“液压与气动技术”实验教学探讨

“液压与气动技术”实验教学探讨
“液压与气动技术”是机械和近机类专业的一门主干课程，具有很强的实践性。

为了学生更好的学习这门课，学院建立了液压与气动实验室，购进了液压实验台、气动实验台和一批液压、气压元件，供学生进行实验。

学生通过实验环节，进一步掌握了解决具体问题的方法和手段，提高了教学效率和效果。

通过给学生教授这门课，笔者总结了几点体会。

一、重视实验教学环节，加强实验室建设
实验教学是把抽象的理论知识转化为实际应用的重要环节，加强实验教学环节可以提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。

要以培养具有工程实践和创新能力人才为核心，改革实验教学内容、方法，提高教学质量。

营造利于基础理论知识掌握、基本技能应用、创新能力、综合素质培养的良好环境。

教育部在《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》（教高1号）文件中明确要求：“大力加强实验、实践教学改革，推进高校实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。

”《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》（教高2号）文件中也明确指出：“高度重视实践环节，提高学生实践能力。

现在普通高校与名校在实验条件上有很大差别，国家级或省级的重点实验室一般都设立在重点院校，国家和学校对实验室的建设投入了很多资金，而像普通高校，没有那么多的资金投入，实验条件自然很一般，可能很多实验会因为没有相应的实验设备无法进行。

要建好一个高水平的实验室并不是一件容易的事，它需要花费大量的资金、大量的精力和时间。

通过高水平的实验室建设大大提高学院的教学水平，提高专业实力和学院综合实力。

1.加大实验室、实验设备的资金投入
对实验室的建设要舍得投入，对建设资金的利用要严格把关，切实把有限的资金用到实处，发挥最大的效益。

现在很多高校都从专门生产教学仪器的企业购买教学实验设备，而这些设备并非真正用于实际生产的设备，有时虽然可以让复杂的设备看起来更简单，但是毕竟制造精度比较低，实验效果并不理想，甚至无法获得预计的实验数据。

对于液压实验设备在购买时一定要特别注意精度问题，多买工程实际中用的液压元器件，少买些实验教具类的器件，提高实验精度，以获得准确的实验结果。

2.要加强实验教学规划和实验教材建设
进一步完善校内实验教学体系，研究制订实验课程教学指导文件，确定实验课程的教学要求、课程学时、学分、各类型实验的学时比例等。

充实和更新实验教学内容，不断完善规范实验教学资料，包括编写实验教学大纲、实验指导书等。

加强教学师资队伍建设、加强软件开发与引进以及进一步完善相关的管理体制建设等措施，全力推进实验教学体系建设，以满足人才培养的需求。

二、实验安排应遵循由易到难、由浅入深的原则，并结合生产实际，开发综合性、设计性、创新性实验项目
1.安排液压元件拆装实验，培养学生的学习兴趣，提高动手能力
液压与气压传动系统都由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质五部分组成，“液压与气动”这门课程对液压元件的结构和工作原理讲解较多，几乎占到一半的篇幅，但是这些液压泵、液压阀等元件的结构比较复杂，不容易理解，即便是用多媒体授课、运用多种教学方法和手段，理论上的讲解并不能取得良好的教学效果。

针对这一问题，我们安排了液压元件的拆装实验。

学生通过对液压泵、阀等各种实物元件的观察、结合理论知识进行讨论分析、动手拆装，加深了理论知识的理解和记忆。

实验时应注意以下几个问题。

（1）实验开始时应先提出问题，让学生带着问题去讨论分析、拆装。

比如拆装叶片泵时，教师可以提出几个疑问：是单作用叶片泵还是双作用叶片泵？叶片根部通油方式是怎么样的，叶片结构是怎样
的？有径向不平衡力吗？原动机是怎样把机械能输入液压泵转化为液压能的？拆装溢流阀、减压阀、顺序阀时问：如何判断是哪种阀？阀芯动作的原理是什么？控制方式是内控还是外控？内部泄露油是如何排回油箱的等等。

（2）在学生拆装的过程中教师还应对一些重要零件的材料、加工工艺、公差配合等方面做简单讲解。

学生通过拆装实验，可以清楚的看到实际液压元件的内部结构，再结合相应的理论知识，可以很容易的掌握复杂的内部油路和结构，深入理解各元件的工作原理、使用、维护等方面的问题。

起到培养学生学习这门课的兴趣，掌握基本知识，提高动手能力等作用。

2.先易后难；先做简单的验证性实验，再做综合的设计性实验
针对原实验教学内容体系中验证性、简单化的实际情况，改革实验教学内容，更新实验项目，增加设计性、综合性、创新性的实验，提高学生的实际动手能力。

在创新实践教学中开展科技创作，以机电液一体化为主线，培养学生的创新思维，提高学生学习的兴趣和自学能力。

比如做液压回路实验，可以先做一个简单的节流阀调速回路，然后再做相对比较复杂的多缸顺序动作回路等。

一般情况下，学生都是按照实验指导书上原有的回路来进行实验，缺乏主动性和创新性，做实验也是走马观花看一遍，对照实验指导书抄一份实验报告敷衍了事。

这样的实验课达不到预期的效果，严重影响了教学质量，根本谈不上能力培养。

要解决这个问题，我们不妨把原实验改为启发性、设计性的实验，让学生成为主动的参与者。

下面笔者以双缸顺序动作回路实验为例，探讨解决方法。

如果指导书上给出了一种回路（如图1），要实现A缸和B缸实现①②③④顺序循环动作要求时，笔者会把液压实验室可以用的元件、设备都列出来，要求学生在实验前根据现有条件设计回路，满足图1给定的顺序动作要求。

学生可以根据自己的想法，设计出能满足要求的不同回路，在实验课上可以接好回路，开机动作，实现自己的设计。

学生的积极性、主动性、创造性都发挥出来了，出现的很多种回路（如图2、
图3），都能实现相应的要求。

笔者再针对每一种回路的优缺点进行分组讨论，最终确定相对理想的方案。

我们还可以根据工厂实际情况，对原回路进行扩展，比如增加“调速”、“工进—快进—快退—原位停留”等动作要求，增加设计难度和综合性，使学生得到进一步提高。

三、“顺藤摸瓜”，原理图与实际液压系统融合
在实验时讲解工作原理，采取“顺藤摸瓜”的方法，对照原理图所示回路，从液压泵的出口顺着油路逐级向前摸，最终油液返回油箱。

教会学生如何把手中的图纸和实际液压系统结合起来使其融为一体，理论联系实际，读懂液压系统。

科学源于好奇，技术重在创新。

通过液压实验课的学习及探索，将学生作为实验的主体，进一步提高了学生学习液压技术的兴趣，激发了学生对机械专业的热情。

实验课要不断的寻求合适的实验管理方式，不断优化实验内容，改善教学方法，充分利用现有教学资源，提高实验教学水平，培养学生的实践能力和创新能力，以适应社会对高素质人才的要求。