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（武漢理工大學華夏學院湖北武漢430223）
摘要：圍繞“地方本科院校轉型發展實踐與政策研究報告”重在培養應用技術型人才的目標，從實驗教學、課程設計兩方面分析了實踐教學現狀，并提出了相應的改革措施；同時，結合機電專業人才培養目標及專業課程的設置，增加了設計性、綜合性的實訓環節，它將電氣控制、PLC控制和氣動系統有機結合起來，進一步提高了學生綜合分析問題和動手實踐的能力。
關鍵詞 ：轉型發展；液壓與氣壓傳動；實踐教學
中圖分類號：TH137-4 文獻標識碼：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．07．0033
0引言
由于液壓傳動獨特的技術優勢，使得它在工程機械行業、汽車工業、現代農業、采礦與冶金工程、油氣探測與加工、土木水利工程、航天與海洋技術、生物與醫學工程、軍事裝備、國防工程等領域獲得了廣泛應用，成為工業、農業、國防和科學技術現代化進程中不可替代的一項重要基礎技術，它具有綜合性、應用性及實踐性強的特點。
“應用技術大學（學院）聯盟”地方高校轉型發展研究中心2013年11月的《地方本科院校轉型發展實踐與政策研究報告》指出，“應用技術大學重在培養應用技術型人才，服務地方經濟發展”、“注重技術應用，突出實踐教學”。在該主旨下，如何改革《液壓與氣壓傳動》實踐教學內容與教學方法，激勵學生自主學習興趣，提高學生動手實踐能力，對地方性本科院校培養應用技術型人才具有重要的意義。
1實踐教學現狀分析
1．1實驗內容陳舊、設備落后
當前武漢理工大學華夏學院液壓傳動實驗內容主要分為典型液壓泵、液壓閥的拆裝實驗（屬開放式實驗，學生自由安排實驗時間）和液壓泵、溢流閥以及進油節流調速回路的性能實驗。實驗課時共計6學時。結合課堂教學的理論知識，學生親自動手對常用液壓泵、液壓閥進行拆裝，可加深對其結構、工作原理的理解。液壓泵性能實驗，主要讓學生了解測試液壓泵基本性能（如壓力、流量、容積效率以及總效率）的方法，得出泵的性能曲線，一方面可根據理論知識，判斷實驗數據的正確性，另一方面反過來可驗證課本理論知識的準確性。溢流閥性能實驗，主要讓學生了解溢流閥穩定工作狀態下的靜態特性，學會溢流閥靜態特性中的啟閉特性、壓力穩定性、卸荷壓力等測試方法，得出溢流閥的啟閉特性曲線。進油節流調速回路性能實驗，主要讓學生得出不同通流截面積下的速度－負載特性曲線，并能分析它們的調試性能。不管是拆裝實驗還是性能實驗，均屬于認知性與驗證性實驗，不利于提高學生的設計和綜合應用能力。實驗內容過多地側重于液壓元件的性能測試，弱化了對液壓系統基本回路的實踐，不利于學生綜合應用能力的培養。實驗設備落后、直觀性差，學生對實驗缺乏興趣。
1．2課程設計整體質量不高
課程設計是液壓傳動實踐教學環節必不可少的組成部分，主要考查學生對理論知識的綜合分析與應用的能力。課程設計環節時間僅一周，但設計的內容包括明確液壓系統設計要求、分析液壓系統工況、確定液壓缸主要參數、論證系統方案、擬定液壓系統原理圖、通過計算選擇液壓元件、驗算液壓系統主要性能等。學生要在一周的時間內翻閱大量文獻資料，獨立完成一個質量較高的課程設計，難度非常大。
2實踐教學改革
2．1實驗教學
引進新的實驗得設備，開發新的實驗內容。目前用得較多是快插任意組合式液壓傳動綜合教學實驗臺。改進實驗教學方法，將典型液壓泵、液壓閥的拆裝實驗穿插在理論教學中，將理論教學遷至實驗室進行現場教學，學生對照實物學習，能更好、更快地消化吸收新知識，同時還能提高學習興趣和積極性。將實驗安排在相應的理論教學過程中，比如液壓泵性能實驗，在液壓泵知識點全部講完之后，立馬進行液壓泵性能實驗，這樣不僅能避免學生對理論知識的遺忘，反過來可進一步強化對理論知識的記憶，加深對理論知識的理解。為了提高學生親自動手能力，每次進行實驗時，按小組進行，一班分成2～3組，保證每臺實驗設備3人左右，盡量要求每位學生親自動手操作。加強實驗內容在課程中所占的分值，比如：在課程考試試卷中，增加實驗考題或者提高實驗在平時成績中的考核比例，讓學生充分認識到實驗的重要性。
2．2課程設計
課程設計選題應結合液壓傳動的技術特點，立足于服務地方經濟發展，選擇工程實踐性較強的課題作為設計題目。比如工程機械行業常見設備：混凝土泵車、挖掘機、叉車等某一子液壓系統作為課程設計題目。由于課程設計時間短，要提高課程設計整體質量，靠學生的“單打獨斗”是不行的，必須依賴團隊的力量。因此，實際操作過程中，可將3～5人分為一個團隊，每個團隊挑選一個組長，負載整個團隊的統籌、協調工作。由組長根據組員意見挑選課程設計題目，并定期匯報整個團隊的成果以及遇到的難題，帶課老師及時給予解答并做好考評登記。答辯時，以小組為考核對象，對其中的每個成員所負責的設計內容進行考評。這樣，不僅能提高學生分析問題、解決問題的能力，同時還能提高團隊合作能力。
2．3綜合實訓
根據“地方本科院校轉型發展實踐與政策研究報告”重在培養應用技術型人才的特點，結合實驗內容與課程設計的局限性，開發設計性、綜合性的實踐環節勢在必行。綜合實訓是將過去簡單的、獨立的實踐環節轉變為綜合性、設計性的大型實踐訓練，旨在實踐中提高學生查閱資料、發現問題、提出問題和解決問題的能力。因此，根據機電專業人才培養目標及專業課程的設置，開發了新的綜合實訓內容即“基于PLC控制的氣壓系統設計與開發”，它將電氣控制、PLC控制和氣壓傳動有機地結合起來，實現了多學科之間的交叉融合。綜合實訓學時為2周，實訓分為三個階段，第一個階段確定實訓團隊（每個團隊3～5人）及其課題，下發任務書，給定已知條件，動員學生利用圖書館、網絡等查閱資料；第二階段理論設計，根據現有實驗器材和已知條件，設計氣壓傳動系統及其電氣控制電路，PLC控制的硬件和軟件設計；第三階段在實訓平臺上搭建氣壓傳動系統，完成控制系統接線，輸入控制程序，驗證設計結果。實訓平臺如圖1所示，它由電源模塊、PLC模塊、氣動元件模塊、按鈕模塊、繼電器模塊等組成，采用雙面布置，多個團隊可同時進行實訓。
綜合實訓不僅加深了學生對課程理論知識的理解，強化了學生動手操作和實踐的能力，激發了學生學習的興趣和積極性，同時還培養了團隊合作意識，為以后進入企業工作打下基礎。
3總結與展望
液壓與氣壓傳動課程是工科機械類專業一門非常重要的專業基礎課，也是一門實踐性很強的課程，根據地方本科院校應用技術型人才培養目標，應不斷改革和創新實驗內容、實踐教學方法，提高學生工程實踐能力。除此之外，在轉型發展大環境下，學校應健全校企合作機制，引進當地企業高端技術人才來校講課或將學生送進企業進行技術培訓或在校內建立校企合作培訓班，落實“培養應用技術型人才，服務地方經濟發展”的辦學宗旨。盡管這些目前較難實現，但相信在后續轉型發展中，這些問題都能迎刃而解。
參考文獻
1劉振天．地方本科院校轉型發展與高等教育認識論及方法論訴求［J］．中國高教研究，2014（6）
2倪君輝．地方本科院校液壓與氣壓傳動課程教學改革與實踐［J］．中國教育技術裝備，2014（20）
關鍵詞：卓越計劃；課程設計；校企合作；系統化設計
課程設計是教學中非常重要的實踐環節，它不僅僅是培養學生分析問題、解決問題的能力，提高實踐創新的能力 [1 ]，而且是學生將所學的專業理論知識應用于實際的最佳途徑 [2 ]。然而，目前針對課程設計進行改革實踐的研究并不多，大多集中在畢業設計改革上。課程設計是實踐教學環節中最為關鍵的教學環節之一，在整個實踐教學中起到了承上啟下的作用，既是專業課程的綜合應用，又是畢業設計的基礎和鋪墊。因此，課程設計要具有綜合性強和接近工程實際的特點，通過課程設計，培養學生的實踐創新能力及團隊合作精神，實現符合產業需要的高素質應用型人才培養要求。因此，課程設計工程化改革已勢在必行，使其具有綜合性強和接近工程實際的特點。
一、 “卓越工程師”教育培養計劃
教育部“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務 [3 ]?！白吭接媱潯本哂腥齻€特點： 一是行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。
在中國從制造大國向制造強國轉型的關鍵時期，工科院校創建以培養機械類卓越工程師為導向的教育模式，更加強化了學生的服務企業的工程意識及工程素質 [4 ]。
二、教育理念的深刻變革
結合學校辦學定位和人才培養目標定位，我校在實踐中凝煉出“大德育、大工程、大實踐”（簡稱“三大”）教育理念，其中，“大德育”是先導，體現做人的素質，“大工程”是背景，體現社會需求，“大實踐”是核心，體現做事的能力 [5，6 ]。
“三大”教育理念要在課程設計中加以落實，使卓越工程師培養與課程設計更好地結合，是應用型本科院校不可忽視的重要問題。課程設計要面向社會需求，核心是培養學生創新和工程實踐能力，確保知識、能力、素質的綜合發展，把學生能力培養貫穿到課程設計的全過程中。
三、課程設計依托校企合作
目前多數學校都在一定規模進行校企合作，且多集中在畢業設計階段。在近幾年畢業設計的指導過程中，我們發現多數學生的機械專業基礎知識還比較扎實，但工程素質較差，對性能指標的要求、成本控制等沒有概念，僅僅局限于要求功能的實現，這是不滿足“卓越工程師”培養計劃要求的。
我校作為黑龍江省唯一一所以礦業工程為特色的本科院校，立足“大礦業”特色，根據專業特色加強與煤礦企業的聯系，與黑龍江省四大礦業集團都建立了多方位的人才培養基地。通過與雞西煤礦機械有限公司合作，成功申報了國家級工程實踐教育基地。工程實踐教育基地的建設和發展為實踐教學改革提供有力的保障。在制定課程設計規范和要求時，聘請企業的專家和技術人員共同擬定符合社會需求的，體現應用性和創新性的課程設計文件規范。
選擇和適當簡化企業的真實項目，引入課程設計，開發出一系列與生產實際緊密相關的課程設計題目，實現實踐教學與企業接軌，要求學生進行系統全面的調研和分析，確定設計方案。
四、系統化的設計原則
課程設計采取小組分工形式，組內成員分別調研后討論，確定總體設計方案，再由組長根據組內成員的特長進行局部計算和結構設計等的分工，每個小組成員之間的工作都是相互關聯的，這樣達到互相監督、共同進步的目的。同時也培養了學生的團隊合作意識和互幫互助的工作作風。
對于礦山機械課程設計，分為提升運輸機械設計、采掘機械設計和礦井通風機械設計三部分，學生根據個人興趣和就業意向選擇其中的一部分進行設計。例如進行礦井提升設備選型時，要求學生對當前礦井所用的提升設備進行調查，吸取實踐經驗以改進設計工作。做設計要有發展的觀點，既要考慮到當前，也要考慮到長遠。對于主提升設備，一般對第一水平要留有20%左右的富余能力。另外在選型設計時往往要提出幾個方案進行比較。再如順槽帶式輸送機的選型設計，首先應清楚順槽運輸多為幾臺帶式輸送機搭接運輸，所以必須根據現場的實際情況，即按要求的輸送能力并考慮各臺設備之間搭接轉載運輸時結構及尺寸上的要求，合理地確定每臺帶式輸送機的形式及鋪設長度。原則是設備投資及運轉費用最少，即最經濟同時也要便于管理。井下電機車運輸選型設計，應考慮運輸量、采煤方法，裝煤點集中、貯煤量大和運距較長時，應選用較大噸位的機車，否則選用小噸位機車。另外還考慮運輸人員、材料和線路維修等業務配備小噸位機車。本課程設計包括選型計算和繪圖兩部分，學生可按設計任務書中給定的原始數據進行計算。繪圖部分，如提升機房布置圖、機房布置形式及帶式輸送機裝置圖可參考相關手冊選用，并結合調研情況進行相應的設計。設計及計算步驟力爭完整、清晰、簡潔，圖紙繪制符合制圖標準及相關要求。
對于液壓傳動課程設計，考慮學時及設計工作量，將典型液壓系統的設計分解為總體設計和典型的液壓元件的選型和設計。將學生分成幾個小組，組內成員協作完成整個課程設計內容。其中液壓缸是液壓傳動中的典型的應用最廣泛的元件，因此每組內都要求有液壓缸的設計計算和繪圖。液壓缸是液壓傳動的執行元件，它與主機及主機的工作結構有著直接的聯系。不同的機型和工作機構對液壓缸則有不同的工作要求。因此在設計液壓缸之前，首先應了解主機的用途和工作條件、工作機構的結構特點、負載值、速度、行程大小和動作要求、液壓系統所選定的工作壓力和流量等作為設計原始依據的主要內容，這就要求學生在設計前充分到企業和生產實際中了解和分析總結。
五、課程設計改革實踐效果
經過對我校機械工程學院兩屆學生進行課程設計改革試點，發現多數同學能夠按照指導教師要求深入企業，詳細調研，全面分析，確定出合理的設計方案。計算內容完整，圖紙繪制規范。這期間，企業教師的指導起到了非常關鍵的作用，他們將設計經驗無私地告訴學生，使學生少走了許多彎路。學生由循序漸進地完成一個系統設計，掌握了系統設計思路，大大提高學生綜合設計能力。
參考文獻：
[1]曹賀，孫月華，趙存友等. 機械設計專業創新訓練體系的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2011，7：171～173.
[2]劉波粒，劉澤軍. 淺析本科生畢業設計（論文）質量滑坡的原因及其對策[J].中國高教研究，2007，7：89～90.
[3]教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃” ――面向工業界、面向世界、面向未來，培養卓越工程師后備人才[J].中國大學教學，2010，7：4～5.
[4]吳雪峰，薛銅龍. 基于卓越工程師培養計劃的“機械設計”課程設計改革[J]. 中國電力教育，2013，13：107～108.
【關 鍵 詞】 課程設計；液壓傳動；理實一體
一、課程定位與設計思路
（一）課程的定位
《液壓傳動》這門課程是工程機械專業學生必修的一門專業基礎課程；它是以機械制圖、機械基礎、電工與電子等課程為基礎，同時對后續的工程機械的液壓系統分析與故障診斷，解決生產實踐問題都有極其重要的作用。所以它在先修和后續課程中起到承上啟下的作用。
幾乎所有的工程機械都包含有液壓傳動知識，該專業對應的職業崗位有工程機械裝配、調試、維修和售后服務。根據崗位要求的職業能力和職業素養，我們把該課程的目標定位為：培養具有一定職業能力的從事工程機械使用保養、檢測、維護維修、運行管理及技術服務等工作的高素質技能型人才。
（二）課程的設計思路
基于該課程的定位，課程設計的思路從兩方面考慮。一方面，根據行業和崗位特點，確定有效的教學內容和教學形式；另一方面，針對中職學生的總體特點，確定全新的課程教學模式。
將枯燥難懂的教學內容融入工作過程中，整個課程由若干個學習情境構成，每個學習情境包含不同的工作任務。希望同學們完成各個工作任務后對液壓知識從認識了解到熟悉熟練。整個教學過程中知識點的難度在逐步增加，但希望教師的講授程度逐步降低，從最初的講授者、引導者直到學習的陪伴者；學生的學習自主度逐步升高，從最初的凝聽者、參與者直到學習的主導者。
教學模式的確定遵照任務驅動、實踐主導、能力拓展、教學做一體的原則，以典型任務為目標配以行動導向為指引；以學為主體，導為主線實現任務驅動的理實一體化教學模式最終實現課程的知識目標：夠用為度；技能目標：從模仿到熟練；情感目標：職業素養的養成。
二、教學內容的選擇
課程設計教學內容的選擇有兩方面考慮。一方面，以“必須”“夠用”為度選取教學內容；另一方面，根據崗位要求構建若干學習情境，及各個實用典型任務。
每個工作任務包含任務目的，主要知識點及工作任務書三部分內容。學生以小組學習的方式完成各任務工作過程及工作任務書。教學全部在專業的理實一體化教室完成，用四周半的時間實行整體連續性教學。
三、教學過程的組織與實施
根據對學情的分析，15個典型工作任務基本采用的是六步教學法，這是參照了德國行動導向六步法，在理實一體化教學的實踐基礎上形成的。分為設疑定標，自主探究，合作交流，引導創新，自主展示，反饋評價六步。以第一個工作任務液壓千斤頂為例：
第一步，設疑定標：教師布置信息收集任務，讓學生明白任務目標；學生收集傳動的例子。
第二步，自主探究：教師從學生感興趣的生產實例引入，通過播放視頻，從生活中常見的液壓設備出發，從而引發學生對本課程的聯想，為什么液壓千斤頂是大力士？學生分組討論、觀察、研究千斤頂。
第三步，合作交流：教師設置千斤頂游戲，給出引導問題，引導學生玩游戲的過程中如何觀察、體驗、思考。學生小組合作完成游戲，根據老師設定的引導問題，小組討論交流。
第四步，引導創新：教師根據重難點給出探討問題，小組探討。巡視各組的探討情況，及時給出不同的意見和指導。學生按小組討論探討問題。學生在老師的點撥下突破重難點。
第五步，自主展示：教師聽各個小組的成果展示。學生以小組為單位自主展示小組探討結果。
第六步，反饋評價：教師小結并點評各小組在合作、探討、展示中的表現。學生對本任務的完成情況進行小組互評、自評。完成工作任務書。
四、教學方法和手段
學習任務的過程中利用游戲法、興趣法、反饋法、設問法等讓學生分組探討、自主學習、自我評價、理論聯系實際實現知識的傳遞、遷移和融合最終促成學生養成良好的學習習慣，職業素養。利用透明教具、解剖教具、多媒體、動畫視屏、實物圖片等教學手段直觀多樣，激發同學們的學習興趣。這樣的教學方法和手段達到了一定的效果，讓同學們的學習積極性和自覺性有所增加，整體反應良好。
五、考核與評價
對這門課程的總體考核與評價分四個部分?？记谂c文明安全生產占20%；小組內表現（包括代表小組總結陳述，小組內討論的積極性，任務執行的結果）占20%；操作表現占20%；期末考核占40%。其中期末考核包括操作，筆試，口試三部分。
該課程教學設計的特點是以任務驅動的理實一體化教學，教學模式注重學生能力拓展及多元化考核。
總之，教學設計是為了適應職業教育的不斷深化改革，滿足學生零距離就業的教學要求，使學生能夠將課本上的理論知識和實際應用很好結合。在具體實施過程中，我們還需不斷地總結分析并加以改進，讓我們的教學為培養高素質的專業人才發揮更大的作用。
【參考文獻】
（常州劉國鈞高等職業技術學校機電工程系，江蘇 常州 213025）
【摘要】基于高職院校的學習特點和培養目標，結合《液壓與氣動技術》課程的實際教學特點，開展項目化教學，設計了十個項目教學任務，并以小組形式組織進行項目教學。
關鍵詞 液壓；氣動；項目教學；實施
《液壓與氣動技術》是機電類設備維修與管理專業的核心課程，也是機電一體化專業和電氣自動化技術專業的專業課程之一[1]。隨著液壓與氣動技術的廣泛應用，《液壓與氣動技術》課程在高職機電類專業課中占據了越來越重要的地位，而該課程實踐性較強的特點也促使本課程教學逐漸由課堂轉換為實驗室教學。因此，原有的教學方式和教學內容已不再適合。在這種背景下，對《液壓與氣動技術》課程進行了項目化改革，對原有知識內容進行重新設計編排，通過項目形式呈現，滿足學生的學習需要，激發學生的學習興趣，使學生的理論水平和實踐技能均得到提高。
1項目教學法的涵義
項目教學法是從教學生“學會學習”目標出發，使教學從注重“教法”轉到注重“學法”，將學生的學習與學生發展密切結合起來[2]。以項目學習任務為載體，以目標為引導，以實踐為主線，以能力為核心；融知識學習、技能訓練、能力提高于一體的教學模式[2]。
在項目教學中，教師是項目活動的引導者和組織者。學生拿到項目后就進入了教師預設的情景中，在學習情境中，學生通過自主學習、自主探究、小組討論完成項目任務的學習，最后再由學生自行完成評價，反思自己的學習過程。在整個學習中，教師一直充當的應該是組織引導的角色，而學生才是真正的主人。項目教學強調的是在學習中充分發揮每個學生的主體作用。
2《液壓與氣動技術》課程項目設計
《液壓與氣動技術》課程教學在學校液壓實訓室和氣動實訓室進行，為期兩周時間。在課程學習期間，學生需要學習理論知識，還要掌握操作技能。
結合課程知識點、實訓條件和生產實際等情況，將課程設計為十個項目，每個項目圍繞一個主要任務展開，通過項目中知識的學習和訓練，最終完成項目任務。
項目一：液壓千斤頂的使用,目標：學會使用液壓千斤頂。液壓傳動系統的組成、特點和工作原理等相關知識支撐，建議4課時。
項目二：加工中心液壓系統動力元件的選擇和拆裝，目標：（1）會拆裝液壓泵，認識泵的結構組成、工作原理、主要零件形狀，增加動手操作能力；（2）能通過型號識別各種泵及泵的規格。液壓泵的作用、分類和性能參數，常用液壓泵的結構和工作原理，液壓泵的選用方法等相關知識支撐，建議4課時。
項目三：壓蠟機執行元件的選擇和分析，目標：（1）會拆裝液壓缸，認識液壓缸結構、工作原理、主要零件形狀，增加動手操作能力；（2）會拆裝液壓馬達，認識液壓馬達結構、工作原理、主要零件形狀，增加動手操作能力。液壓缸和液壓馬達的作用、分類和特點，液壓缸的結構和工作原理等相關知識支撐，建議6課時。
項目四：液壓鉆床液壓回路的設計，目標：（1）會調節液壓控制元件，組裝液壓控制回路；（2）會使用液壓仿真軟件，并進行液壓回路的設計。認識液壓方向、壓力、流量控制元件符號、結構和工作原理，會分析液壓控制回路等相關知識支撐，建議8課時。
項目五：CK6140數控車床的使用、維護及保養，目標：（1）能進行液壓回路的安裝、調試、維護和保養。液壓元件的應用，回路的分析。等相關知識支撐，建議6課時。
項目六：手動送料裝置的設計與調試，目標：（1）會識別和選用氣動元件；（2）能繪制簡單的氣動系統控制回路；（3）能根據元件的功能設計氣動回路，并進行相關調試運行。氣動系統的組成、特點及工作原理等相關知識支撐，建議4課時。
項目七：氣動夾緊裝置設計，目標：（1）能進行氣源裝置的日常維護；（2）能進行系統壓力調節；（3）會選用氣缸。氣源系統各元件的工作原理、圖形符號及功能，氣缸的類型和選用。等相關知識支撐，建議4課時。
項目八：折邊裝置氣動回路的設計與調試，目標：（1）能在仿真軟件中設計氣動回路；（2）能構建各種換向回路，并進行回路調試；（3）能進行氣動回路設計與調試。氣動控制元件符號、結構和工作原理，控制回路分析等相關知識支撐，建議6課時。
項目九：臥式加工中心氣動換刀系統分析，目標：（1）能在仿真軟件中設計氣動回路；（2）能進行氣動回路的安裝、調試，具備回路分析能力。仿真軟件的應用，氣動元件的應用，回路的分析等相關知識支撐，建議6課時。
項目十：壓印裝置控制系統的維護，目標：能分析判斷氣動系統，及時排除回路故障。氣動元件符號，氣動系統工作原理等相關知識支撐，建議4課時。
3《液壓與氣動技術》項目課程實施
項目化課程是以工作項目為核心，以應用為目的，以教學任務為載體，主動尋找知識點和解決問題的方法的一種有效的學習形式[3]。
項目教學通常以小組形式進行，因此在進行課程實施前，先進行分組并選出組長，建議每組3~4人為宜。分組時，教師應綜合評價學生的學習基礎、自主學習能力等因素，根據學生特點進行搭配分組，以充分調動每組學生在學習中的主動性和積極性。
項目課程的實施過程包括：任務分配、學習計劃制定、學習實施、成果展示、評價總結。
1）任務分配：學生以小組為單位，領取項目任務書，明確學習任務，所要達到的目標。
2）學習計劃制定：根據項目任務書描述，小組討論制定學習計劃，任務完成步驟，確定任務實施方案。
3）學習實施：學生根據小組制定的學習實施計劃進行項目實施，組內成員分工合作完成項目任務。
4）成果展示：項目完成后，每組選派一名成員公開講解展示任務實施情況，取得的成果，達到的效果。
5）評價總結：根據各小組任務完成情況，形成由小組自評、組組互評、教師評價的三維評價方式，綜合評價學生的參與程度、合作能力、任務完成情況等。
4小結
總之，在《液壓與氣動技術》課程中采用項目教學，能有有效激發學生的學習興趣和潛能，使學生在學習理論知識的同時獲得技能的提升，讓學生明白理論學習和實踐操作的相輔相依的關系，而且小組合作的學習方式，也促進了學生協調合作能力的提高，全面提升了學生的綜合素質，為今后就業打下良好基礎。
參考文獻
【關鍵詞】液壓與氣壓傳動控制技術；教學改革；FluidSIM軟件；應用與實踐
《液壓與氣壓傳動控制技術》是機電類專業的核心專業基礎課程。液壓與氣壓系統工作過程繁瑣，且元件結構多樣，在授課過程中如何讓繁瑣、呆板、不易懂的知識點轉變為形象生動、通俗易懂、積極主動的內容，以強化同學們對知識的主動消化和掌控，從來都是教師工作的瓶頸之一。傳統的授課大都是黑板以及掛圖等，教學手段比較單一。隨著計算機廣泛應用與普及，教學中逐漸用電子課件的方式，包括圖片、視頻等，來展現液壓與氣壓系統的工作過程及元件內部結構原理。它們激發了學生一定程度的學習興趣，但是教學的課件是教師提前準備好的，在教學過程中同學是被動的、填鴨式的，能否采用一種更為主動的方式，讓同學與教師一起參與系統的設計并仿真一些工作回路呢？這里利用FluidSIM軟件進行液壓與氣壓系統回路的設計與工作過程的仿真，可讓同學的被動學習轉變為主動參與，可提高學習興趣和教學效果。
一、什么是FuidSIM軟件
FluidSIM 是一款用于創造、模擬、說明、學習氣壓傳動、液壓傳動、電氣控制、回路圖的綜合軟件。通過拖拽即可創建回路圖。將部件放入回路圖中，即可清楚的觀看到回路動作過程。簡單、高效。
FluidSIM提供了一個直觀的回路圖編輯器，編輯器帶有全部元件的詳細描述、剖視圖動畫、元件圖片及視頻序列。這使得FluidSIM成為最佳的教學工具，同時也是自學者的不二選擇。
不僅如此，FluidSIM利用DDE及OPC通訊技術，實現了與其他軟件進行數據交換。同時，程序支持Festo EasyPorts，將與真機連接變為了可能。
二.FuidSIM軟件實際教學中的應用與實踐
（一）液壓（氣壓）系統的設計與仿真
由于液壓與氣壓系統的設計操作非常相似，界面也完全一樣，因此以液壓系統的設計為例來介紹FuidSIM軟件的應用。圖1為用戶主界面。
圖1.FluidSIM-H主界面 圖2.液壓回路仿真截圖
圖3電氣—液壓回路仿真圖
FluidSIM-H主界面很直觀，左邊是元件庫，右邊是設計區，采用鼠標直接從元件庫中拖動元件放在右邊的設計區進行設計。界面上是設計好的液壓系統，黑色線條為管道，主要的液壓元件有液壓源、三位四通換向閥（手動）、單作用液壓缸、安全閥、卸荷閥、壓力表（3個），旁邊彈出的是一個顯示單作用缸和卸荷閥狀態圖。點擊 選項-仿真 便可進行仿真，手動三位四通換向閥可通過點擊鼠標換向到左位。圖2為仿真過程截圖。
在圖2中，紅色的粗線表示壓力油，褐色細線表示常壓油。液壓回路右側的單雙作用缸和換向閥的狀態圖中可清晰的顯示出單作用液壓缸的工作行程和時間的關系、換向閥閥位和時間的關系。
仿真過程隨時可以暫停，以方便查看各元件的運行參數和狀態，元件當前的壓力和流量參數都可以通過右鍵點擊圖標，彈出相應對話框來進行設定和查看。通過液壓回路工作過程的仿真和元件的實時狀態顯示，可以很形象地反映出各元件在回路工作過程中的相應動作，加強同學對液壓回路原理和元件結構動作的掌握。
（二）電氣控制回路的設計與仿真
FuidSIM-H軟件除了可以進行液壓與氣壓回路設計，還有齊全的電控元件，能夠滿足與液壓傳動系統配套的電氣控制回路的設計要求，并能實現電氣和液壓（氣壓）回路同時同步仿真。
下面是用FuidSIM-H軟件設計的一個雙作用液壓缸往復動作回路。圖3為仿真截圖。
此電氣控制回路設有兩個按鈕分別控制兩個繼電器的線圈，通過這兩個繼電器的常開觸點分別來控制電磁閥鐵芯的通斷，進而控制電磁換向閥的閥位，換向閥使油路轉換，實現液壓缸活塞桿的伸出和縮回。在液壓回路與電氣控制回路設計完畢以后，可立刻進行聯合同步仿真。如果電氣控制回路不合格，FuidSIM-H會發出警報并提示，仿真也將中斷。
三、FuidSIM軟件應用實踐總結
本人在進行《液壓與氣壓傳動控制技術》課程的一體化教學中，針對機電一體化技術專業的學生，試探性地利用FuidSIM軟件進行輔助教學。學生在實操前進行液壓與氣壓傳動系統回路設計和仿真的整個過程，激發學生的學習興趣，提高學習效果，同時讓學生在實操時對液壓與氣壓系統及元件結構功能有了更充分的理解和掌握。在指導液壓與氣壓系統回路課程設計時，用FuidSIM軟件演示每一個學生的設計回路，并針對每位同學設計的回路進行現場分析，啟發學生創造性的設計思路。
從學生座談和教學評價、及學校教務督導等的教學反饋中，可以看到同學普遍都接受這種FuidSIM軟件輔助教學的方式，并得到同學的高度評價：形象生動、直觀通俗，教學內容易接受，學習效果非常好。
參考文獻：
[1] FuidSIM軟件使用手冊 2003
[2] 王積偉. 液壓與氣壓傳動，機械工業出版社，2005
課程進程跨度為8周包括理論教學、課程設計兩部分課程設計與課堂內容穿行。第十一周開卷考試第十二周課程設計總體答辯?；窘M成環節包括課堂講解、布置設計任務、外聘專家講座、設計指導、課程設計答辯。每章內容包括課堂講授、現場設計指導和集體匯報交流。講課可以多次進行第一次課重點布置本部分設計的主要內容、主要設計流程、主要設計方法介紹設計標準、參考資料包括網絡資源和資料確定任務的時間要求，確定設計任務，確定繪圖完成的內容。
二、主講教師
本課程采用按章節由在專業方向和研究領域有專長的教師擔任的方法。改革的初衷是車輛工程專業的教師學員結構合理不同教師的研究方向以及科研領域各有不同對汽車的某系統有長期的、深入的研究，而且掌握專門的研究方法了解學術前沿。尤其是部分教師掌握了現代設計方法和手段例如三維設計、有限元分析、汽車CAE方法等對機電液一體化有著較豐富的經驗。由這樣的教師擔任其所熟悉的系統的主講河以充分發揮其特長更容易將科研與教學結合到一起，還可以將課程設計題目和教師科研課題結合起來使學生獲益更多。
實施過程中，精心選擇了8位主講教師。他們大多有著豐富的教學和實踐經驗具有較高的職稱和學歷在汽車相關部分有著較深入的研究。講課全程進行錄音錄像，主講教師盡職盡責，充分備課從真講課悉心指導。這種形式赴學生認識了更多的專業教師頗略了不同教師的教學風格，汲取了豐富的知識得到了學生普遍歡迎。
三、外聘專家
課程組在重要章節聘請企業技術骨干或專家舉行講座或設計技術指導，經過與我省專業生產企業和設計研究院等單位廣泛接觸初步選定了四個單位的專家他們分別在汽車總體設計及總布置、汽車離合器產品開發與生產、汽車變速器產品設計開發、汽車驅動橋設計與制造等領域有著多年的工作經歷。當然，這個環節的實施，需要大量的前期準備工作投入包括專家聯系、日程安排、接送、講座內容設計等。專家講座讓學生一方面了解到了實際的企業研發過程、手段和方法，了解在設計過程中需要格外注意的問題學習專家的設計經驗;另一方面也了解了行業現狀，企業對人才能力、知識結構的需求，認識到了自己的不足，促使其更加努力。不同的講解角度和新穎的內容，極大地吸引了學生的注意力提高了學習效果。
四、課程設計
1.分組。通過廣泛征詢教師和同學的意見課程組研究決定本課程的課程設計分組進行仿照專業企業新產品開發項目小組的形式進行。每一個項目組內對于一個給定的項目要求分工明確。即任務分析、調研、資料查閱、設計、分析、繪圖、答辯、設計資料整理等工作由項目小組長指定或抽簽確定但要保證每個同學在8個項目的工作過程中都從事過不同的工作。項目小組成員按照班級宿舍自然形成海個宿舍自成一組這樣便于小組成員之間的討論、工作協同和教師分散指導。
2.設計任務。以我國市場上常見的幾種汽車產品整車布置及底盤系統的設計開發為目標，按照汽車總體需求及總布置、離合器、機械式變速器、萬向傳動裝置、驅動橋、懸架系統、轉向系、制動系共8個設計題目進行最終形成一個相對完整的汽車底盤系統設計?？紤]到結構的差別、用途上的差別等因素，實施過程中選取了6類汽車進行設計分別是:輕型貨車、中型貨車、重型貨車、城市公交車、公路長途客車和中級轎車。每一部分的題目還要結合主講教師的具體要求，比如CAE應用，電子控制系統應用、液壓系統應用等內容。每一個項目完成進行集中答辯胺照小組進行，一人負責陳述全體成員接受質詢。需要指出的是，為了鍛煉學生的表達能力，規定每一名同學至少進行過一次答辯陳述和講解過程。
五、考核方式
1.汽車設計課程的考核方式開卷考試+平時成績。分值比例為:各主講教師根據課堂表現及出勤情況給出平時成績最后求平均值期末開卷考試成績。學生打分及教師給出的平時成績由5級分制轉為百分制。
2.汽車設計課程設計考核方式?？己藘热莺托问街饕ǜ?)組長主要針對成員參加資料查閱、小組方案討論、設計過程、參與程度等環節給出每成員的成績(按照A日CO四個等級給出)。(2)各主講教師據本組總體情況給出本組的基本分數，結合教學指導過程和學生出勤情況、匯報效果等依次確定每個人的成績。(3)課程設計成果和答辯成績。課程設計最后完成所有材料的系統整理，完成整車的系統設計、計算和資料整理，撰寫設計說明書裝訂成冊，整理設計圖紙并最終答辯。
六、總結
一、教學進程
課程進程跨度為8周包括理論教學、課程設計兩部分課程設計與課堂內容穿行。第十一周開卷考試第十二周課程設計總體答辯?；窘M成環節包括課堂講解、布置設計任務、外聘專家講座、設計指導、課程設計答辯。每章內容包括課堂講授、現場設計指導和集體匯報交流。講課可以多次進行第一次課重點布置本部分設計的主要內容、主要設計流程、主要設計方法介紹設計標準、參考資料包括網絡資源和資料確定任務的時間要求，確定設計任務，確定繪圖完成的內容。
二、主講教師
本課程采用按章節由在專業方向和研究領域有專長的教師擔任的方法。改革的初衷是車輛工程專業的教師學員結構合理不同教師的研究方向以及科研領域各有不同對汽車的某系統有長期的、深入的研究，而且掌握專門的研究方法了解學術前沿。尤其是部分教師掌握了現代設計方法和手段例如三維設計、有限元分析、汽車CAE方法等對機電液一體化有著較豐富的經驗。由這樣的教師擔任其所熟悉的系統的主講河以充分發揮其特長更容易將科研與教學結合到一起，還可以將課程設計題目和教師科研課題結合起來使學生獲益更多。實施過程中，精心選擇了8位主講教師。他們大多有著豐富的教學和實踐經驗具有較高的職稱和學歷在汽車相關部分有著較深入的研究。講課全程進行錄音錄像，主講教師盡職盡責，充分備課從真講課悉心指導。這種形式赴學生認識了更多的專業教師頗略了不同教師的教學風格，汲取了豐富的知識得到了學生普遍歡迎。
三、外聘專家
課程組在重要章節聘請企業技術骨干或專家舉行講座或設計技術指導，經過與我省專業生產企業和設計研究院等單位廣泛接觸初步選定了四個單位的專家他們分別在汽車總體設計及總布置、汽車離合器產品開發與生產、汽車變速器產品設計開發、汽車驅動橋設計與制造等領域有著多年的工作經歷。當然，這個環節的實施，需要大量的前期準備工作投入包括專家聯系、日程安排、接送、講座內容設計等。專家講座讓學生一方面了解到了實際的企業研發過程、手段和方法，了解在設計過程中需要格外注意的問題學習專家的設計經驗;另一方面也了解了行業現狀，企業對人才能力、知識結構的需求，認識到了自己的不足，促使其更加努力。不同的講解角度和新穎的內容，極大地吸引了學生的注意力提高了學習效果。
四、課程設計
1.分組。通過廣泛征詢教師和同學的意見課程組研究決定本課程的課程設計分組進行仿照專業企業新產品開發項目小組的形式進行。每一個項目組內對于一個給定的項目要求分工明確。即任務分析、調研、資料查閱、設計、分析、繪圖、答辯、設計資料整理等工作由項目小組長指定或抽簽確定但要保證每個同學在8個項目的工作過程中都從事過不同的工作。項目小組成員按照班級宿舍自然形成海個宿舍自成一組這樣便于小組成員之間的討論、工作協同和教師分散指導。
2.設計任務。以我國市場上常見的幾種汽車產品整車布置及底盤系統的設計開發為目標，按照汽車總體需求及總布置、離合器、機械式變速器、萬向傳動裝置、驅動橋、懸架系統、轉向系、制動系共8個設計題目進行最終形成一個相對完整的汽車底盤系統設計?？紤]到結構的差別、用途上的差別等因素，實施過程中選取了6類汽車進行設計分別是:輕型貨車、中型貨車、重型貨車、城市公交車、公路長途客車和中級轎車。每一部分的題目還要結合主講教師的具體要求，比如CAE應用，電子控制系統應用、液壓系統應用等內容。每一個項目完成進行集中答辯胺照小組進行，一人負責陳述全體成員接受質詢。需要指出的是，為了鍛煉學生的表達能力，規定每一名同學至少進行過一次答辯陳述和講解過程。
五、考核方式
1.汽車設計課程的考核方式開卷考試+平時成績。分值比例為:各主講教師根據課堂表現及出勤情況給出平時成績最后求平均值期末開卷考試成績。學生打分及教師給出的平時成績由5級分制轉為百分制。
2.汽車設計課程設計考核方式?？己藘热莺托问街饕?/p>
（1)組長主要針對成員參加資料查閱、小組方案討論、設計過程、參與程度等環節給出每成員的成績(按照A日CO四個等級給出)。
(2)各主講教師據本組總體情況給出本組的基本分數，結合教學指導過程和學生出勤情況、匯報效果等依次確定每個人的成績。
(3)課程設計成果和答辯成績。課程設計最后完成所有材料的系統整理，完成整車的系統設計、計算和資料整理，撰寫設計說明書裝訂成冊，整理設計圖紙并最終答辯。
六、總結
1.1傳動方案的設計與計算
依據設計任務書給出的工況條件和要求，設計傳動形式、計算傳動功率、選擇電機、合理分配傳動比、確定方式。
1.2減速器的結構設計與計算
經過初步的設計與計算，計算出大小齒輪的分度圓直徑、齒寬，估算出各軸的最小直徑，并開始齒輪減速器的結構設計。需要注意的是這個部分與繪制圖紙是相輔相成的。
1.3繪制圖紙
結構制圖的設計絕不是簡單的對照著例圖抄圖，整個設計過程要遵循嚴格的先后順序。首先，根據計算出的數據估算整體尺寸，以利于圖幅圖面的選擇和布置。其次，畫出大小齒輪的大體輪廓，定內壁線。根據預留螺栓要求的扳手空間確定凸緣尺寸，畫出減速器輪廓的寬度。另外，由軸的最小軸徑和軸承型號確定軸各段的尺寸。最后，就要根據內壁和壁厚來確定外輪廓及吊耳吊孔，根據齒輪嚙合位置和透視窗設計準則來確定透視窗的大小和位置等。只要掌握了一定的方法和知識，整個設計也將知難行易。
1.4設計說明書的編制
這部分是將整個設計過程記錄下來，重點是軸和其他重要零件的校核。它所涉及的是傳動方案設計與計算的依據，結構設計的說明，標準件、外購件的選擇與計算等。若有一個模版就會使編寫思路更加清晰。
1.5設計總結與答辯
在設計總結與答辯階段，老師會根據教學經驗對學生的設計理念、方法或者設計中容易遇到的問題進行提問。這需要學生以扎實的功底認真的態度來做好設計中的每一步，而在此過程中學生會學到更多的知識。
2機械設計課程設計中的感受
2.1在實踐中學習，理論聯系實際
理論聯系實際是理論教學中的一項基本原則。在教學過程中具體運用這一原則時，要防止片面性，要在理論和實際的內在統一性上下功夫，要廣泛地聯系實際，聯系學生的思想狀況、理論水平、知識需求和接受能力，從而科學、完整地貫徹教學原則。
1)在課程設計的實踐中，要對學生進行設計基本技能的訓練，使其學會查閱和使用標準規范、手冊、圖冊及相關技術資料，培養計算、繪圖、數據處理等方面的能力。在設計與計算中，與傳統作業大不一樣，不能僅靠公式計算來確定參數。而且，課本和設計指導書中給出的很多參數都是范圍，所以必須根據設計的具體情況選出具體數值。例如，V型帶可選擇的傳動比是2～7。這些數值究竟在自己的方案如何選擇?這需要學生認真閱讀課本、參考手冊，通過各種方式查閱現有的減速器在特定條件下各級傳動比的分配來對比，最后總結出自己的“經驗”。而這種“經驗”會為學生步入社會打下堅實的基礎。
2)學會將理論聯系實際的設計思想綜合運用到課程設計中，鍛煉結合生產實際分析、解決實際工程問題的能力，鞏固、深化和擴展有關機械設計方面的知識。
2.2科學的方法
設計過程中，方案設計與計算同基礎理論知識聯系很多，而且有設計模板，學生做起來不算很難，但進入減速器結構設計階段，很多學生沒有任何經驗，不知從何下手?？茖W的方法對學生的重要性毋庸置疑。
1)要有足夠的知識儲備和繪圖練習。如果學生在機械設計課程的學習過程中，能高質量地完成螺紋連接、鍵連接、皮帶傳動設計、齒輪、鏈輪設計，特別是對其結構部分的設計(制圖)作業，則在減速器的具體結構設計與制圖中的小零件就不會是學生的阻礙了。
2)善用圖示圖解法。齒輪減速器結構設計一直是工科院校機械類專業的經典教學內容，各類參考書目非常多，用圖示圖解更加直觀清晰，容易被學生接受。利用老師總結編制的一套教學解析圖，針對學生容易出現的設計錯誤和難以理解的地方，用圖形的方式突出重點，并加以強調，減少設計過程的失誤和時間浪費。例如，當學生對起蓋螺釘的規格不太清楚時，圖上會以簡明扼要的話語告訴學生這種零件在設計手冊的位置及使用注意事項。
2.3變被動學習主動學習
將課堂還給學生，讓學生成為課堂的主體，教師則成為課堂上學生的引導者．這樣學生才會集中精神去思考、去參與課堂學習，變被動學習為主動學習。當確定了本次課程設計的重點是減速箱的設計，明確了減速箱的目的是為了減速之后，學生可以思考其學過的達到減速目的的多種方式，如齒輪減速，蝸輪蝸桿減速，鏈、帶傳動減速或利用液壓氣壓來實現減速等。但為何市場多選用齒輪傳動減速而不選擇其他方式，這就需要學生比較各種減速方式的優缺點及適用情況，借鑒前人的經驗，根據機械設計的實用原則來解決這些問題。而這個過程，恰恰是學生在不知不覺中變被動學習為主動學習的過程。
3設計過程的探討
當一張設計圖基本完成的時候，很多細節問題也往往被學生忽略。例如，螺紋連接件的類型有很多，我們常用的有螺釘、螺栓、雙頭螺柱、螺母和墊圈等，而這些連接件的尺寸和結構形式都是有標準的，所以設計時要根據相關標準來選擇繪圖。起吊裝置中的吊環、吊耳等應該按起重重量來選擇，結構和尺寸也應按照標準來繪制，特殊情況可以根據具體情況做適當的修改。為保證安全起吊，吊環的螺釘也應完全擰入螺孔。同時，定位銷、油標尺、通氣器也是標準的，甚至標題欄的制作更是需要我們找到確定的依據，這些依據會使整張圖紙更具標準化、正規化與完整性。另外，有些參數需要圓整，盡可能不帶小數，如軸徑尺寸;有些參數必須取標準值，如齒輪模數、螺栓螺母;有些數值即不需要圓整也沒有標準，如斜齒輪分度圓直徑尺寸值等。設計零件圖的重點是尺寸標注、公差選擇與標注、加工工藝要求與檢驗要求。這些都是學生特別容易輕視的。細節決定質量，只要在此階段把握好細節，一切有理有據，那么學生的設計必然是高質量的設計。
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