学生综合应用能力的培养。实验设备落后、直观性差,学生对实验缺乏兴趣。
1.2课程设计整体质量不高
课程设计是液压传动实践教学环节必不可少的组成部分,主要考查学生对理论知识的综合分析与应用的能力。课程设计环节时间仅一周,但设计的内容包括明确液压系统设计要求、分析液压系统工况、确定液压缸主要参数、论证系统方案、拟定液压系统原理图、通过计算选择液压元件、验算液压系统主要性能等。学生要在一周的时间内翻阅大量文献资料,独立完成一个质量较高的课程设计,难度非常大。
2实践教学改革
2.1实验教学
引进新的实验得设备,开发新的实验内容。目前用得较多是快插任意组合式液压传动综合教学实验台。改进实验教学方法,将典型液压泵、液压阀的拆装实验穿插在理论教学中,将理论教学迁至实验室进行现场教学,学生对照实物学习,能更好、更快地消化吸收新知识,同时还能提高学习兴趣和积极性。将实验安排在相应的理论教学过程中,比如液压泵性能实验,在液压泵知识点全部讲完之后,立马进行液压泵性能实验,这样不仅能避免学生对理论知识的遗忘,反过来可进一步强化对理论知识的记忆,加深对理论知识的理解。为了提高学生亲自动手能力,每次进行实验时,按小组进行,一班分成2~3组,保证每台实验设备3人左右,尽量要求每位学生亲自动手操作。加强实验内容在课程中所占的分值,比如:在课程考试试卷中,增加实验考题或者提高实验在平时成绩中的考核比例,让学生充分认识到实验的重要性。
2.2课程设计
课程设计选题应结合液压传动的技术特点,立足于服务地方经济发展,选择工程实践性较强的课题作为设计题目。比如工程机械行业常见设备:混凝土泵车、挖掘机、叉车等某一子液压系统作为课程设计题目。由于课程设计时间短,要提高课程设计整体质量,靠学生的“单打独斗”是不行的,必须依赖团队的力量。因此,实际操作过程中,可将3~5人分为一个团队,每个团队挑选一个组长,负载整个团队的统筹、协调工作。由组长根据组员意见挑选课程设计题目,并定期汇报整个团队的成果以及遇到的难题,带课老师及时给予解答并做好考评登记。答辩时,以小组为考核对象,对其中的每个成员所负责的设计内容进行考评。这样,不仅能提高学生分析问题、解决问题的能力,同时还能提高团队合作能力。
2.3综合实训
根据“地方本科院校转型发展实践与政策研究报告”重在培养应用技术型人才的特点,结合实验内容与课程设计的局限性,开发设计性、综合性的实践环节势在必行。综合实训是将过去简单的、独立的实践环节转变为综合性、设计性的大型实践训练,旨在实践中提高学生查阅资料、发现问题、提出问题和解决问题的能力。因此,根据机电专业人才培养目标及专业课程的设置,开发了新的综合实训内容即“基于PLC控制的气压系统设计与开发”,它将电气控制、PLC控制和气压传动有机地结合起来,实现了多学科之间的交叉融合。综合实训学时为2周,实训分为三个阶段,第一个阶段确定实训团队(每个团队3~5人)及其课题,下发任务书,给定已知条件,动员学生利用图书馆、网络等查阅资料;第二阶段理论设计,根据现有实验器材和已知条件,设计气压传动系统及其电气控制电路,PLC控制的硬件和软件设计;第三阶段在实训平台上搭建气压传动系统,完成控制系统接线,输入控制程序,验证设计结果。实训平台如图1所示,它由电源模块、PLC模块、气动元件模块、按钮模块、继电器模块等组成,采用双面布置,多个团队可同时进行实训。
综合实训不仅加深了学生对课程理论知识的理解,强化了学生动手操作和实践的能力,激发了学生学习的兴趣和积极性,同时还培养了团队合作意识,为以后进入企业工作打下基础。
3总结与展望
液压与气压传动课程是工科机械类专业一门非常重要的专业基础课,也是一门实践性很强的课程,根据地方本科院校应用技术型人才培养目标,应不断改革和创新实验内容、实践教学方法,提高学生工程实践能力。除此之外,在转型发展大环境下,学校应健全校企合作机制,引进当地企业高端技术人才来校讲课或将学生送进企业进行技术培训或在校内建立校企合作培训班,落实“培养应用技术型人才,服务地方经济发展”的办学宗旨。尽管这些目前较难实现,但相信在后续转型发展中,这些问题都能迎刃而解。
参考文献
1刘振天.地方本科院校转型发展与高等教育认识论及方法论诉求[J].中国高教研究,2014(6)
2倪君辉.地方本科院校液压与气压传动课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备,2014(20)
关键词:高职教学;液压传动控制技术;任务驱动法;应用实践
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.048
1 课程设计
(1)课程介绍。液压传动控制技术是高职教育的重要学科,主要是教授学生液压元件的基础知识,使学生正确识别各类液压元件,详知各个液压元件的工作原理,在此基础上能够独立的诊断和排除液压设备的故障。该技术具有较强的实践意义,常常应用于工业生产和实践中,对于保障工业生产的连续性和安全性有着十分重要的作用。
(2)设计思路。教师应将液压传动控制技术教材上的内容进行归纳和细分,在上课之前向学生布置相关任务,学生之间可以自由形成学习小组,每组6-8人,小组成员分工合作,在课余时间搜集资料,共同制定解决方案。各个小组中还应选出一名学生负责在课堂上讲述方案设计理念和问题的解决思路,最终由教师对各个小组的表现予以总结和点评。通过师生之间的讨论交流探索出最佳的方案,以达到完成任务的根本目的。教师还应经常安排实验课程,让学生通过动手实践验证方案的可行性,使理论和实践真正的结合到一起,以快速提高学生的实践能力。
(3)设计流程。1)任务引入。以液压缸的选择为例,根据液压缸的特点和工作原理为特定的工作环境选择出性价比最高的液压缸;2)制定方案。学生可以到书籍和网络上搜集资料,通过教材明晰液压缸的种类、特点、工作原理和具体的工作环境,根据任务要求的工作环境制定具体方案;3)课堂讨论。教师可以借助现代化的教学设备组织实施教学,运用多媒体将学生制作的液压缸课件进行演示,为其他学生提供清晰的参考素材,促使学生积极参与到讨论中,检查该方案是否合理,指出其中的不足之处,同时对自身的方案加以完善,以提高学生的课堂参与度,加深学生对知识的理解和掌握程度;4)总结评估。在各个小组都演示完毕后,教师要对每个小组的表现进行客观的评价,对各个小组成员的辛勤付出加以肯定,指出方案中需要改进的地方,综合各个小组的发言总结出最具有实践价值的实施方案。教师还应对液压缸的相关知识进行拓展延伸,例如运用类比教学法将液压马达与液压缸放到一起教学,比较二者的相似点和不同点,促使学生对液压马达形成系统的认识,以便于学生对液压传动控制技术该门学科的整体理解和运用;5)结果应用。在实验室模拟液压缸的工作环境,让学生将各自选择的液压缸放到实验台上,检验其是否能够正常工作;如果液压缸不能工作,那么说明该方案不具备可行性;如果液压缸可以工作,那么对其工作效率进行计算,参考液压缸的工作效率与市场价格,用科学可靠的数据说明各个方案的优劣,使学生更为信服。
2 任务驱动法的教学优势
(1)提高了学生的学习能力。传统的液压传动控制技术课程只需要学生带着耳朵,在课堂上认真听讲,而不需要学生提问和发言,学生与教师之间缺乏交流和互动。这种教学方式很难吸引学生参与其中,学生对于晦涩难懂的知识无法理解和掌握,很难产生学习兴趣,导致课堂效率十分低下。采用任务驱动法使学生做好课前预习,学生会对将要学习的知识有个大致的了解,在课堂上能够更快的理解知识内容,同时通过查阅资料会提高学生的自主学习能力,有助于学生日后的独立学习。
(2)有助于学生的全面发展。液压传动控制技术是理科知识,与机电、自动化等学科密不可分,以往的高职教育只重视培养学生的理性思维,却忽视了训练学生的表达能力。采用任务驱动法激励学生在课堂上发言,在课下参与讨论,能够显著提高学生的语言表达能力,而且采用分组竞赛的教学形式很好的培养了学生竞争和合作的意识。除此之外,学生在查阅资料时还可以锻炼信息的采集和筛选能力,从而快速的提取自身需要的资料,所以说任务驱动法对于促进学生的全面发展大有助益。
3 实施任务驱动法的必备条件
(1)对教师的要求。任务驱动教学法将高职教学的课堂环境由静态转变为动态,教师无法像以往一样完全掌控课堂,也不能预知学生将要提出的问题,因此需要教师具备良好的职业素养和应变能力,能够对学生提出的问题作出细致、精准的回答,切实的帮助学生解决各类实际问题。教师应该鼓励学生大胆提问,对于简单的问题也不要敷衍或是苛责学生,要平等对待每一位学生,表扬性的话语要多于批评和指责,让学生感受到教师的关心和爱护,从而逐渐积累学习液压传动控制技术的兴趣。教师还应经常与企业和工厂的技术人员交流,不断完善自身的知识和技能,并根据企业的岗位要求设置课堂任务,使液压传动控制技术教学更具有实践价值。
(2)对教材的要求。以往的教材注重知识的系统性、渐进性,忽略了学科间的联系和理论联系生产实际,知识应用于生产的要求。任务驱动法对教材的要求较高,综合起来应满足下面5个条件:1)应具有一定的学习价值和实践意义;2)能将某一教学课题的理论知识和实践技能结合在一起;3)与企业实际生产过程或实现的商业经营活动有直接的关系;4)学生有独立进行计划工作的机会,可以自行组织、安排自己的学习行为;5)有明确而具体的成果展示。
在编写教材的过程中,需要按照这5个条件设计项目,同时也需要在各个项目中渗透整个《液压传动控制技术》的理论知识,保证学生学习知识的完整性。
4 小结
液压传动控制技术是机电一体化专业中的必学科目,将任务驱动法应用到该科目中能够显著提高学生的各项能力,促进学生的全面发展,使学生成为符合企业需要的复合型人才。高职教师应该加大对任务驱动教学法的研究,并将其推广应用到其他科目中,让其他专业的高职学生都能够从中获益,使高职学生在就业时具备更为明显的优势,以帮助学生早日找到心仪的工作,为企业和工厂输送更多的复合型人才,从而创造高校、企业、学生的和谐共赢局面。
参考文献:
[1]韩京海,张春阳.项目教学法在“液压与液力传动”中的教学实践[J].中国电力教育,2011(04).