提高课程教学效果的改革与实践
雷玉勇
（西华大学机械工程及自动化学院，成都 610039）
摘要: 《液压与气压传动》是机械类专业一门必修课，也是一门与工程实际密切相关的技术学科。基于“针对性、实用性、先进性”原则，在教学计划制定、教学理念转变、教学资源建设、教学方法和手段更新、加强实验环节等方面做了大量工作，收到很好的效果。 关键词:液压传动；气压传动；教学；教学改革 中图分类号: TH13819
文献标识码: B
Reform and Practice on Improving Course Education
LEI Yu-yong （School of Mechanical Engineering & Automation of Xihua University,Chengdu 610039 ） Abstract: Hydraulic and Pneumatic Transmiion is a required course for students to major mechanical engineering.It is also a practical technology with close relationship to engineering.Based on principal of pertinence, practicality, progreion, a lot of reform work was done in drafting teaching plan, reforming ideology, constructing teaching and learning resources, updating means and method of teaching as well as reinforcing practice and experiments.Consequently a good expectation was achieved.
Keywords: Hydraulic Transmiion, Pneumatic Transmiion, Teaching, Learning, Teaching & Learning Reform
0 引言
液压与气动技术是现代传动和控制的关键技术，特别是近年来流体传动与控制技术与微电子、计算机技术相结合，使液压与气动技术进入了一个新的发展阶段。研究数据表明，国外生产的９５％的工程机械、９０％的数控加工中心、９５％的自动生产线，几乎都采用了液压与气动技术。液压与气动技术已经成为衡量一个国家工业发展水平的标志。我国目前在
[1-3]液压与气动技术方面与国外还存在明显的差距，在普及应用方面也仅及国外的三分之一。
《液压与气压传动》这门课程主要是研究液压与气动技术一般规律和具体应用的一门科学。它将原来的液压传动、气压传动两门课程整合为《液压与气压传动》一门课程。它是机械类专业一门必修课，也是一门与工程实际密切相关的技术学科。内容包括流体力学、液压与气动元件结构及工作原理、基本回路与常用回路的组成及工作原理、系统设计方法与步骤等。
《液压与气压传动》具有实践性较强，与生产实际联系紧密的特点。在教学过程中,有相当比例学生感到“难”学,不好掌握。通过调查发现，“难”学的主要原因是学生对新技术缺乏足够的兴趣和刻苦学习的主动性，知难而退；第二是学生在流体力学、高等数学、机械基础等相关理论基础差；第三是学生缺乏工程技术的实际经验；另外，教学实验设备设施的不足也使学生真正掌握这门课确实有一定的难度。
针对以上问题，我们在《液压与气压传动》课程教学过程中,进行了大胆的改革与实践。主要是在教学计划制定、教学理念转变、教学资源建设、教学方法和手段更新、加强实验环节等方面做了大量探索工作，收到很好的教学效果。 1 修订教学计划，适应课程教学改革的需要 《液压与气压传动》是我校机械类（和近机械类）专业一门骨干课程，为了建设好这门课程，先后组织有关教师前往华中科技大学、上海交大、浙江大学等兄弟院校考察取经，把他们好的经验带回来，组织有关专家认真讨论，结合我校实际情况对教学内容进行了改革，并制定了新的教学大纲。更新了教学内容，将国外先进的液压（气压）元件和液压（气压）技术以及国内的最新研究成果引入该课程的教学中，使其适应该课程教学改革的需要。
基于“针对性、实用性、先进性”原则，我们把液压与气压传动的基本概念、流体力学基础、液压动力元件、液压执行元件、液压控制阀、液压（气压）基本回路、典型传动系统的分析方法和步骤等内容列为课程重点。根据以往教学经验，把液体的粘性和粘度、液体静力学方程和特点、流体动力学三大方程、小孔和缝隙流量、容积式液压泵的工作原理和选用、液压马达工作原理、方向控制阀符号含义、先导式溢流阀的工作原理及压力控制阀的区别、调速阀采用原因和工作原理、新型液压控制阀的类型和应用、速度控制回路特性、典型传动系统的分析步骤等作为课程难点。突出重点，解决难点。以我校机械设计与制造专业为例，在制定《液压与气压传动》课程计划时，共安排64个学时，其中理论教学58学时，实验教学6学时。液压传动部分是教学的主要部分，分配了48学时，气压传动12学时（其中2个学时实验）。
另一方面，加强实践性教学。逐步改变了教师重理论轻实践的思想，提高了学生分析问题和解决问题能力。逐步过渡到课堂讲授、教学实验相并重。对实验台的功能进行升级。积极开展第二课堂教学活动。使学生的综合素质得到了明显提高，在教学过程中，学生能将学得的理论知识和实际紧密结合，提高了实际动手能力。 2 加强教学资源建设，促进教学
充分利用现代化教学手段，以《液压与气压传动》教材建设为核心，组织教师编写包括《液压与气压传动》电子教案、《液压与气压传动》PowerPoint多媒体课件、《液压与气压传动重点与难点》、《液压与气压传动习题集》、《液压与气压传动题库》等文字教材，同时编写了《液压与气压传动实验大纲》、《液压与气压传动实验指导书》、《液压与气压传动实验报告》等文字教材。
《液压与气压传动》课程教材中有大量结构图、示意图、工作原理图、基本回路图、典型液压系统图等，课堂上很难在黑板上画出。可是若不画图，照书本中的图讲解，既不直观，又很难讲清楚。因此，事先用扫描仪将教材中各种图形或有用图片扫进电脑，将教学内容做成幻灯片，还可以在幻灯片中插入一些声音、动画、超级链接。利用多媒体教室中的视频展台，可以将大量图形、文字以及实物投影到屏幕上，既生动、直观，还可以将图形放大、缩小，学生容易接受，还可以根据教学需要切换投影内容。这样可以降低教师的劳动强度，节省时间，使教师将时间和精力更多地集中在重点知识与重要分析方法的讲解上，从而提高了课堂效率和教学效果。
在规范化教学中，该课程从最初以课堂板书、挂图教学为主，逐步过渡到用幻灯、投影及录相设备进行教学，现在已全部采用多媒体教学。多媒体课件中包含了大量图片、三维实体模型、Flash动画及声像资料。采用多媒体教学，使教师授课机动灵活、迅速方便，轻松省时，加大了课程教学的容量。由于多媒体教学图文并茂，使传统教学中无法和难于表达的内容形象直观的展示在学生面前，再加上丰富的实物模型极大地提高了教学效果。 3 树立以人为本的教学理念，教书先育人
教学过程中，“教”、“学”是一个有机的统一体,涉及到两个主体——教师和学生。要获得满意的教学效果，必须 “教”、“学”互动。教学要以学生为主体，以教师为主导，先育人，然后传授知识。 培养学生正确的人生观和价值观必须贯穿整个教学活动的始终。在以往的课堂随查发现，有相当一部分学生迷失方向，把大学当成乐园，整天沉迷于吃、喝、玩、乐。没有基本的责任心和使命感。从而导致求知欲不强、上进心不足，具体表现为缺课多、上课精神萎靡、睡眼朦胧、注意力不集中，下课不看书、不复习、不做作业（或抄袭作业）。针对这种情况，在每一节课都会花上几分钟时间，从个人生存的最低要求，以自己的切身感受谈知识对个人、对社会、对国家和民族的重要性，激发学习动力，鼓励学生好好学习。
激发学生的学习兴趣是教学过程中的极其重要的一环。俗话说的好，兴趣是最好的老师。同时，学生正确的学习动机、情感、自信心在我们的教学中是最不容忽视的，也是教师最应注意培养的。
理论教学采用PowerPoint电子教案进行，信息量大，图文并茂，可有效精简授课学时，增加课外相关新技术、新知识，激发学生学习兴趣，提高教学效果。例如，在第一次课中，我们就利用多媒体技术，放映一段教学影片，通过观看液压泵站的组成和工作过程、液压吊车、冲压机、挖掘机的工作过程和液压系统结构等影片，使学生对液压系统有了一个大概了解，认识到液压系统是靠液体来传递能量和进行控制的，系统的本质是实现机械能—— 液体压力能——机械能的转换，认识到液压系统一般由动力部分、执行部分、控制部分和辅助部分四个基本功能部分组成，并初步了解各个部分的功用。从而将学生的学习主动性充分调动起来，让学生感到这门课的新奇，心里充满了对本课程的向往和渴望。
另外，通过液压千斤顶的Flash动画来介绍最简单液压传动系统，帮助学生从“液压千斤顶的工作原理”来理解静压力、压力传递、能量传递、位移传递等基本概念。通过这些视频、动画、图像等信息多方位刺激学生的感官，最大限度地激发学生的求知欲、探索欲，使之对这门课产生浓厚的兴趣，由以前的教师要“教”，变为现在的学生要“学”，为今后的学习奠定了基础。 4 教学方法和手段的更新
理论课教学注意“启发式”，杜绝“填鸭”式。我们的做法是：注意充分与学生进行交流：学生跟着老师的思路走（循序渐进，接受知识），老师跟着学生的表情走（察言观色，掌握学生听懂/接受的程度）。
鉴于学生基础差，参差不齐的特点，特别注意与先修课的衔接，讲述由浅入深，简明透彻，概念清楚，重点突出。1）着重基本概念、基本原理阐述，减少不必要的数学推导和计算。淡化难点，重在结论的理解和应用；2）充分利用现代化教学手段，图文并茂，知识点、难点讲述形象生动清楚，引人入胜，激发学生学习兴趣，提高教学效果；3）课堂教学、课后练习、实验教学有机结合，互为补充。对带有普遍性的难题及时设立适当的习题课予以讲解，不积累问题。
以应用为目的，以必需、够用为度，以讲清概念、强化应用为教学重点，适当考虑培养学生具有一定的可持续发展能力。在课堂理论教学中，采用“一看（观看影片或动画）、二讲（讲解）、三用（应用举例）、四总（总结）”的教学方法。如讲解压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、比例阀等内容时，先通过观看动画，这些动画很生动形象地将阀的动作过程演示出来，突破了教学过程的难点，使学生直观了解各个元件的动作过程及顺序，然后通过幻灯片讲解这些阀的结构、工作原理，再列举这些元件的应用场合和选用原则，最后让学生总结各种元件的结构特点以及异同之处，这样就能使学生牢固掌握液压（气动）元件。
实行灵活多样的教学方法，在教学过程中，我们实施“启发式”和“参与式”教学等灵活先进的教学方法，将“个别提问、自学讨论、学生讲授”等三种方法并用，为学生开发智力，锻炼才能提供机会。将讲述和录像相结合，讲述和投影片相结合，因材施教，提高学生的思维水平，激发学生的潜能。教学方法的创新和考试方法的改革，促进了学生素质的全面提高。
在教学手段改革方面，充分运用多媒体教学，增加课堂内容，提高教学效率和教学效果。运用多媒体教学，强调重点，突破难点，加强对知识的把握。在液压与气动教学课件中，储存了大量的液压图形符号、各种泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵）、各种控制阀及液压缸的工作原理动画和教学影片，极大地方便了教学。
当然，多媒体教学还不能完全取代传统教学，也还存在着缺乏与学生进行有效的情感交流等这样和那样的问题。传统教学仍然拥有多媒体教学所不具备的许多优点，如有利于学生的品德、人格教育，有利于教师对教学过程的直接指导和控制等。所以，在教学中还应根据不同的教学内容、教学对象，选取合适的教学方法和手段。例如，对于液压流体力学和液压缸设计等内容仍采用了传统的讲授方法。另外，在利用多媒体教学的同时，教师也要在课堂上来回巡视，及时和学生交流，掌握学生的动态。
5 理论联系实际，注重培养学生分析问题、解决问题的能力
加强本课程的综合性、实践性教学环节，满足学生进行本课程全方位、不同层次和能力培养的需要，使原来从属于课程的验证性实验改革为认知性、验证性、技能性和综合创新性系列实验，提高学生的实际动手能力。利用我院现有液压实验设备，对学生实行全天候开放，同时，学校还将加大本科建设投入，把我校液压气动实验室建设成为完善的实验教学基地。
加强实验环节，理论联系实际。充分利用实习工厂、实验室的功能，打破常规，采用了讲述和实物相结合，进行开放式的教学，让同学们带着实际问题学习，培养了学生的自学能力。学生通过实践教学环节,进一步掌握解决具体问题的方法与手段，促进了教学。有效地避免学生读死书，死读书的现象。 6 教学效果与体会
在过去的理论教学中, 教师都是单向思维，按部就班的讲解，单调、乏味，总以为学生懂了，其实不然；而学生只是被动的跟着老师走, 课前不预习，课后不温习，课堂上懂了，下课就懵了。通过教学改革，一方面大大提高了学生的主观能动性，学生总是带着问题进课堂，带着答案离开教室；带着想法进实验室，带着试验结果离开实验室。真正实现了从要我学习到我要学习的转变。另一方面，教师也提高了自身的业务素质,掌握了当前液压气动技术在国内、外的发展趋势，提高了教师的科研能力及工作效率,收到了良好的教学效果。
我们相信，随着液压与气动技术这门学科在社会经济发展过程中所发挥的作用越来越大，《液压与气压传动》课程本身也将不断完善并得到更大的发展。
参考文献
[1]． 许福玲，陈尧明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社,2004.6第二版 [2]． 左健民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社,2005.7第三版
[3]． 贾明新.液压传动与控制解难和练习[M].北京：国防工业大学出版社, 2003.1 第一版
作者简介: 雷玉勇(1962 - ) , 男, 四川省盐亭县人, 西华大学机械工程与自动化学院教授/博士, 主要从事流体传动及控制方面的教学及科研工作。
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