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摘要:加强实验教学,有助于学生实践能力的提高,已经得到广泛共识,《液压与气压传动》是一门实践性较强的课程。本文依据该课程特点和实验操作平台,按照实验环节,设置了基础实验、综合性实验和提高创新性实验层次化的实验模式,以其达到掌握基本理论,连贯知识系统,提高学生综合动手操作能力的目的。
关键词:实验教学;学生;实践能力
1.前言
机械类专业是培养学生掌握一定的理论基础,并具有一定实践能力的应用型人才。宽基础、厚专业、重实验的教学模式,培养了大批社会主义建设合格人才。其中,实验教学非常重要。
《液壓与气压传动》课程是一门机械类的专业基础课程,也是一门实践性很强的课程。《液压与气压传动》课程实验是在液压和气压实验工作台上进行的,辅之以各种控制和辅助元件,安排6个学时3个主要和1个开放性项目,实验环节本着基础、综合设计和提高三个层面循序渐进的原则,通过合理设置实验内容和建立实验体系,力争验证理论正确性以及提高学生动手能力。
2.实验教学环节设置
依据实验内容和现有液压与气压实验平台,设置了三个不同层次以及开放性实验项目:
2.1基础实验:学生按照教师给定的液压或气压传动系统工作原理图,自行组装传动系统,这是本课程实验最基本实验项目。由于液压或气压传动均有密封的严格要求,故连接过程中,要提示学生遵照执行。基础实验,是验证类最好的实验项目。按照系统原理图,认真组装完成系统回路,待指导教师检查无误后,开始系统运行,开机,调节控制元件,记录活塞运动等相关数据,该数据与理论知识验证,得出相关结论。像设置的进出口(或旁路式)节流阀(调速阀)节流调速实验项目,通过调节节流阀(调速阀)开口量的大小,观测活塞杆运动速度的变化,开口量大,活塞运动速度快,开口量小,活塞运动速度小。进一步验证了理论计算公式q=KA(x)Δpm,v=q/a,A(x)为开口量变化,与流量q成正比关系,与速度v也成正比关系。
2.2综合设计实验:给出实验要求和需要完成的工作动作循环,学生自行设计系统原理图,自己动手搭建实验系统平台,自行操作完成相关任务要求。这个综合训练的实验项目,需要学生经过综合分析,设置完成任务的路径、原理与实现方法,考量的是若干基本回路的综合运用过程。要实现这样过程,各基本回路之间的相互关联,实现方法是急需解决的问题。诸如实验任务给定的实验项目:要实现某机床操作滑台的快进、一工进、二工进、停止、快退、停留循环过程,这里需要逐项解决每个工序问题,第一,若实现快进,学生会通过学过的差动连接、提高转速、增压、蓄能器等方式进行优选,经过分析,选择效率较高、能源损耗小的差动连接,进而联想如何实现,如何连接回路。第二,一工进、二工进转换,是一个动作慢转慢的过程,需要节流阀或调速阀或容积式回路等实现,用串联还是并联,又是选择项,包括转换时,各种换向阀的控制调节,均需严格论证实施。第三,快退过程,需要换向阀的转换,电磁控制阀的使用等等。考查学生的理论知识点较多,也通过这个实验项目,提升学生综合解决问题的能力。
2.3提高与创新实验:该类实验项目,只简单介绍实验平台的基本原理和主要功能,学生依据课程讲授的相关理论知识,设计系统回路实现相关控制动作,这是理论与实践结合的过程。提高了学生对理论知识的理解。设置多个缸,多控制单元的实验项目,学生们开发出了多缸的顺序动作,同步动作,互不干涉动作,以及时间控制、压力控制、行程控制等多种不同控制回路,实现了对控制多单元的传动过程。通过实验,不仅提高了学生的动手能力,而且,通过实验顺利完成,提高了学生们的自信心,对动手实验兴趣更浓。对专业课的学习也打下好的基础。
2.4开放性实验:按照学校要求,实验室对学生完全开放,学生们可以预习、复习实验内容。对学生开发实验或参与科研项目,给与支持。考虑到时间和实验设施等因素,采取预约制,尽量安排多的学生进入实验室。指导教师全程参与,为学生提供最优质的指导,为学生提供良好的校内实践环境。
3.效果分析
3.1通过几类不同层次的实验项目验证,牢固掌握了所学的理论知识,尤其是综合性和提高创新性实验项目,将整个课程的知识系统贯穿起来,将知识的碎片化整合成有机整体,在后续的课程复习中作用显著。同时,提高了学生的综合动手能力,达到培养目标基本需求。
3.2熟悉了实验平台,掌握了平台的操作过程,拓展了知识领域,增强了综合分析问题的能力,也具备一定的创新能力,提高了学生参与实践活动的信心,为后续学生竞赛、课程设计、毕业设计打下较好基础。
3.3通过综合性和创新性实践活动,增强了学生们综合的分析问题、解决问题的能力,增强了学生的责任感和参与意识,培养了学生们踏踏实实、严格认真的学习态度和科学精神,攻坚克难,为走向社会打下良好专业基础。
4.问题探讨
在实际操作中,也存在一些问题,主要体现在一下几个方面:
4.1现有的液压与气压实验平台,不能完全满足实验需求,尤其是实验的台套数。对专业基础课程的实验项目,一般都是按照一个自然班配置,使每个学生,都能在自己的工位上独立完成实验项目,所以增加或更新实验平台刻不容缓。
4.2由于液压传动的特殊性(油液、有泄漏、喷出等),学生们操作时有畏难情绪,需要主讲教师和实验教师做好工作,全过程跟踪,做好注意事项的提示,尤其是连接回路,一定看仔细,理清楚,解除学生负担。做好学生思想工作,也是课程思政重要工作之一。
4.3 时间安排问题,预使每个学生都能保证实验学时,一个实验需要安排4次(四个班)甚至是6次(实验平台限制),时间安排就是个很大的问题,实际操作中,只能利用晚上或其它学生的课余时间,周期较长,而《液压与气压传动》课程一般都是32学时,8周完成,每次实验都非常紧张。如何很好解决,需要不断实践探索。
4.4 虚拟实验平台的使用,现在虚拟仿真实验室建设,得到共识,也涌现出许多国家级虚拟仿真实验教学示范中心,可以引入液压与气压虚拟仿真实验平台,简捷方便,视觉感较强,一定程度上可以弥补实验设备不足困境。
5.结语
《液压与气压传动》课程实验教学,通过基础、综合性和创新性三个不同层次的实验项目,提高了学生掌握知识的能力,验证了理论,加强了动手实践,提高动手能力,增强了自我学习,自我实践的信心,为后续课的实践教学打下较好基础。
新的教学理念和实验教学设备的使用,为《液压与气压传动》教学实践提供新的手段和方法,不断学习和探索,不断完善。一个理论基础扎实,动手能力强的大学生,是社会最需要的。
参考文献:
[1]侯志伟等加强实践教学,注重学生实践能力和创新能力的培养[J]教育探索2008年第12期
[2]戴志卿机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践[J]南京工程学院学报2007(9)
作者简介:
李茂廷,1962年生,男,汉,山东,本科,副教授,研究方向:机械类的教学和科研工作。
关键词:实验教学;学生;实践能力
1.前言
机械类专业是培养学生掌握一定的理论基础,并具有一定实践能力的应用型人才。宽基础、厚专业、重实验的教学模式,培养了大批社会主义建设合格人才。其中,实验教学非常重要。
《液壓与气压传动》课程是一门机械类的专业基础课程,也是一门实践性很强的课程。《液压与气压传动》课程实验是在液压和气压实验工作台上进行的,辅之以各种控制和辅助元件,安排6个学时3个主要和1个开放性项目,实验环节本着基础、综合设计和提高三个层面循序渐进的原则,通过合理设置实验内容和建立实验体系,力争验证理论正确性以及提高学生动手能力。
2.实验教学环节设置
依据实验内容和现有液压与气压实验平台,设置了三个不同层次以及开放性实验项目:
2.1基础实验:学生按照教师给定的液压或气压传动系统工作原理图,自行组装传动系统,这是本课程实验最基本实验项目。由于液压或气压传动均有密封的严格要求,故连接过程中,要提示学生遵照执行。基础实验,是验证类最好的实验项目。按照系统原理图,认真组装完成系统回路,待指导教师检查无误后,开始系统运行,开机,调节控制元件,记录活塞运动等相关数据,该数据与理论知识验证,得出相关结论。像设置的进出口(或旁路式)节流阀(调速阀)节流调速实验项目,通过调节节流阀(调速阀)开口量的大小,观测活塞杆运动速度的变化,开口量大,活塞运动速度快,开口量小,活塞运动速度小。进一步验证了理论计算公式q=KA(x)Δpm,v=q/a,A(x)为开口量变化,与流量q成正比关系,与速度v也成正比关系。
2.2综合设计实验:给出实验要求和需要完成的工作动作循环,学生自行设计系统原理图,自己动手搭建实验系统平台,自行操作完成相关任务要求。这个综合训练的实验项目,需要学生经过综合分析,设置完成任务的路径、原理与实现方法,考量的是若干基本回路的综合运用过程。要实现这样过程,各基本回路之间的相互关联,实现方法是急需解决的问题。诸如实验任务给定的实验项目:要实现某机床操作滑台的快进、一工进、二工进、停止、快退、停留循环过程,这里需要逐项解决每个工序问题,第一,若实现快进,学生会通过学过的差动连接、提高转速、增压、蓄能器等方式进行优选,经过分析,选择效率较高、能源损耗小的差动连接,进而联想如何实现,如何连接回路。第二,一工进、二工进转换,是一个动作慢转慢的过程,需要节流阀或调速阀或容积式回路等实现,用串联还是并联,又是选择项,包括转换时,各种换向阀的控制调节,均需严格论证实施。第三,快退过程,需要换向阀的转换,电磁控制阀的使用等等。考查学生的理论知识点较多,也通过这个实验项目,提升学生综合解决问题的能力。
2.3提高与创新实验:该类实验项目,只简单介绍实验平台的基本原理和主要功能,学生依据课程讲授的相关理论知识,设计系统回路实现相关控制动作,这是理论与实践结合的过程。提高了学生对理论知识的理解。设置多个缸,多控制单元的实验项目,学生们开发出了多缸的顺序动作,同步动作,互不干涉动作,以及时间控制、压力控制、行程控制等多种不同控制回路,实现了对控制多单元的传动过程。通过实验,不仅提高了学生的动手能力,而且,通过实验顺利完成,提高了学生们的自信心,对动手实验兴趣更浓。对专业课的学习也打下好的基础。
2.4开放性实验:按照学校要求,实验室对学生完全开放,学生们可以预习、复习实验内容。对学生开发实验或参与科研项目,给与支持。考虑到时间和实验设施等因素,采取预约制,尽量安排多的学生进入实验室。指导教师全程参与,为学生提供最优质的指导,为学生提供良好的校内实践环境。
3.效果分析
3.1通过几类不同层次的实验项目验证,牢固掌握了所学的理论知识,尤其是综合性和提高创新性实验项目,将整个课程的知识系统贯穿起来,将知识的碎片化整合成有机整体,在后续的课程复习中作用显著。同时,提高了学生的综合动手能力,达到培养目标基本需求。
3.2熟悉了实验平台,掌握了平台的操作过程,拓展了知识领域,增强了综合分析问题的能力,也具备一定的创新能力,提高了学生参与实践活动的信心,为后续学生竞赛、课程设计、毕业设计打下较好基础。
3.3通过综合性和创新性实践活动,增强了学生们综合的分析问题、解决问题的能力,增强了学生的责任感和参与意识,培养了学生们踏踏实实、严格认真的学习态度和科学精神,攻坚克难,为走向社会打下良好专业基础。
4.问题探讨
在实际操作中,也存在一些问题,主要体现在一下几个方面:
4.1现有的液压与气压实验平台,不能完全满足实验需求,尤其是实验的台套数。对专业基础课程的实验项目,一般都是按照一个自然班配置,使每个学生,都能在自己的工位上独立完成实验项目,所以增加或更新实验平台刻不容缓。
4.2由于液压传动的特殊性(油液、有泄漏、喷出等),学生们操作时有畏难情绪,需要主讲教师和实验教师做好工作,全过程跟踪,做好注意事项的提示,尤其是连接回路,一定看仔细,理清楚,解除学生负担。做好学生思想工作,也是课程思政重要工作之一。
4.3 时间安排问题,预使每个学生都能保证实验学时,一个实验需要安排4次(四个班)甚至是6次(实验平台限制),时间安排就是个很大的问题,实际操作中,只能利用晚上或其它学生的课余时间,周期较长,而《液压与气压传动》课程一般都是32学时,8周完成,每次实验都非常紧张。如何很好解决,需要不断实践探索。
4.4 虚拟实验平台的使用,现在虚拟仿真实验室建设,得到共识,也涌现出许多国家级虚拟仿真实验教学示范中心,可以引入液压与气压虚拟仿真实验平台,简捷方便,视觉感较强,一定程度上可以弥补实验设备不足困境。
5.结语
《液压与气压传动》课程实验教学,通过基础、综合性和创新性三个不同层次的实验项目,提高了学生掌握知识的能力,验证了理论,加强了动手实践,提高动手能力,增强了自我学习,自我实践的信心,为后续课的实践教学打下较好基础。
新的教学理念和实验教学设备的使用,为《液压与气压传动》教学实践提供新的手段和方法,不断学习和探索,不断完善。一个理论基础扎实,动手能力强的大学生,是社会最需要的。
参考文献:
[1]侯志伟等加强实践教学,注重学生实践能力和创新能力的培养[J]教育探索2008年第12期
[2]戴志卿机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践[J]南京工程学院学报2007(9)
作者简介:
李茂廷,1962年生,男,汉,山东,本科,副教授,研究方向:机械类的教学和科研工作。