液壓與氣壓傳動教學改革的探索與實踐

摘 要： 《液壓與氣壓傳動》是機械類各專業重要的專業基礎課之一，為了適應21世紀科技發展和社會主義市場經濟建設的需要，全面加強該課程建設，形成一套由課堂講授、實驗教學、課外練習和科學考評相結合的全方位、多層次的教學體系，充分利用以計算機技術為基礎的現代多媒體教學，對課程內容、教學手段及教學方法的改革進行探索與實踐，提高了教學質量，較好地完成了教學任務。
   液壓傳動技術是二十世紀四十年代發展起來的一門新型傳動技術，它的出現大大地促進了機械行業的自動化，隨著以信息技術為代表的高新技術與機械行業相結合，液壓技術得到了迅速發展。機械、電子、液壓、計算機等技術集成的機電液一體化技術，使機械設計和制造的模式發生了深刻的變革，液壓傳動的應用程度已成為衡量一個國家工業水平的重要標志之一。
一、發揮集體優勢，提高整體授課水平：
        為了提高授課教師的整體授課水平，首先成立《液壓與氣壓傳動》課程組，課程組是實施該門課程教學研究和教學改革的穩定群體，其任務是制定課程的教學大綱、教學內容和組織教學研究活動，討論課程的教學方法，改造和建設實驗教學設施，加強課程建設等。課程組堅持聽課制度，教師之間互相聽課、互相交流；采取傳幫帶，老教師對年輕教師言傳身教，實行年輕教師培養的導師負責制。幾年來的教學實踐證明，成立課程組對于加強教師隊伍建設、教材建設和實驗室建設；加速教學改革、提高課堂教學質量都起著至關重要的作用。課程組的任課教師相對穩定，形成一支知識結構、年齡結構比較合理的教學梯隊，每位教師都有鍥而不舍的進取精神和強烈的責任感。
     課程組首先根據學時要求確定合理的教學大綱，然后對教學內容和教學對象進行分析，確定課程的教學重點，通過群體集思廣益優勢，擬定課程的最佳教學內容，優化的教學內容不僅有系統、有重點，更具備適宜的深度和廣度，富于啟發性，有利于培養學生的創造思維能力。同時集中各位教師在教學方法上的長處和特點，結合各章節具體情況，采取注重學生能力培養、促進創新意識的“啟發式”教學方法，在授課中以實際問題為引線，引導學生積極展開思維，使學生與教師思維同步運動，產生思維的共鳴，充分調動學生學習的積極性和主動性。對于一些有思考價值的結論不是急于托出，而是盡可能地啟發學生，創設思考的環境。幾年來，課程組的每位教師不但積極參加教學活動，而且注重科學研究和理論水平的提高，并及時把教學研究科研中的最新成果引入到教學環節中來，讓學生對所學課程在現代生產中的實際應用情況多作了解，以培養學生的創造性思維能力，形成了全方位優化的教學方法，提高了該課程的整體授課水平。
二、采用多媒體手段提高課堂教學效果，
  加強學生能力的培養具體包括以下幾方面內容:
  1) 改革教學方法，提高課堂質量。在學時壓縮的情況下，堅持“必須、夠用”的原則，做到內容簡練、重點突出、層次清楚。為了提高課堂教學質量、擴大學生的知識面，需利用圖文并茂、生動逼真的教學環境，把不同教學內容按教學目標的要求組成一個有機的整體，極大地增加了授課的信息量，使教學過程的輔助時間大大縮短，提高了課堂教學效率和教學質量，較好地解決了學時減少、教學內容增加的矛盾。
  2) 采用實物及實物錄像解決課堂教學難點。液壓元件結構組成及工作原理是本課程的重點和難點之一，掌握這部分內容是閱讀和設計液壓回路及液壓系統的基礎。但是由于學生缺乏實踐經驗，對復雜元件的結構很難弄懂，其工作原理也不容易理解。針對這種情況，為了化難為易，一方面錄制了“液壓元件結構與組成”實物錄像片，將典型的液壓元件逐一解剖分析，真實、直觀地展示了液壓元件的結構組成，學生觀看后，很容易就掌握了液壓元件的結構組成；另一方面，利用多媒體課件對各種液壓元件的結構形狀、組成和工作原理進行三維動畫仿真演示，增加了立體感和真實感，從而使學生對液壓元件工作原理的理解變得深刻，有效地解決了教學難點，也提高了學生的學習興趣。
   3) 采用形象化的教學手段對基本回路和典型系統進行仿真演示，改善課堂教學效果。 
《液壓與氣壓傳動》課的另一個特點是液壓基本回路圖和液壓系統圖較多，且液壓基本回路及典型液壓傳動系統的工作原理是本門課要求學生掌握的重點內容之一。為了調動學生學習的積極性和主動性，讓學生更好地理解和掌握基本回路和典型系統，制作了“液壓與氣壓傳動CAI"課件，通過二維動畫仿真技術，用豐富的色彩、形象的圖像和運動的畫面，將液壓回路及液壓傳動系統的工作過程逼真地演示出來，枯燥的黑白圖片被賦予活力。根據專業不同而選擇不同的典型回路進行演示，極大地調動了學生的學習興趣，有效地改善了課堂教學效果。
三、加強實驗教學，提高學生的創新能力：
    《液壓與氣壓傳動》課程實驗的目的在于使學生掌握基本的實驗方法和實驗技能，加深理解和鞏固課堂講授的理論知識，培養理論聯系實際的工作作風，使學生對液壓傳動系統中常見的元件的內部結構、工作原理等有一個更加深刻的理解和認識，并能自行連接液壓基本回路。為了使實驗更貼合教學實際，完成既定的教學任務，自行設計制造液壓傳動綜合實驗臺，并編寫與之配套的實驗指導書。通過液壓傳動實驗，使學生初步具備對液壓元件、液壓回路的組裝和測試的綜合能力、正確處理實驗數據和分析實驗結果的能力、運用所學的理論知識解決實際問題的能力，提高學生的綜合素質，為今后在工程實際中設計性能優良的液壓傳動系統打下堅實的基礎。為此鼓勵學生自己設計回路進行實驗，以鍛煉學生的動手能力，注重培養學生的獨立實驗能力和創新能力。除此之外，有些章節的課堂教學可以直接搬進實驗室，淡化教室和實驗室界限，使傳授知識和訓練能力融為一體，這種將課堂教學和實驗教學相結合的方法深受學生歡迎。
四、強化訓練，科學考評：
     本課程可以改變傳統的課程考核方式，取消閉卷筆試考試，采取理論與實際相結合的考試方式，即學生自己設計一套液壓傳動系統，繪出工作原理圖，然后在實驗室自己選擇調整液壓元件，實現系統規定的動作。根據系統設計的復雜程度和演示效果進行評分，再結合平時作業和平時實驗報告最終評定成績。
    通過有目的、有針對性的考核和檢測活動，一方面考查學生的學習狀況，督促和引導學生認真學習，鞏固所學知識；另一方面，通過對學生學習結果的評價，可以檢查和反映教師的教學效果。因此，考試的目的是通過對“教”與“學”的雙向檢測，幫助學生、教師和教學管理人員發現課程教學中存在的問題，進而改進課程教學，不斷提高教育質量。為了實現這一目的，實行教考分離是行之有效的措施。然而要實現教考分離，建設試題庫并使用試題庫進行考試是非常必要的。
    試題庫既能為課程教學改革服務，使考試科學化、規范化，減輕教師的工作強度，又有利于監控教學質量，是加強教學管理工作的重要手段之一。液壓與氣壓傳動課程面廣量大，通常在機械類專業及其它相關學科專業每屆都有十幾個班級開設該門課程，通常考試時都是各任課教師各自出題，難免具有片面性，而且題目保密性差，各班成績也不具有可比性。我院從2007 年開始使用課程組自行開發試題庫，與傳統的任課教師經驗命題、手工組卷的考試方法相比，使用試題庫出題，在教學管理上能做到保密、高效和靈活地編制出所需要的試卷，有利于教考分離，能夠對教學內容和質量進行全面、公正、客觀的測評，編制出難度系數可預控、性能相對穩定一致的試卷，有利于按事先指定要求控制考核的內容范圍，根據不同的專業要求和教學學時合理命題，能夠比較客觀地考察學生對本門課的掌握程度，這對強化訓練和培養不同層次學生的能力起到了積極的作用。通過幾年的教學改革與實踐，使教學質量有了明顯提高，取得了顯著的教學效果。從畢業設計中可以看出，學生能正確而又熟練地運用液壓知識解決設計中的實際問題，體現出較扎實的理論功底。
五、結束語：
     通過對教學內容、教學方法的改革，培養了學生的動手能力，獨立思考問題的能力，分析問題和解決問題的能力，理論與實踐相聯系的能力和創新能力，教學質量有了明顯提高，取得了顯著的教學效果，達到了培養應用型、技能型人才的既定目標。