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关于《液压传动与控制》教学的研究与探讨

时间:2022-03-03 08:08:22 来源:网友投稿

摘 要: 《液压传动与控制》不仅是一门融流体力学、机械设计、机械原理、电工学、加工工艺和自动化控制等多方面知识于一体的综合性课程,而且是一门与生产实际紧密联系的专业性基础课程,使学生掌握常用的液压元件、液压基本回路的性质,目标在于培养学生读懂一般机床和工程机械液压液压系统原理图及设计中等复杂程度液压系统的能力。在课堂教学环节,主动激发学生对工程问题的兴趣;在实践教学环节,培养学生的工程意识、实践能力。

关键词: 液压传动与控制 工程意识 实践能力

为了适应二十一世纪社会对人才的需要,许多高等院校已经着手进行大量的教学改革,旨在培养大学生的实践能力。在教学改革方面采取了很多有效的措施,取得了一些成果,也发表了不少的教研文章。但是,很多高校由于各方面资源的限制,多数情况下只在生产实习、毕业实习及专业教学中突击强调学生实践能力的培养,而在专业基础课的教学中却很少提及工程意识、实践能力的培养和教育,成果也不多。因此,对于工科院校大学生来说,工程意识、实践能力的培养和教育应从制订培养计划开始,并落实到与工程有关的各门课程的教育教学中,使他们能够明确自己的方向和目标,在毕业后对自己从事何种职业有一个初步的定位。为此,我在《液压传动与控制》的理论教学和实践教学环节进行了如下尝试。

1.突出课程特点,强调其在工程应用中的重要性

液压传动相对于机械传动等传统的传动来说,是一门新学科。然而,随着科学技术的不断发展,对液压传动技术的要求越来越高,液压传动技术自身也在不断发展,特别是二次世界大战期间及战后,由于军事及建设需求的刺激,液压技术日趋成熟。上世纪70年代以来,由于原子能技术、航天航空技术、控制技术、材料科学、微电子技术等学科的发展,又一次次将液压技术推向前进,使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术,在国民经济的各个部门都得到了应用,如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等,采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。

目前,在工科院校的机械类相关专业中,“液压传动与控制”是一门相当重要的技术基础课,在国民经济生活的各个领域都涉及液压传动,包括液压传动、液压控制等。从近几年学生的就业情况来看,很多大型工程机械企业到学校招聘都需要大学生具备液压传动相关的专业知识,有的企业甚至将其作为笔试、面试必考的科目。因此,学习和掌握这门课程的知识,对今后就业和从事科学研究、产品开发、技术创新、设备管理和维护及售后服务等诸多方面都具有十分重要的意义。

2.结合理论和实践,引导学生对工程问题的思考

液压传动是一门同实践紧密相连的专业基础课,在各章节的教学中,通常都要用图讲解液压元件、回路、系统的原理、结构和特点,而学生缺乏工程实践的经验,真正要全面理解和掌握这些知识时常感到吃力,因此在教学过程中要不断开发新的教学方式,培养学生对这门课程的兴趣,引导学生思考。

2.1创新教学手段,充分利用多媒体教学。

多媒体教学是现代化教学的一种重要手段,它能很好地把文字、图形、图像、视频、动画和声音等信息载体有机地结合起来,并通过计算机及其网络将授课的内容传递给学生。然而,液压传动的教学不同于其他课程的教学,仅仅借助于这些现代化的教学手段还是无法达到理想的效果的,因此要用启发式、参与式、讨论式和质疑式等教学方法和手段调动学生思考问题的积极性,由被动接受变为主动思考,使课堂气氛活跃起来。此外,教学的内容以基本概念、基本原理为主,突出重点的同时分散难点。授课的内容不能完全依赖教材,要注意结合一些工程实践对某些知识做进一步的延伸,引导学生积极思考,加深对课堂知识的理解,不断提高学生综合分析问题的能力。

2.2引导学生积极思考。

在实际教学工程中不仅要有实例,还要引入自身遇到或见过的实际工程问题,并就此展开分析和讨论。例如在讲解液压泵时,分析了液压泵的工作原理之后,对困油现象、泄漏及密封等问题加以说明,引导学生思考如何解决这些问题,如:为了提高齿轮泵的容积效率,除了采用浮动轴套、浮动侧板之外,还有没有其他方法?又如在讲解单作用叶片泵受力情况时,为了改善叶片的受力状况,设计中把叶片朝旋转方向向后倾斜一个角度(用力三角形分析叶片受力情况)。由此可以提出:为什么双作用叶片泵是把叶片朝旋转方向向前倾斜一个角度?叶片前端有一倒角,如果在装配是没有注意,倒角反向了,就有可能会出现什么问题?同时,可以列举一些工程实践中出现的故障,引导学生一起分析故障的原因,激发学生对工程问题的兴趣。

3.增强工程意识、实践能力

对理工科大学生,提高综合素质的一个重要环节就是实验与实践教学相结合,注重激发学生思维,不断提高学生分析问题、解决问题的能力。

在实验教学环节,由具有高级职称的实验老师独立指导,并将实验中存在的问题直接反馈到任课老师,这样便于任课老师在理论教学中有目的、有针对性地把理论和实验内容结合在一起,使学生加深对实验及理论知识的理解,有助于学生有目的性地完成实验内容。在实验教学环节,指导老师只需把实验目的、内容和步骤向同学简述一遍,有的操作过程稍加示范,然后提出一些思考问题,让学生在实验过程中进行观察和思考,并找到解决的方法。如在阀类结构实验中,提出先导式溢流阀、调速阀中的各种孔道是怎样联通的?工作过程中油液是怎样流动的?阀芯是如何动作的?为什么二位四通换向阀在阀体上有五个油孔?阀芯两端的压力油是如何卸掉的?引导学生观察、思考和讨论。

由于缺乏生产实际,产品结构和制造工艺等方面的知识,有的问题学生们很难给出满意的答案,这时教师可以留出专门的答疑时间,为学生们解答这些问题,并鼓励学生树立信心,细心观察,认真思考,在思路上还可以慢慢延伸到原理设计、强度设计、结构外形设计、工艺设计等方面。教师在教学中要启迪学生的思维,让学生懂得把前人的一些设计方法和技巧化为自己的知识及能力,注重对学生进行工程意识、生产实践能力的锻炼。

4.结合实践教学,综合运用理论知识

理工科院校的大学生都要参加生产实习和毕业实习,在此期间,除了重点要了解各专业方向的专业知识和工艺规程外,还要求学生了解工程机床的动作循环,能够在生产现场技术人员的指导下,根据工厂设备管理部门提供的设备驱动及控制原理图纸,对照设备进一步了解传动系统结构原理和特点,以及控制系统原理,使课堂知识不断强化,更加牢固地掌握基础知识。

同时,每年都安排部分学生选择液压传动与控制领域的课题作为毕业设计题目,从历年的情况看,这些学生都取得了较好的成绩,有的继续深造的同学也选择了液压传动作为自己的研究方向。如今年就有同学完成了先导式溢流阀的结构设计,通过改变结构设计提高了动作的灵敏度,减少了设计制造成本;又如有同学完成了底孔弧形工作闸门液压启闭机液压系统的设计工作,在已有液压系统的基础上提出了自己新的见解,系统的可靠性得到提高,两位同学的毕业设计均被评为优秀。

5.结语

多年来,我们通过改变教育教学方式,在教学实践中充分利用课堂教学、实验和课外实践的有利条件,把理论教学、实践教学和工程意识、实践能力的培养和教育很好地结合起来,为学生走向社会,尽快适应工作环境做出了一定的努力,也取得了一定的成效。

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