主頁 > 技術文章 > 少課時《液壓與氣動》課程教學實驗環(huán)節(jié)改革的探討與實踐 2024-09-28

少課時《液壓與氣動》課程教學實驗環(huán)節(jié)改革的探討與實踐

摘要： 針對《液壓與氣動》課程的特點和課時量減少的現狀，從教學體系的調整、多種教學手段的應用、實驗環(huán)節(jié)的改革等方面，對如何激發(fā)學生興趣，提高教學效果進行了探討。
引言：
     《液壓與氣動》是機械類專業(yè)的必修專業(yè)基礎課程之一。一方面，隨著計算機技術和制造業(yè)的發(fā)展，液壓氣動技術越來越廣泛地應用于工程機械、農業(yè)機械、礦山機械、機床、航天航空等領域，機電液氣一體化已成為現今機械設計和發(fā)展的趨勢；另一方面，因為課程數目的增加和課程改革的深入，液壓氣動課程的課時量卻有所減少，這就對該課程的教師提出了更高的要求，怎樣在有限的課時內讓學生對液壓與氣動有更深入的理解成為目前教學所要解決的核心問題。[1-3]筆者認為，改變傳統(tǒng)的教學體系是在教學量減少的前提下提高教學質量的可行措施，此外，多種教學手段的使用、實驗環(huán)節(jié)的改革也可以起到提高學生興趣，加強教學效果的作用，下面就從這三個方面談談筆者的一些體會。
1、教學體系的調整：
     目前國內的液壓氣動教材的編排，多按以下結構：液壓與氣壓基礎知識、液壓與氣壓元件、液壓與氣壓回路、系統(tǒng)設計。筆者通過教學實踐發(fā)現，在課時減少的情況下，按此體系教學，會產生如下問題：
        1.1 課時量不足，導致元件回路都無法講透，學生學習過程中難以很好理解課程，容易出現知識鏈的斷接。
        1.2 由于液壓氣壓元件結構繁瑣，細節(jié)較多，將該部分放在前段容易讓學生感覺課程枯燥乏味，喪失學習動力和興趣，從而影響接下來的教學效果。
        針對這些問題，筆者認為，想要提高學生的學習興趣，提高教學效果，必須把灌輸式教學轉換為引導式教學，要逐步誘導學生深入教學內容，步步為營，層層遞進。因此，筆者在教學中對教學體系做了調整，不再將元件部分放在回路之前，而是將元件部分穿插在回路部分之中進行教學。具體來說，就是在講解回路的過程中，對涉及到的重要元件再做專門的講解，考慮到課時的限制，在講解元件的過程中，應注重工程應用，可以適當省略某些繁瑣的結構細節(jié)。
　　譬如在講解順序動作回路時，可以先播放一段鉆床自動夾緊、進給、退出到松開的加工視頻，利用視頻先吸引學生的注意力，并引導學生在頭腦中提出問題；其次，講解一種典型順序動作回路的工作過程，再提出順序閥如何實現此功能的問題，進一步激發(fā)學生的求知欲；再次，講解順序閥的結構形式和主要特性；最后，基于順序閥講解其它相關回路，并舉例。
　　這樣的教學方式，除了可以提高學生的學習興趣，還能夠在課時有限的情況下，有效地讓學生對所學知識形成體系。
2 、多種教學手段的使用：
　　通常，學生對文字和公式的單純刺激容易產生疲勞，教育心理學的研究表明，人在注意特定事物時，注意力很難維持很久，有意注意的穩(wěn)定性一般為40分鐘[4]，而課堂上因為存在很多潛在的干擾，學生的注意力更容易分散，所以，只有不斷增加新的刺激，才能讓將學生的注意力重新拉回到課堂上來。多種教學手段的應用不僅可以在課堂內很好地起到這樣的作用，還可以將教學拓展到課堂之外。
        2.1 多種教學素材和多媒體的合理搭配教師應該在課前準備盡量多的素材，例如圖片和視頻資料，然后通過多媒體呈現給學生，這些視覺效果強的材料往往可以吸引學生的注意力，讓學生產生好奇心和求知欲，例如在第一條中說的例子。并且，素材的選擇不應局限于工程機械、機床等，還應該多找一些貼近生活的素材，例如，游樂場里就經常利用液壓設備，展示這些機械，更能激發(fā)學生的興趣。
2.2 應用軟件和多媒體的合理搭配液壓氣動是一門較為抽象的課程，回路圖里的壓力看不到、摸不著，學生不容易有直觀認識，因而可能造成理解上的障礙。一些應用軟件的使用可以提高學生的認識程度。例如筆者所在教研室就引進了Automation Studio軟件，該軟件擁有強大的液壓氣壓回路的設計能力，即使在課堂上使用也很方便，只要調出元件就可以快速組成回路，回路運行時可以顯示閥口的即時壓力、溫度等參數，既省時間，又直觀易懂，必要時，還可以給回路加上電路控制，也可以調用一些完整的液壓氣壓系統(tǒng)向學生演示。此外，可以利用Proe等3D設計軟件繪制三維元件圖，這樣可以將元件的內部結構更完美地呈現給學生，便于學生理解。
        2.3 注重教師和學生間的互動要改變老師從頭至尾講解的教學模式，讓學生更多地參與到教學當中，這樣，既可以吸引學生的注意力，又可以即時檢驗教學效果，發(fā)現學生的薄弱環(huán)節(jié)�；拥男问揭部梢远鄻踊�，除了向學生提問，還可以利用前面說的Automation Studio軟件讓學生用給定的元件現場設計回路，完成后可以馬上檢驗回路是否可行，還可以設計一些故障回路讓學生排除故障。特別在每堂課的后期，學生注意力容易分散的階段，采用這樣的手段復習已經講過的內容，可以取得很好的效果。
        2.4 網絡技術的應用為教師提供了網絡教學平臺，利用該平臺，教師可以上傳一些素材，也可以提出一些問題讓同學們回貼討論。網絡手段的應用讓教學不再局限于課堂，增加了教學的靈活度和自由度。
3、實驗環(huán)節(jié)的改革：
        3.1 實驗應該和教學緊密結合，實驗的設計和時間安排應該要滿足教學的需要，補充課堂講授的不足，并且和教學同步。所以應嘗試擯棄以往實驗歸實驗，講授歸講授的教學模式，需要的時候，可以嘗試直接在實驗室授課。比如，在講授某些元件的時候，如果讓學生直接面對實物，理解起來會更容易，也更深刻，同時，將部分講授課和實驗課融合，可以節(jié)約課時。
        3.2 將老師的科研加入實驗環(huán)節(jié)。科研項目或者涉及科學前沿，或者與實踐緊密結合，利用一到兩節(jié)課時間向學生展示和介紹科研成果和進展，既可以開闊他們的眼界，又可以提高他們的學習興趣，樹立遠大的目標。比如，粘度是液壓油的重要性質，但單靠課堂講解，很難讓學生對粘度有深刻的認識，筆者帶學生參觀潤滑試驗臺，并且用不同粘度的潤滑油做潤滑實驗的演示，這樣便讓同學們更廣泛地理解了粘度的意義。又如，筆者向學生展示課題組自行研制的氣動枝剪機械，并向他們說明機械的設計原理都是課堂上學習的內容，從而提升學生的自信心。
        3.3 條件允許的情況下，還可以增加液壓與氣動的課程設計環(huán)節(jié)，進一步提高學生理論聯系實際的能力，這點目前已經列入本教研室的未來計劃。
        3.4 鼓勵并指導學生在各種設計大賽中使用液壓與氣動技術。筆者所在教研室在這方面做了大量工作，指導的學生在歷屆全國機械創(chuàng)新大賽中獲得了突出成績。參與這些設計比賽可以讓學生的設計能力有質的提高。

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