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气动技术

时间:2022-11-10 18:35:36

导语:在气动技术的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。

气动技术

第1篇

《液压与气动技术》在任务实施之后,教师最后要进行检查评估并且做出点评和小结。这样完整的教学过程设计,使得学生在实施任务的过程中,将新的知识信息和工程实践联系起来,并在不同工程案例中扩展其所获得的知识、技术和能力。情景化的教学实施有利于学生掌握所学知识,并能学以致用。能够利用所学知识来解释日常生活现象。例如《液压与气动技术》课程采用基于情景教学的六步教学方法,更注重对行动计划、行动过程、行动结果的反思。

二、工程案例为载体情景设计实践

下面以一个实例说明《液压与气动技术》情景教学方案的设计过程,在情景教学中选择合适的载体开发的实训项目以表的形式作成实训任务书。

1.资讯决策本次情景设计的教学载体为公交车门启闭的气动回路设计,要求同学们了解公交车门启闭的原理和控制,讲述其工作过程,要求学生通过提供资讯进行决策,需要运用到哪些元器件,学生通过查阅资料和借助教材来学习这些元器件的结构和工作原理,掌握其应用方式,然后进入实施阶段。

2.实施计划

首先按照车门启闭的控制过程利用软件Fluid-P绘制回路,然后进行仿真,看其动作是否符合要求。因此,需要对各组气路设计的合理性进行分析。各小组逐个介绍各自设计的回路图,教师把回路的设计思路与方法进行介绍,然后同学间互相指导,互相讨论直至符合技术要求。然后,在众多的元件中挑选符合要求元器件,挑选的过程也是学生认识各种元器件的过程,同时要掌握元器件的工作原理、结构、应用及连接方式。

3.检查评估

第2篇

论文关键词:工业案例;项目教学;行动导向

随着电子制造业、医疗器械、轻工业等产业的迅速发展,气动技术应用越来越广泛。然而,既具有良好的气动知识理论基础,又具备较强的操作实践能力的高技能人才极为短缺。“气动技术”是机电一体化专业一门重要的专业技术课,具有实践性较强、与生产实际联系紧密的特点,主要任务是培养学生对气动系统进行分析、设计,安装、调试、维护及诊断和故障排除三项能力。传统职业教育教学中“教师讲、学生听”的教学形式很难实现这一目标,无法实现对学生职业能力的培养,因而严重地影响了人才的培养质量。改革传统职业教育模式势在必行。

一 、传统教学与项目教学比较

课程是职业教育实施的重要环节,是关系职业教育和发展的核心要素。传统的职业教育课程存在着学科化倾向和重理论知识教学、轻实践能力培养等问题。这种教学模式带来的后果:传统学科型教学模式仍然从学科出发,以学科知识为主体,由于课程没有根本性的变化,教师的理念、教学方法以及实践教学等都没有根本性的转变;对学科性知识学习存在困难的高职学生无法适应教学模式,教学效果差,缺乏真实工作氛围熏陶,学生职业素养难以养成;教师习惯于按所选教材组织内容授课,不善于研究授课内容在专业培养目标中的作用,缺乏不断参加生产实践、学习生产现场新技术、新工艺、新知识的主动性;课程设置缺乏弹性,不能满足学生个性发展和不同工作岗位的需求。

项目教学法的特点。实践性:项目的主题与真实世界密切联系,学生的学习更加具有针对性和实用性;自主性:提供学生根据自己的兴趣选择内容和展示形式的决策机会,学生能够自主、自由地进行学习,从而有效地促进学生创造能力的发展;发展性:长期项目与阶段项目相结合,构成为实现教育目标的认知过程;综合性:具有学科交叉性和综合能力的运用的特点;开放性:体现在学生围绕主题所探索的方式、方法和展示、评价具有多样性和选择性;评价特点:项目教学的评价注重学生在项目活动中能力发展的过程,测评内容包括学生参与活动各环节的表现以及作业质量。

二、教学项目的开发

项目课程的核心之一是项目承载知识,即把知识均匀地分配到各个项目中去,彻底地以项目为单元分解原来的知识体系,打破思维定势,不要求学生立即掌握一个项目所需要的所有知识,而是在完成每个项目细化的模块中分配的具体工作任务的过程中领悟知识点和技能,项目的优化与选择就成为项目课程顺利实施的前提条件。

1.工业案例收集

收集工业案例的渠道主要有两种:在与企业的交流与合作中,教师通过深入企业,利用问卷、访谈、研讨、调研和访问工程师等方式,结合自身教学,进行工业案例收集与汇总;学生在企业的实习过程中的实际案例反馈以及教师对学生毕业设计的搜集及归纳。

2.制订向项目课程转化标准

课题组教师根据课程培养目标、教学大纲、教学内容和教学计划,制订工业案例向项目课程转化标准,设计并制作实训项目。实训项目按照教学计划编排顺序,汇总成册。实训项目应将培养学生的职业能力作为出发点,要涵盖某一阶段教学目标所涉及的知识,可以是一门课程的教学内容,也可以是以某一职业能力为核心的课程体系。教师设计的实训项目,要以学生为中心、教师为主导、兴趣为主线,使学生在完成任务的过程中掌握知识、技能和方法,并学以致用,触类旁通。

三、项目课程教学实施

进行现场教学,坚持以“学生为主体、教师为主导、能力为主线”的指导思想,最大限度培养学生的动手能力、参与能力和创造能力,激发学生自觉学习的主动性。要获得上述效果,应遵循基于多元智能的人才观和基于因材施教的原则。在每个项目的教学实施中,采用基于工作过程的行动导向教学方法,按照工作过程的六个步骤:资讯、决策、计划、实施、检查、评价进行,培养学生的综合素质。

教师首先明确课程的专业定位是:通过本课程的学习,学生掌握气动和相关电气知识,能够正确选用和使用元件,熟练绘制气动回路图,掌握气动回路的基本操作规程,能对简单的气动系统进行故障分析与调整,能进行气动系统的基本设计、安装、调试和维护。根据气压传动控制方式不同将控制分为纯气动、电气动控制,每种控制方式通过不同工业案例进行项目设置,共十多个教学项目。各项目之间既存在并列又包含递进关系,通常3~4个小项目之后就有一个综合性项目,而综合性项目涵盖了小项目的全部知识和能力目标。小项目的实施将学生对课程的兴趣引入最大点,并熟练掌握项目实施的基本步骤,综合项目的实施将会水到渠成。项目具体实施步骤如下:

1.资讯阶段

在项目课程的开始阶段,教师首先利用多媒体课件如视频或Flash等播放气动技术应用的实际场景,导入本次项目的内容,激发学生学习兴趣。但学生从对气动知识的一无所知到能设计气动回路必须有一个从简到难、从模糊到清晰的学习过程。例如项目1:工件推送装置。一个按钮按下,气缸伸出、回缩往复运行,并且运行速度可控可调;松开按钮气缸回缩到位停止运行。此项目的子任务主要包括:方向控制、速度控制元件选型使用,仿真软件设计和搭建实物回路运行调试。教师可以从一个更简单回路设计开始教学,用一套气源装置、一个手控按钮阀、一个气缸和若干气管搭建一个最简单的回路。实物的搭建为学生提供了真实的动态场景,老师鼓励他们模仿搭建此回路;模仿成功后的实物运动提高了学生的动手意识,进而增强他们探知究竟的心理;之后将此回路所用元器件的图形符号绘制在黑板上,并逐一进行讲解,使学生彻底明白此回路的构成和运行原理;最后通过示范仿真软件的使用,为学生提供自我学习和设计的舞台。简单项目示范性讲解完成后对项目1进行题目分析,主要是运行过程和所用元器件的分析,对未知元器件进行讲解,使学生对项目有个整体的了解,并使学生明确通过本项目的学习、管理、设计和制作可以达到的相关职业能力,让学生做好项目设计和制作的相关准备。作为第一个项目,教师的讲解和示范工作较多,根据项目的不断进行,教师在此步骤中的工作不断弱化,最后变为关键知识点的引导性讲解。 转贴于

2.决策计划阶段

分析任务、制订计划。在教师的指导下,学生以小组为单位对教师精心设计的任务进行分析,对任务进行分解,通过小组成员的讨论,制订任务完成的详尽计划,此计划作为学生学习情况评价的因素之一。学生要根据小组成员的成熟程度、小组成员的合作技能及学习任务的难度进行合理分组。把不同学习能力、学业水平及具有不同兴趣爱好的学生分到一个组,可以在一定程度上实现优势互补。

3.实施阶段

小组协作、完成任务。小组成员根据制订的计划和分工情况,开展学习。学习过程要有阶段性成果。阶段性成果可以通过网络的形式进行各小组间的经验交流,通过组内交流不断地完善阶段性学习成果,从而促进任务的圆满完成。除了完成任务、学习知识以外,每个组员还要与其他组员更有效地合作。学生根据自己的兴趣、能力,经过小组协商自主选择角色,承担相应的任务。在设置角色任务时,不设固定小组长,每一个角色都是完成任务不同阶段的小组长,这样可以使学生在小组学习中都发挥积极主动的作用,在一定程度上避免任务只有小组中个别成员完成的情况,同时也利于学生综合素质的培养。

4.检查评价阶段

学生最后的学习成果通过电子演示、文稿等多种方式在全班学生面前展示、交流与沟通。根据教师提供的评价量规,通过组内评价、组间评价和教师评价,对学习过程和学习成果进行总结性评价并将完成任务过程中积累的经验进行交流。

四、项目课程考核与评价

作为教学活动的必要组成部分和人才培养的重要环节,服务于课程建设和人才培养目标的课程考核必须充分体现其有效的鉴定、教学和调试作用。评价既要注意对技能和成果进行评价,也要对学生的态度和方法进行评价。

1.过程评价与结果评价相结合

改变了“一卷定乾坤”的单一考核方式,对学生的考评方法实行多样化和过程化。项目课程的实施不仅注重学生最终学习的结果,要关注学生的学习过程,更要关注他们在学习活动中所表现出来的情感与态度。在项目教学的过程中激发学生的学习兴趣,使学生在学习中由被动变主动,培养学生的研发创新能力以及自已查阅资料能力,锻炼了学生的反思习惯与问题解决能力。过程评价的运用就保证了最终教学目标的完成。只有过程评价与结果评价两者相结合,才能保证项目课程教学的质量和学生的学习水平,确保最终教学目标的达成。

2.教师评价与小组评价、个体评价三者相结合

在项目开展过程中小组成员相互合作完成项目活动,项目完成后教师要详细地对每一个小组的成果进行综合性的评价,同时结合各个小组之间的互评,作为项目成果的最终评定。小组互相评价的运用,有助于激发班级各小组之间的竞争意识,促进小组成员间互动关系的形成,培养学生的团队合作精神以及集体荣誉感;在对小组评价的同时,教师对学生个体也要进行评价,关注每个学生的成长,将学生在小组中的表现作为其个人评价的重要组成部分;将学生的小组评价与个人评价联系起来,既关注小组活动的开展,又照顾学生的个体差异。

3.理论与实践一体化评价

项目课程将理论学习与实践学习有机紧密地结合起来,实现理论与实践的一体化以及理论教学与实践教学的一体化;而在评价中也应该将应知和应会结合起来评价,评价应该突出两者间的相关性。理论与实践一体化评价打破传统将考试作为唯一评价手段的垄断,采用评价主体多元化的方式,及从学生自己、小组成员及教师等不同角度来评价学生的学习效果。在每一个项目学习结束后进行一次考核,其中应知内容采用卷面考试,应会技能通过过程考核,学期结束再进行最终的考核。

第3篇

(常州刘国钧高等职业技术学校机电工程系,江苏 常州 213025)

【摘要】基于高职院校的学习特点和培养目标,结合《液压与气动技术》课程的实际教学特点,开展项目化教学,设计了十个项目教学任务,并以小组形式组织进行项目教学。

关键词 液压;气动;项目教学;实施

《液压与气动技术》是机电类设备维修与管理专业的核心课程,也是机电一体化专业和电气自动化技术专业的专业课程之一[1]。随着液压与气动技术的广泛应用,《液压与气动技术》课程在高职机电类专业课中占据了越来越重要的地位,而该课程实践性较强的特点也促使本课程教学逐渐由课堂转换为实验室教学。因此,原有的教学方式和教学内容已不再适合。在这种背景下,对《液压与气动技术》课程进行了项目化改革,对原有知识内容进行重新设计编排,通过项目形式呈现,满足学生的学习需要,激发学生的学习兴趣,使学生的理论水平和实践技能均得到提高。

1项目教学法的涵义

项目教学法是从教学生“学会学习”目标出发,使教学从注重“教法”转到注重“学法”,将学生的学习与学生发展密切结合起来[2]。以项目学习任务为载体,以目标为引导,以实践为主线,以能力为核心;融知识学习、技能训练、能力提高于一体的教学模式[2]。

在项目教学中,教师是项目活动的引导者和组织者。学生拿到项目后就进入了教师预设的情景中,在学习情境中,学生通过自主学习、自主探究、小组讨论完成项目任务的学习,最后再由学生自行完成评价,反思自己的学习过程。在整个学习中,教师一直充当的应该是组织引导的角色,而学生才是真正的主人。项目教学强调的是在学习中充分发挥每个学生的主体作用。

2《液压与气动技术》课程项目设计

《液压与气动技术》课程教学在学校液压实训室和气动实训室进行,为期两周时间。在课程学习期间,学生需要学习理论知识,还要掌握操作技能。

结合课程知识点、实训条件和生产实际等情况,将课程设计为十个项目,每个项目围绕一个主要任务展开,通过项目中知识的学习和训练,最终完成项目任务。

项目一:液压千斤顶的使用,目标:学会使用液压千斤顶。液压传动系统的组成、特点和工作原理等相关知识支撑,建议4课时。

项目二:加工中心液压系统动力元件的选择和拆装,目标:(1)会拆装液压泵,认识泵的结构组成、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力;(2)能通过型号识别各种泵及泵的规格。液压泵的作用、分类和性能参数,常用液压泵的结构和工作原理,液压泵的选用方法等相关知识支撑,建议4课时。

项目三:压蜡机执行元件的选择和分析,目标:(1)会拆装液压缸,认识液压缸结构、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力;(2)会拆装液压马达,认识液压马达结构、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力。液压缸和液压马达的作用、分类和特点,液压缸的结构和工作原理等相关知识支撑,建议6课时。

项目四:液压钻床液压回路的设计,目标:(1)会调节液压控制元件,组装液压控制回路;(2)会使用液压仿真软件,并进行液压回路的设计。认识液压方向、压力、流量控制元件符号、结构和工作原理,会分析液压控制回路等相关知识支撑,建议8课时。

项目五:CK6140数控车床的使用、维护及保养,目标:(1)能进行液压回路的安装、调试、维护和保养。液压元件的应用,回路的分析。等相关知识支撑,建议6课时。

项目六:手动送料装置的设计与调试,目标:(1)会识别和选用气动元件;(2)能绘制简单的气动系统控制回路;(3)能根据元件的功能设计气动回路,并进行相关调试运行。气动系统的组成、特点及工作原理等相关知识支撑,建议4课时。

项目七:气动夹紧装置设计,目标:(1)能进行气源装置的日常维护;(2)能进行系统压力调节;(3)会选用气缸。气源系统各元件的工作原理、图形符号及功能,气缸的类型和选用。等相关知识支撑,建议4课时。

项目八:折边装置气动回路的设计与调试,目标:(1)能在仿真软件中设计气动回路;(2)能构建各种换向回路,并进行回路调试;(3)能进行气动回路设计与调试。气动控制元件符号、结构和工作原理,控制回路分析等相关知识支撑,建议6课时。

项目九:卧式加工中心气动换刀系统分析,目标:(1)能在仿真软件中设计气动回路;(2)能进行气动回路的安装、调试,具备回路分析能力。仿真软件的应用,气动元件的应用,回路的分析等相关知识支撑,建议6课时。

项目十:压印装置控制系统的维护,目标:能分析判断气动系统,及时排除回路故障。气动元件符号,气动系统工作原理等相关知识支撑,建议4课时。

3《液压与气动技术》项目课程实施

项目化课程是以工作项目为核心,以应用为目的,以教学任务为载体,主动寻找知识点和解决问题的方法的一种有效的学习形式[3]。

项目教学通常以小组形式进行,因此在进行课程实施前,先进行分组并选出组长,建议每组3~4人为宜。分组时,教师应综合评价学生的学习基础、自主学习能力等因素,根据学生特点进行搭配分组,以充分调动每组学生在学习中的主动性和积极性。

项目课程的实施过程包括:任务分配、学习计划制定、学习实施、成果展示、评价总结。

1)任务分配:学生以小组为单位,领取项目任务书,明确学习任务,所要达到的目标。

2)学习计划制定:根据项目任务书描述,小组讨论制定学习计划,任务完成步骤,确定任务实施方案。

3)学习实施:学生根据小组制定的学习实施计划进行项目实施,组内成员分工合作完成项目任务。

4)成果展示:项目完成后,每组选派一名成员公开讲解展示任务实施情况,取得的成果,达到的效果。

5)评价总结:根据各小组任务完成情况,形成由小组自评、组组互评、教师评价的三维评价方式,综合评价学生的参与程度、合作能力、任务完成情况等。

4小结

总之,在《液压与气动技术》课程中采用项目教学,能有有效激发学生的学习兴趣和潜能,使学生在学习理论知识的同时获得技能的提升,让学生明白理论学习和实践操作的相辅相依的关系,而且小组合作的学习方式,也促进了学生协调合作能力的提高,全面提升了学生的综合素质,为今后就业打下良好基础。

参考文献

第4篇

摘要:传统教学方法已无法实现高职教育的培养目标,改革势在必行。本文阐述了德国职教理念的涵义和项目教学应用的意义,阐述了项目教学在《液压与气动技术》中的实施以及应用过程中的要求。

关键词:项目教学;液压与气动技术;情景;实施

高职教育的培养目标和任务是适应生产、建设、管理、服务第一线需要的德、智、体、美等全面发展的高等技术应用型专门人才。《液压与气动技术》是我院数控技术专业一门重要的专业技术课,具有实践性较强、与生产实际联系紧密的特点。主要任务是培养学生分析、设计液压与气动基本回路,安装、调试、使用、维护液压与气动系统及诊断和排除液压与气动系统故障三项能力。传统职业教育教学的“教师讲,学生听”的教学形式很难实现这一目标和任务,无法实现对学生职业能力的培养,因而严重地影响了人才的培养质量,改革传统职业教育模式势在必行。

项目教学法的涵义

项目教学法是从教学生“学会学习”目标出发,使教学从注重“教法”转到注重“学法”,将学生的学习与学生发展密切结合起来。以学习任务为载体,以目标为引导,以实践为主线,以能力为核心;融知识学习、技能训练、能力提高于一体的教学模式。

在项目教学过程中,教师是活动的引导者,教学的主持人。通过创造某种特定的环境或情境,让学生在教师所设计的学习环境中进行学习,强调学生学习动机的激发和学习兴趣的培养,这种情境是建立在让学生熟悉周围的环境的基础上,对所学的内容感到好奇、感到惊讶继而能对此提出问题。以学生为中心的教学组织形式,让学生以团队的形式进行学习,引导学生自主学习和探索;强调在团队学习中发挥每个学生的主体作用。

项目教学在《液压与气动技术》课程中的实施

教师选择的课题(项目)应该结合专业的培养目标,比如说数控技术专业的学生应该选择数控加工设备或者加工流程作为课题(项目),在选择的时候还应根据本次课题的学习目的进行筛选,在教学初期可以选择加工设备或者加工流程的部分功能作为本次的课题(项目),随着教学过程的深入,可以选择一些综合性的加工设备或者流程作为课题。下面通过《定位、加紧控制系统设计》来说明项目教学法如何在《液压与气动技术》课程中应用(参见表1)。

课题引入结合专业和工程实际提出机械加工过程中需要加工工件进行自动定位并夹紧,教师可以提前把工作过程做成动画并在课题中进行演示,以便学生能够清晰地了解动作过程。教师把课题要求告知学生;学生根据提出的问题进行思考。

目标定义教师针对提出的问题设置目标,说明本次课程要求学生达到的目标,并根据课题内容提问学生,了解学生对一些基本知识点的掌握情况。学生要通过课题讲解了解实现定位、夹紧动作所要达到的目标要求,查阅相关资料。

信息阶段教师根据提问情况对于学生不了解的知识点和安全操作规范等内容进行讲解,讲解结束后,教师对班级学生进行分组,一般3人为一组(具体根据实训条件及课题的复杂情况而定),采用自愿的原则,但是教师还应注意到每组学生实力情况,可以视具体情况进行微调。在每组成员中选拔一名作为组长,全面负责组织、协调工作,以保证课堂秩序的顺利进行。学生要对必要的知识点进行梳理、讨论,对不明白的知识点进行提问。

规划阶段准备实验实训器材,该阶段教师应准备足够多的器材。学生可能会形成多种设计方案,为了避免在后面执行阶段遇到学生采用其他器材而教师没有准备该器材的情况,教师应准备足够多的器材;如果由于器材原因而最终使学生更改设计方案,也就违背了项目教学的目的。另外,教师还要把时间分配情况告诉每组成员,以免课题挪用时间过长。学生根据课题要求,讨论并形成设计方案,根据设计选择所需元器件,制定安全操作流程。

执行阶段教师应该起到现场巡视和指导作用。学生根据自己组的规划进行气路连接及检测、电路的连接及检测,连接过程中,要求记录数据。安装完毕后,应该在指导教师的现场指导下完成试验,同时注意安全规范的应用。

检查阶段学生根据题目要求进行项目检测并详细记录过程,对运行状态进行分析,与目标进行比较,如果与目标要求不一致,学生要进行修改,达到目标要求后请指导教师验收。教师在该过程中要详细记录每组试验结果及工艺情况,以便对学生的考核有一个比较详细的参考。

评价阶段最后要求小组成员对自己设计方案和设计成果进行展示和演示。由学生自我评价、相互评价及教师评价结合,这样就拓宽了学生的思路,同时也是对学生个人在项目活动实施过程中的参与程度、所起作用、合作能力及团队精神等多个方面进行综合评价,可提高学生学习的积极性和主动性。

项目教学实施要求

教师职业能力的提高因为项目教学是以典型的职业工作任务来组织教学内容的,因此教师要具有职业能力,首先要了解企业课题的要求以及设备的工作过程,才能从整体联系的角度选择一些与专业相关且具有典型意义的职业工作任务作为教学项目。也就是说,理论知识和实践知识应通过典型的职业工作任务有机地结合起来。如果教师只具有专业理论知识,而不熟悉职业实践就很难胜任教学工作。其次教师应该具有将课题分解成案例、形成具体任务的能力,需要对每个模块下的具体任务、知识点和能力点进行详细的分解,并对知识点所属章节的内容做详细分析,以便进行关联知识和扩展知识的教学。

教师教学风格的转变教师要转变角色,要以主持人或引导人的身份引导学生学习,在教学中控制教学过程,而不要控制教学内容,要当好助手;教师要使用轻松愉快的、充满民主的教学风格进行教学,要不断地鼓励学生,使他们对学习充满信心并有能力去完成学习任务;要培养学生独立工作的能力;关注学生的优点,少讲不足,要充许学生犯错误。

教师教学模式的转变要严格遵守计划、任务的安排;教师要备好课,要有更多的预想;教学中要更多地使用卡片、张贴板和多媒体教学设备使学生的学习直观易懂,轻松高效。可以利用多媒体进行一些有关课题相关信息的展示,例如通过多媒体动画演示传递给学生本次课程所要了解的课题或者设备的动作原理,这样就比较直观地使学生了解了设备的工作原理;通过卡片的形式,让学生提出自己设计课题的初步思路或者提出与课题相关的问题,以便学习过程中能够集中讨论和分析;通过张贴板可以对自己设计方案和设计成果进行展示和演示。

通过师生相互交流,积极互动,共同参与,共同创造,项目教学法在教学中将理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘了学生的自学能力、创新能力和创业精神,培养了学生团队合作的精神和职业道德,全面培养了学生分析问题和解决问题的综合能力。这种教学方法使课堂教学的质量和效率得到了更大幅度的提高。总之,实施项目教学法,推动了教学革新,改变了传统教学模式,为学生提供了更加有效的学习环境。随着社会的发展,职业教育培养出来的人才将更能适应社会发展的需要。

参考文献

[1]华金授.探讨项目教学法在《电基本技能》教学中的应用[J].广东科技,2009,(6):214.

[2]吴玉娟,巫恒兵.项目教学法在数控编程中的应用[J].广西轻工业,2009,(6):6.

[3]黄靖龙,罗先进,曾设华.项目教学法在高职专业课程教学中的应用[J].淮北职业技术学院学报,2007,4(11):29-33.

[4]周璇,王志明.项目教学法在高职教学中的应用[J].金华职业技术学院学报,2009,(6).

[5]蔡明剑.项目教学法对教师工作的要求[J].天津职业院校联合学报,2010,7(12).

第5篇

【关键词】基于工作过程;学习情境;理实一体化;课程考核

“液压与气动技术”不仅是高职高专机械类及机电类有关专业的一门专业必修课,而且也是一门能直接用于工程实际的技术学科,该课程主要研究液压与气动元件的结构原理、回路功能及用途、常见故障与处理方法,培养学生分析解决一般机电设备液压气动系统常见问题的能力。液压与气动技术广泛用于航空、冶金、船舶、石化、造纸、汽车、工程机械、压力机械、纺织、食品加工等专业领域,这些行业对液压岗位高技能人才的需求量非常大。

1改革前“液压与气动技术”课程教学存在的主要问题

改革前该课程教学存在的主要问题是:①沿用几十年的液压与气动的课程体系,先讲液压传动基础知识,介绍液压元件、液压回路,然后讲气动基础知识,介绍气动元件、气动回路,最后介绍液压与气动技术的应用,这样学生在学习过程中难以理解课程,容易出现知识链的断接;②理论与实际脱节,学生在课堂学习理论知识,然后到实验室做一些验证实验,他们会感觉课程枯燥乏味,丧失学习动力和兴趣,存在着理论教学和实践教学严重脱节的弊端,从而影响了教学效果;③该课程所学的知识与生产实际紧密结合不够,学生到工作岗位后会觉得无法很快适应岗位需求。

2基于工作过程导向的课程教学改革思路

基于工作过程的课程与课程开发的提出是源于由姜大源教授任组长的全国教育“十五”规划教育部重点课题《当代德国职业教育主流思想研究》。基于工作过程导向的课程与开发就是:根据工作过程寻找典型的工作任务,从而确定学习领域,并且进行学习情境设计和项目教学。根据专业的工作过程寻找本专业典型的工作任务,然后确定本专业的各个学习领域。

“液压与气动技术”是高职高专机械类及机电类有关专业的一个学习领域。本学习领域确定七个学习情境,分别是:液压油的选用、动力源的选用与维护、换向回路的构建与维护、调压回路的构建与维护、调速回路的构建与维护、其它回路的构建与维护、机床液压气动回路的维护。学习情境的设计要体现本学习领域标准的特色与设计思想,要突出“工作过程导向”的理念,将职业工作作为一个整体化的行为过程进行分析,将知识点和技能点有机地联系起来。学习情境内容的选择要体现先进性、实用性、趣味性和可操作性。本课程的改革要突出工学结合、能力本位,实现“教—学—做”一体化、理实一体化的教学原则。本课程最好在理实一体化的教室授课。

在教学内容的安排上将液压与气动技术编排在一起,便于对比学习;同时按工作任务设计项目教学,例如换向回路的构建与维护这个学习情境是先介绍液压与气动换向元件的结构使用,接着让学生拆装液压与气动元件,熟悉其维护保养要领,然后教师讲授液压与气动换向回路基本知识,学生自己设计液压与气动换向回路,最后学生在液压、气动综合实训台上构建液压与气动换向回路。通过这样一个学习实训过程,学生基本掌握液压与气动换向回路的构建和维护技能。

3学习情境设计实例

以换向回路构建与维护这个学习情境为例,介绍学习情境的设计内容。

学习情境3:换向回路的构建与维护学时: 121.学习目标

使学生会拆卸液压、气动换向阀,知道阀的接口、参数;

会拆卸液压缸、气缸、液马达、气马达;能看懂液压换向回路、

气动换向回路安装图,并在试验台上用油管、气管连接;

会对换向回路进行维护。培养学生再学习的能力,自我管理能力;

做计划的能力及评价能力2.教学方法建议

①项目法;②引导问题教学法;③案例教学法3.教学实施工作

过程工作任务教学组织学时资讯了解工作背景,

明确项目工作任务熟悉任务:提出资讯建议,提供

获取资讯的方法与途径信息。1决策熟悉各种换向回路,

熟悉组成各种换向回路

液压、气动元件;

熟悉各种执行元件;

了解各种连接方法。公布项目任务,学生分组,

明确分工;重视回路构成

分析,注意液压、

气动元件的正确安装、

连接方法,防止损坏元件。2.5计划制定构建液压、

气动换向回路的流程;

确定使用的元件、动力源。老师提供指导意见:

学生通过查资料,

比较表达方案选优;

绘回路图细节提示。3实施绘制换向回路图;

选择所需元件;确定

各元件的参数;在试验台上

构建换向回路;学生互检;

教师检查;回路运行。老师提供案例:注意

设计的规范性,考察学生

从液压、气动元件到回路构建

表达的迁移能力,关注质量

意识考察,作好相应记录。4.5检查对回路的构成方式进行认真

检查;同时检查元件参数

选用是否合适;技术文档归档。自检与老师检查结合;教师提

出设计过程中的成功和不足,

团队分析原因,教师点评。0.5评估自评;互评;教师总体评价。评估项目质量:

提出优化意见,教师点评。0.54.对象

液压泵、气源装置、各种换向阀、液压缸、

气动缸、液马达、快换油管、气管、台架等。5.工具

换向回路原理图、《液压与气动元件手册》等常用工具书;

拆装工具等;多媒体设备、教学课件。6.教学重点

回路构建时的管路连接。7.考核与评价

采用工作成果评定为主(占60%)、

兼顾团队合作(同学互评)(15%)、

工作态度及工作规范(20%);

学生自评5%; 评价成绩采用百分制。

4改革教学方法,提高学生学习积极性

结合本课程教学内容的整改,同时改变传统教学方法,在调动学生学习工程力学的积极性和主动性上下功夫。

4.1切实体现以学生为主体原则。

在传统教学中,主要是教师按照教材及大纲所规定的内容进行传授,学生则被动的学,基本上是“满堂灌”或“填鸭式”的教与学。对于实践性很强的“液压与气动技术”这门课程,传统教学方法基本无法调动学生学习的主动性,也就比较难保证最终的教学效果,学生学习的书本知识在生产实际中作用不大。

在教学中打破传统教学中以教师为主体的现状,教与学的关系中,教是服务与学生学的,所以教师教不应该成为教学的主体。教师可以利用基于工作过程导向下的情境式教学内容的安排,从学生的毕业后就业岗位需求出发,想学生所需,学生就业岗位需要学什么内容,不需要什么内容。如果我们在备课时考虑到这些,那么课上就不可能滔滔不绝、长篇大论地去讲述和推导什么液体力学中的相关理论知识和复杂的液力学公式,就不会将自身的教置于教学中的主体地位。教师只有在教学把握住以学生为主体,才有可能提高学生学习“液压与气动技术”这门课程的主动性和积极性,从而最终提高本课程的教学效果。当然这就需要任课教师有丰富的生产实际经验,要经过大量的走访、调查。

4.2引导学生的参与到课程的教学中去。

在教学中若教师只是一味地给学生灌输自认为重要的知识,就是再博学的教师授课也会使学生厌倦,教师要根据教学情境的需要适时地让学生参与到教学中去,这样学生的积极性才能充分地调动起来。例如在“液压油的选用”教学情境教学中,教师只讲授液压油的基本知识,设定工作条件,将学生分成8组,然后让每个小组讨论决定选用什么类型、牌号的液压油,到市场询价,最后分组写成报告,各组在课堂回报。通过这样的学习过程,学生的学习积极性大大提高,对这个情境的内容掌握的就比较好了。

4.3合理利用各种现代化教学手段。

合理利用各种现代化教学手段对于改革后的“液压与气动技术”的教学辅助的作用是巨大的。在每个情境的教学上,能否充分调动学生学习主动性和积极性,很大程度上取决于教师对本情境中的工程实例的初次描述上。如果是通过教师讲述简简单单地表达出来的,就不容易引起学生的学习兴趣,对激发学生学习主动性和积极性并不利。相反如果利用多媒体的图影来描述工程实例,利用实际视频增强学生身临其境的感受,同时还可以播放由设计缺陷导致灾难性后果的相关影视,这样就可以极大地吸引学生们的眼球,在他们的记忆中产生深刻的印象。如此的教学安排,不仅可以激发学生学习本情境内容的积极性,同时也很好地教育了学生今后从事液压与气动系统设计工作时应具备高度责任感。

教师结合相关计算机软件模拟工程实际问题,由动画的方式展现给大家。比如液压回路中的液压油的流动路线的内容过去对大部分学生来说,由于无法直观展示,实验时又无法观察,但通过计算机制作成动画后,很容易表现液压油的进油路线和回油路线,而且还可以与换向阀等元件的动作联系在一起,本来很难弄懂的知识现在学生比较容易的理解。

5改革考核方式,综合评价学生

原来的课程考核方式是平时考核加期末考核,这样考核的最大缺点是对学生的学习过程没有给给予重视,而且对实训部分考核不充分。改革考核方式主要是侧重学生学习过程考核。改革后本课程评价可采用对每个学习情境进行考核,具体考核方式为工作(实训)成果评定为主(占60%)、兼顾团队合作(同学互评)(15%)、工作态度及工作规范(20%);学生自评5%; 评价成绩采用百分制。最后七个学习情境的得分进行平均就是学生本课程的成绩。经过2年的实施结果证明:该考核更加客观真实地评价出学生对该门课程的学习情况和知识掌握情况,加强了学习过程的考核,全面地反映学生应用该课程知识解决实际问题的能力,让更多的学生发挥出个人的潜能。克服了单纯的理论考试反应学生成绩的片面性,避免了出现高分低能情况。

高职高专“液压与气动技术”的教学改革是一项长期的、复杂的的工作。本文的改革措施在实际教学中已取得了良好的效果,希望能给同课程的教师在教学改革上起到抛砖引玉的作用,同时也希望不同学校的教师多加强交流,在改革中不断总结和累积经验,使本课程的职业教学体系得到完善。参考文献

[1]李玉军.《液压与气动技术》课程教学实践[J].甘肃科技,2011,(3)

第6篇

【关键词】虚拟仿真;项目教学;工学结合;

一、概述

《液压与气动技术》是高职机械类专业的一门专业技术课,应用性很强,在机械类的各个专业如机械制造及自动化、机电一体化、数控等专业都占有十分重要的地位,是专业课中的重点课程。这门课程不仅理论性强,而且具有很强的实践性,与企业的生产实际联系紧密。

从我国职业教育的实际出发,坚持理论联系实际,通过课程组成员的国外学习和国内交流,针对《液压与气动技术》理论与实践结合紧密的特点,在实训教学环节中逐步引入"项目引导、任务驱动"的理念,但是在项目教学过程中存在一个瓶颈问题:实训资源相对缺乏,加上上课时间可训练的时间有限,限制了同学们课后实训练习。

针对这一现实问题,在新一轮的课程建设中,借助虚拟技术和三维建模技术,实现《液压与气动技术》实训教学资源立体化、动态化、可视化和网络化,建设虚拟实训环境,解决了项目教学过程中实训资源相对缺乏,促进了主动式、协作式、研究型、自主型学习,形成开放、高效的新型实训教学模式的重要途径。

二、 国内外研究现状分析

随着虚拟现实技术的不断发展和成熟,为其在各个领域的应用提供了技术支持,使人们的生活、工作和学习变得更加快捷和方便。虚拟实训是现代职业教育中必不可少的一种形式,在教育领域应用必将得到进一步的开发与应用。现就国内外研究现状叙述如下:

将虚拟实训运用于运动技能方面的研究由来已久。早在1985年,训练篮球的虚拟现实系统已被开发。训练者戴上特制的手套和眼镜,在虚拟的空间里练习投球。与在真实环境中相比,在虚拟的空间里练习投球有其显著的特点及优势。如模仿真实世界中球的运动轨迹,并控制其运行的速度以适应训练者的训练进程。开始时,球下落的速度非常缓慢,以便使训练者看清球运行的路线,找出偏差,调整自己的动作。随着训练者投篮准确率的提高,球速也开始加快,直到球速与现实中的完全相同。最终,训练者掌握了投篮技巧,并且这与在真实的世界里练习的效果没有多大区别。后来美国Michigan大学虚拟实验室的学生开发了一套运用于足球训练的系统--Virtual Football Trainer。这套系统为使用者提供了一个近乎真实的训练场景,非常适合训练足球队员的实战能力。

虚拟实训在国内的研究主要集中在高校和职业院校应用。例如,北京航空航天大学计算机系是最早进行虚拟现实研究、最具权威的单位之一,研发了用行员训练虚拟现实系统、虚拟现实演示系统,研究了虚拟环境中的物理特性的表示和处理并提出相关算法和实现方法。北京科技大学钟延教授研制的VR-4的汽车驾驶模拟器,模拟仿真各种路况上进行驾驶技能的学习和训练,产生逼真的效果。VR-4可以提供多项教练场的正常条件下无法提供的训练项目,如恶劣天气

下的训练,跟随前车的训练等。

三、虚拟实训资源的开发

实训资源相对缺乏,加上上课时间可训练的时间有限,限制了同学们课后实训练习。

因此,在立体化教学资源的建设,主要解决实训资源的相对缺乏及如何引导学生完成实践任务,并留有足够的时间完成各个环节的学生综合评价问题。

针对项目化的教学内容,通过虚拟技术Solidworks composer软件创建虚拟实训资源,借助于多媒体教学手段,引导学生完成教学过程。在立体化实训教学资源的建设中,为保证与工业现场的一致性,采用三维建模技术,按照实际元件的图纸尺寸建立立体元件库,结合实际的实验平台建立元件调用和系统构建平台。三维液压仿真设备与真实的YCS-A液压实验台的结构及工作原理完全一样的功能,可以仿真操作、任意拆装、任意设置故障、排除故障,所有的设备元器件及仪器仪表能够根据其相应的物理属性实时做出反应,就跟学生操作真实实验设备的效果一样,达到学生动手实验实训的目的。对比现有课程资源主要进行四项转化:

1、二维图片立体化,改变传统教学图片的展示,将液压实验台和气压实验台及液压与气压的所有元件通过实地测量,然后借助Solidworks软件进行建模,渲染,使更加形象、逼真。

2、静态过程动态化,改变液压和气压元件工作过程的静态分析,借助Composer软件对已建好的实验台及模型进行拆装动画及回路的拆装及工作原理的动画,通过机构仿真和动画技术实现静态过程的动态化,完成二维到三维再到动画的转换。如图1所示:

3、系统机构可视化,通过Solidworks软件剖视、透明等技术,将工作台及所有的液压元件的结构及工作过程完全展示,每一个液压元件都是透明可见,将一些简单的液压回路,在虚拟的实验台上进行搭建,可以交互操作。如图2所示:

4、教学实训资源网络化,所有的实训教学资源均为电子文件,借助于网络平台实现远程实训教学和自学环节的虚拟仿真实验平台。

四、虚拟实训资源的应用推广

1、运用现代教育技术,计算机虚拟现实技术等充分发挥各种媒体的优势,将各种相互作用、相互联系的媒体和资源有机地整合,形成了立体化、网络化、精品化教学实训资源库。立体化实训教学资源的实施,深化了校企合作的教学模式;克服了教材形式的单一性,提高了其实用性,满足了现代学习者个性、自主性和实践性的要求。既充分发挥了教师的主导作用,又充分体现了学生的主体地位,创建了有利于大学生素质教育和创新能力培养的教学模式;

2、教学实训资源既为教师备课提供了规范而有弹性的参考,又为教师实施教学提供了完善便于操作的技术支持。资源库的教学素材丰富且新颖,既增加了教学的容量,充实、拓宽了教学内容,增强了教学的时代感,又提供了比较完整的教学解决方案,最大限度满足了教学要求。同时改进了教学方法和教学手段,使教学中抽象、难以理解的内容变的生动直观,达到黑板授课不可比拟的效果,从而突破传统的教学模式。建构了有利于大学生素质教育和创新能力培养的教学模式。

3、为学生提供了良好的学习平台。为学生提供了一个具有科学性、先进性、易操作的网上学习环境。增加了学生学习的信息量,有利于学生课外学习的辅导,使教学活动实现了从信息的单向(教师对学生)传递向双向(师生之间)乃至更广的范围(生生之间、教师之间、教师与社会之间)交换传递的转变,实现了交互教学及人机结合、师生结合、课内外结合,大大提高了教学效率和效果。为学生的学习和发展提供多样的教育环境和有力的学习工具,有助于启迪学生的形象思维,提高学习效率。完善教学实训室的建设与管理。

五、结束语

根据高职教育的培养模式,全面提高学生素质和能力。以信息技术的有效应用为突破口,建设立体化实训教学虚拟实训资源,改造提升传统教学,加快信息技术应用。大力开发数字化专业教学资源库,应用现代教育技术,丰富教学形式、提高教学效果,促进优质教学资源的共享,拓展学生学习空间。拓展学习时空, 结成学习同盟, 化解学习难点,提高学习成效。从而推动《液压与气动技术》课程的改革与发展,为现代职业教育体系建设做出贡献。

参考文献

[1]虚拟现实技术在技能训练中的一些实例[J].中国教育网络,2006,zl:48-49.

第7篇

关键词:液压与气压传动;课程教学;改革

【中图分类号】TH137-4;TH138-4

1液压传动课程教学中存在的问题

1.1对传统教学模式过于偏重

在传统专业技术基础课程教学过程中,教师往往忽视应用能力的培养,照本宣科,沿用传统的灌输方式,过分强调流体力学等理论基础知识,而缺乏启发式、讨论式的教学方式,造成学生独立思考的能力和创新精神的缺乏,学生对所学专业也难以产生兴趣。另外,由于教师在教授时以自我为中心,不注意和后续专业课之间的融合,导致课程内容学习上的重复。还有一些教师教授时,在内容安排上衔接不当,对于液压与气压传动的一些难点,专业基础课和专业课对该部分的讲述都比较简略,造成学生难以掌握好学习的重点内容。

1.2课程内容与体系设置不合理

目前在液悍矫娴目纬躺柚媒衔单一,课程内容主要是流体力学和液压传动两方面知识,课时总数较少,从课时分配看,液压泵的拆装、液压阀的拆装、液压基本回路实验、气动基本回路等实践性环节只存在于8个课时4个实验项目,这些认知性和验证性实验的内容也较为陈旧,在基本技能培养与操作方面远远达不到培养学生动手能力的要求,不符合高职高专学生的培养目标。

1.3与社会企业难衔接

许多高职院校教学方式基本上仍是以知识体系为顺序组织的,前半部分集中介绍基础理论,后半部分重点介绍具体实例。由于学生在以往的课程学习和日常生活中很少能够接触到液压及气动技术,普遍对《液压与气动传动》课程缺乏感性认识,导致许多高职院校在实践培养环节上出现诸多问题,如:与相应的企业联系不够紧密,致使学生不仅对基础设备、工艺装备技术及国家行业标准也缺乏一定的了解,而且在工作过程中专业性不强,甚至难以明确区分课堂教学和企业生产、制造、检验和调试的不同等。

1.4教学实践的培养力度不够

多年来,实践教学平台依然选用专用的本科教,学生实验根据实验指导书,按照实验要求学生机械性的在实验台上选择液压元件组装液压回路。另外,实践教学平台液压试验台的液压回路大多已被事先设计好,学生的创新性毫无发挥之地,只是把数据单纯的记录下来而已。目前绝大多数毕业生在面临实际的工程项目问题时,多表现为动手能力差,不能独立思考,创新意识不强,缺乏团队合作精神和应有的工程意识及能力。

2关于教学课程改革的建议

2.1教学方法上

2.1.1多媒体教学法

《液压与气压传动》课程涉及到许多液压元器件的结构,工作原理及基本的液压回路图,有的图形比较抽象、复杂。过去进行这门课程的教学时,教学手段比较单一,要么通过课本上的图进行分析,要么通过教学挂图、教学模型等辅助教学。挂图的幅面有限,一些复杂的结构图和系统图效果更差,而且典型元件的结构、工作原理和系统分析等内容很难在黑板上讲解和描述清楚。在现代教学过程中,计算机辅助教学已经得到普遍重视。教师在授课前,准备好相关知识的幻灯片,工作原理及液压回路的视频和动态演示图,搜集一些液压系统工作的视频等教学素材,在课堂教学过程中,把动画、图像、文字、声音并茂的多媒体教学呈现给学生,使抽象的教学内容变得直观、生动,学生理解起来变得十分容易。通过应用多媒体课件,还可以把液压系统中油液的流动,阀的操纵以及位置变换和通、断关系形象地表现出来,使学生清楚地看到液压回路系统处于不同工作状态时各元件的动作及状态,油液的进油和回油路线等。总之,采用多媒体教学,大大缩短了教学内容的辅助时间,弥补了教学学时少、内容多,教学任务紧张等教学上的缺陷,最终提高了教学效率和教学质量,使教学效果事半功倍。

2.1.2理论联系实际

“国家示范性高等职业院校建设计划”的通知中指出:探索建立“厂中校”“校中厂”实习实训基地,将企业的行业标准、员工的职业素养融入课堂教学中。这就要求教师在教学过程中,通过适当分析实例来锻炼学生理论知识运用于实践工作的能力。例如:在分析典型液压传动系统时,通过分析起重机液压传动系统,组合机床动力滑台液压传动系统,升压机液压传动系统的回路组成,工作原理及系统特点,巩固运用以往所学知识点,加深对知识点的理解。

2.2教学内容上

教学内容是人才培养中的重要环节,所以在对《液压与气压传动技术》课程进行教学改革时,应当本着理论联系实际的原则,根据专业特色及人才培养方案的培养目标,对于液压与气动技术课程内容做出调整。对于液压传动技术,教师应当在尽量减少理论推导及数学公式的计算的前提下,讲清传动系统的概念性知识点,帮助学生准确掌握;液压转动技术的教授内容包括液体流体力学、液压元件、液压基本回路及典型液压传动系统的分析,教师在讲授时应当适当调整以上内容的学时,对液压泵、液压马达、液压缸、液压控制阀等的工作原理,应用场所,注意事项等等与实际应用关联较大的内容进行重点介绍。另外,在实际中应用较多的液压基本回路及典型液压传动系统等,教师还要在课堂上进行深入的分析与讲解。考虑到气压转动部分的元器件工作原理与液压元件类似,对于气压传动技术,教师可以采取针对性讲解的方式,帮助学生理清气压与液压的不同之处,讲清楚关键知识点。总之,教授的目标是在保证理论知识够用的基础上,通过多分析实例,增强学生把理论知识应用的到实际工作中的能力。

2.3考核方式上

一般高职院校这类课程主要以期末考试笔试成绩为主,平时表现和课后作业等成绩为辅的传统的考核方式不利于提升学生对知识的掌握与运用能力。学生实际操做能力只能够从平时表现反映出来。为了提高教学效果,结合液压与气压传动技术课程特点,做到既考查了学生的理论基础知识,又注重了学生实践能力的培养。对考核方式进行改革的建议如下:增加实训成绩的比重,除了把考勤,作业纳入平时成绩,课堂讨论,课堂提问等的考核也不容忽视。

3结束语

《液压与气动传动》课程不仅理论性较深,而且有很强的实践性。高职院校的主要培养目标是培养具有必要的专业理论基础知识,面向生产、建设、服务和管理第一线需要的应用型高技能人才,所以以培养应用型人才为目标,课程体系实施面向实践型教学的改革是大势所趋。

第8篇

关键词:汽车专业;液压传动技术;讲义编写内容;新能源汽车工程实践;困难及解决措施

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)36-0197-04

一、背景

目前我国汽车工业蓬勃发展,为车辆工程专业学生提供了宽广的舞台,同时也对工程技术人员的综合能力提出了更高的要求。当今社会需要掌握全面工程技术知识的复合型人才,既要求对汽车理论、汽车构造和汽车设计等专业知识了解,也要对电子、流体、液压传动技术等相关技术具有一定的理论和实际工程水平。《流体力学与液压传动技术》是我校汽车学院本科生的卓越工程师核心课程之一,也是汽车学院本科生的专业必修课,涉及6个班200多人的教学工作,其教学成果直接渗透到学生专业课程的学习中,是本科生知识体系构架中重要的一环。笔者在这门课中主讲液压传动技术部分的教学工作,对这门课有一定的理解和认识,具有国外教学经验。在长期的教学过程中,通过对教学效果的自我审查以及结合学生提出的很多中肯的意见和建议,总结出目前教学过程中出现的问题主要有两点:一是讲义问题。因为目前汽车专业学生液压传动技术课程没有指定教材,使学生认为这门课或这部分内容可有可无,或者是想认真学习课程的学生摸不到头绪,无法系统地学习。二是液压传动技术与汽车相关关系的问题。因为传统液压传动技术教学应用侧重于机械方面,因此基于机械类教材教学讲授过程中不免引入很多机械方面的例子和应用,这让汽车专业学生觉得液压传动技术这部分教学内容与他们没有很大关系。但实际情况是:液压传动技术在汽车上确实有着广泛的应用,比如汽车的液压助力转向系统中液压缸助力转向机构、汽车液压悬架系统、ABS防抱死液压系统中的原理与应用、自动变速器液压系统、液压制动系统、液压减震系统、VVT-i系统中气门控制的液压执行器装置等,在汽车上的工程应用十分广泛。这些教学经历使我们深刻地认识到液压传动技术在汽车上的广泛应用空间和目前缺乏一本适合我校汽车专业学生的液压传动技术讲义这一现实情况。因此,从《液压传动技术》教学中存在的教学问题以及液压传动技术在汽车上的典型应用,编写一本液压传动技术及其工程实践应用讲义对学生和学科建设来说都是十分必要的。但目前缺乏液压传动技术及其工程实践应用这样合适的教材,即使国内有《汽车液压传动技术》(2011)这样的书,也还是侧重液压基础和机械方面,不足以说明液压传动技术及其工程实践应用的广度。而如《汽车液压气压与液力传动》(2012)也只是针对高职院校的学生,进行宽泛地介绍,而缺乏汽车上涉及的液压传动技术的应用理论深度。

作为优秀的汽车专业学生,未来汽车专业的高级人才,编撰一本侧重于汽车应用典型案例的液压传动技术讲义十分重要。这样一本讲义应该包括汽车应用上可能涉及到的液压传动技术部分知识,在内容上保留《汽车理论》、《汽车构造》、《汽车设计》等汽车类专业基础知识中涉及到的经典液压传动技术应用,增补关于液压传动技术在汽车上应用到的新的知识点和内容,包括新能源汽车中液压实验台架涉及到的液压部分知识和新能源混合动力传动中的液压节能技术知识等,突出液压传动技术在汽车应用上的特点和重点,并具有一定的深度,与汽车专业知识保持一致,保持一定的广度和深度。不应让学生仅仅局限于对一个宽泛的基础知识的了解,但在实际工程实践的应用上又不知所措。

二、讲义编写的指导思想

针对目前教学中存在的讲义和教学内容与汽车专业学生脱节,特别是缺乏一本适合同济汽车专业学生的液压传动技术讲义,作为一名授课教师,有责任和义务编撰这样一本讲义,适合教学需要,满足学生使用要求。该讲义的编撰具有十分重要的意义:编撰《液压传动技术及其工程实践应用》这样一本讲义,是高等学校讲义编撰上的一项重要工作,是讲义建设上的一部分重要内容,同时可以为学校的讲义建设积累经验。讲义主要遵循以下四条指导思想进行编写。

1.填补现有教学内容上的缺乏和不足。编撰一本在汽车上具有广泛应用,并在汽车设计上具有一定深度的液压传动技术讲义,可以为汽车专业高级人才提供一本十分适合的专业讲义。

2.讲义的编写,可以将汽车专业其他教学、实验上涉及到的液压传动技术知识集大成于一本讲义中,统一讲授。比如《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》中的液压部分知识,这样避免了汽车专业其他教师(并不对液压传动技术有深刻了解)在这部分内容的讲解上要么直接忽略掉,要么花很长时间备课讲解,对提高汽车专业的整体教学效果大有裨益。

3.在讲义编写过程中,注重培养学生工程实践应用的能力,激发学生的学习兴趣。

4.在讲义编写过程中,注意师生互动,通过教学环节与学生沟通,从学生角度审查讲义的实用性。

三、本讲义的特点

编写适合汽车专业高级人才培养要求的讲义是一项重要的工作。目前采用的讲义内容偏离工程实践应用,且大都与汽车专业内容相关度不大,难以达到教学的基本要求;有些借用的本科讲义则存在内容陈旧、理论偏深、缺乏实践环节、汽车应用实例偏少等问题;还有些讲义虽然冠以汽车专业讲义的名义,但实质上是一本浓缩型机械本科讲义,讲义内容脱离汽车专业内容。因此,在讲义的编写过程中,注重了以下几方面的内容。

(一)适应汽车专业需求,突出汽车应用特点

本讲义调整传统讲义中偏机械类的液压传动技术应用部分,增加液压传动技术在汽车专业上的应用部分内容的介绍,促进汽车专业学生对液压传动技术在汽车应用上有全面系统的认识。为此,讲义在保留汽车专业原有讲义比较成熟的液压精华内容的基础上,增添了液压传动技术在汽车应用上新的知识点与技术点。整本讲义分为三大部分:第一大部分包括液压传动技术的基本概念、常用液压关键元件的类型和特点、液压基本回路的功能与应用;第二大部分包括液压传动技术在汽车转向、悬架、制动等方面的应用,多种类型液压元件的结构和特性,常用回路的应用特点,液压系统的设计;第三大部分包括液压传动技术在新能源汽车上的应用等工程实践环节。模块化的讲义内容设计便于有选择性地开展教学活动,充实的汽车技术内容便于学生了解新技术、新信息,提高学生的学习兴趣,增强工程实践技能。

(二)根据教学要求,整合汽车专业中的“液压传动技术”知识

尽管液压传动技术工作特点和在汽车专业上应用场合明显不同,比如转向、悬架或者制动等。但主要元件工作原理阐述、图形符号制、基本回路分析等方面有许多相似之处。因此,以液压传动技术基本元件、回路原理功能为基础,重点针对汽车专业教学上的内容进行精心筛选,保留了汽车专业课其他讲义中,如汽车理论、汽车构造和汽车设计课程中关于液压部分成熟的、重要的应用,比如转向、制动等;其次,大量引入现代新能源汽车上的实用液压资料,比如液压自动能量回馈、燃料电池汽车发动机系统中的气体管路等;最后,适当增加了汽车上常见的液压故障诊断与排除方法,增强了学生解决工程实践问题的能力。

(三)内容简洁,形象生动

通过学习国外采用的讲义,特别是美国、德国的讲义,发现国外的专业讲义有以下三个特点:一是多图少文,化抽象为具体;二是内容上模块化设计,主次分明;三是一般引入工程实例介绍,激发学生的学习兴趣,便于学生理解掌握。因此,结合汽车专业的实际情况,在讲义编写过程中,尽量避免烦琐大段的文字赘述、理论性较强的公式推导和复杂的元件结构图,采用简要的文字说明、结论性的经验公式、清晰的元件回路简图和生动的典型实例来代替,可以帮助学生减轻学习负担,提高学习兴趣,增强感性认识。

(四)教学与科研相结合,增补工程实践应用实例

目前,多数讲义的课后练习仅布置了几道问答题,不利于学生全面掌握知识点和课后工程实际应用。本讲义有针对性、有选择性地提供了一定数量的汽车液压传动技术工程应用实例,比如新能源汽车的液压传动技术试验台、带蓄能器的新能源汽车能量回馈装置等,这样既便于教师在教学过程中讲练结合,又便于学生在学习过程中独立思考,提高了学习兴趣和解决实际问题的能力。

(五)大量采用图形说明,形象生动

由于液压原理图有大量管路支路线条,而且液压传动涉及流体的传动,是动态、形象的过程描述,因此,在讲义编撰上对图形提出了更多的要求。本讲义编写,对书中大量的液压元件和液压基本回路图,全部采用专业绘图软件作图。此外,还要对关键的动力元件、执行元件、控制元件和常用辅助元件,做出1/4或者1/2剖面图,采用彩色印刷。最后,为了更好地标识一些阀体的工作原理,比如先导式溢流阀,流体通过阻尼孔前后的不同压力可以用不同颜色标示出来,便于学生理解主阀芯在不同压力下的开启原理。

尽管工作量很大,但专业软件工具作图的好处是图形精准、标号注释清楚,保证图形质量,避免了学生由于图形模糊而错误理解课程内容,便于学生一目了然,抓住重点,保证教学质量。

(六)配合课程多媒体教学,讲义上网

改进讲义形式。讲义作为学生学习的一种基本工具,不只局限于书面形式,还可以制作成网络电子讲义,将书中静态、复杂的元件工作原理,比如泵、阀等液体流动用动态、直观的动画加以演示,生动展示,加深学生对问题的理解。制作相关的多媒体课件,便于学生在课后的业余时间继续学习。网络讲义更新调整内容比较方便、快捷,具有较强的时效性和灵活性,可以对书面讲义起到很大的辅助作用。

四、讲义内容编写中遇到的难题及解决措施

(一)课时的有限性

由于这门课程的课时有限,使得课堂上不能发挥更多的课堂讨论,重点概念公式的推导不能仔细讲解,在有限的课时完成教学任务达到教学目标非常重要。为了解决这一矛盾。在讲义编写的过程中,采取了模块化编写。整本讲义分为三大模块,每个模块力求“少而精”,并将知识点根据专业特点划分为重点掌握、掌握、了解三大类。重点掌握的知识点要求深入了解,强化记忆,并能够在工程实践中应用。而对于要求掌握的知识点,力求深刻领会并理解,在实际应用过程中能够熟练查阅相关资料。而了解部分的知识点需要清楚概念,在今后的工程实践应用中有印象。比如第一模块液压传动技术基础中,汽车液压系统工作原理、组成和常用液压元件图形符号,液压系统动力元件、执行元件和控制元件属于重点掌握部分。而辅助元件如密封装置、过滤器、蓄能器等属于了解的内容。

(二)专业方向差异性

液压传动技术的教学涉及6个班200多人,同时我院车辆工程专业又分为多个方向,如汽车工程、车用动力系统、汽车电子、车身与空气动力学、汽车产品管理与营销、车用新能源技术和汽车试验技术等,因此,讲义编写上应满足各专业方向的内容区别性的需要。举例来说,对课程的基本概念和基础内容,如液压传动技术原理、概念和液压传动系统组成、基本结构,强调“少而精”,这是车辆工程专业所有方向教学的共性。而对专业方向联系紧密的内容就需要区别对待了。如典型汽车液压传动系统针对汽车工程方向的学生,可以结合汽车构造课程的学习,进行悬架、转向和制动系中液压传动技术的分析;针对车用新能源技术方向的学生,进行带蓄能器的自动能量回馈液压系统的介绍;针对汽车电子方向重点叙述各种液压控制阀的结构,让汽车电子方向学生对各种被控对象有熟悉的认识和了解,以便在将来的控制中能了解其特性。

(三)学习兴趣的差异性

在课时有限的情况下,更好地开发学生的个人潜力是教学过程中应该关注的重点。笔者根据以往的授课经验,发现繁重的课后作业的形式并不能激发学生的学习动力,反而成为一种学习负担。这种情况下,课前预习更是奢谈。于是,笔者在教学过程中,尤其注重“少而精”。在每次下课时,给学生提出一个问题,对下堂课要学习的内容“抛砖引玉”。针对每个专业方向的学生提出一个与其专业密切相关的工程实际问题,结果出乎意料的好。学生准备的答案可谓“百家争鸣”,基本每个人都可以从自己的兴趣出发去收集资料,解决问题,甚至提出新的问题和答案。在这个过程中,学生不但巩固了旧知识点,也探讨了新知识点,无形中增加了学生对这门课的学习时间。一学期下来,学生和教师都从中受益匪浅。因此,这些“抛砖引玉”的问题,在本次讲义的编写过程中,也作为讲义的一部分编写进来。比如第一模块液压传动技术基础知识一章中的第四节“液压执行元件液压缸”,课后问题是利用液压缸实现汽车车门打开紧急逃生过程中,单杆活塞缸、差动连接液压缸和增压缸所需的进油压力和流量,既满足了学生对汽车的兴趣,又实现了设计汽车车门紧急逃生方案中液压缸的工程应用实例的深入剖析,达到了对液压执行元件液压缸的特性掌握和实际应用。

当然,讲义建设是一项重要而艰巨的系统工程,不能一蹴而就,只有不断总结、不断摸索专业学生特点,不断充实、不断创新,才能使讲义的内容与形式日益完善,真正成为高质量、适合本校学生使用、让本校学生喜欢的高等学校讲义。

参考文献:

[1]龚肖新.高职教材《液压传动与气动技术》编写的改进与思考[J].职业教育研究,2007,(07).

[2]汪大鹏.试论对《液压传动》教材的研究与创新[J].机电产品开发与创新,2004,(3).

第9篇

[关键词]电动机 再起动供配电系统故障

随着工业的发展,企业内具有数千台电动机的供配电系统已屡见不鲜。如此庞大的供配电系统发生故障的概率是很高的,一旦发生故障就会造成几十台甚至几百台电动机停止运行。目前电动机再起动的方法及技术有许多种,而且各有千秋,如何根据经济技术比较确定企业需要的电动机再起动方法与技术是一个摆在我们面前的关键问题。

一、供配电系统故障对电动机供电回路的影响

供配电系统故障的不同对电动机供电回路的影响也不一样,再起动处理的方法也应有区别。供配电系统故障分单相接地、两相短路、三相短路、对称及不对称等多种故障形式,但对电动机供电回路的影响主要取决于故障的时间及电压降低的幅度。我们常见的有以下三种情况:

1.瞬时欠压(Voltage Sag)是瞬时的电压降低,而不是电压的消失,其过程分为电压降低与电压恢复两部分。供配电系统发生故障的瞬时,由于感应电动机转子的磁链不能突变,原有的电流将继续存在,并在定子绕组端子间感应电压。该感应电压并不立即下降,而且能保持相当长时间,此电压称为残余电压。由于残余电压的存在,如果电源断开后,很快又再次合闸,将出现较大的合闸冲击电流及冲击转矩,冲击大小由合闸瞬间电动机的残余电压大小及相位决定。

2.短时失压与瞬时欠压的区别在于残余电压是否消失。短时失压是电压降低至消失而后电压才恢复。产生的原因主要是继电保护时差配合等原因无法实现快速切除故障。故障发生瞬间,电动机的电流与转矩陡然增大,然后逐渐振荡衰减,而残余电压和转速也开始逐渐下降。电源恢复瞬间,电动机的电流与转矩也会迅速增大,然后逐渐振荡衰减,而转速也开始逐渐上升,经过短时的振荡后稳定在某一数值上。

供配电系统发生短时失压时,低压电动机交流接触器已断开,非再起动的高压电动机均跳闸,电动机转速下降很多,此时BZT等保护可立即动作。母线电压恢复后,电动机再起动技术的处理应是将全部参加再起动的电动机再起动,但采用的电动机再起动方法与技术不同再起动的过程也各异。

3.长期失压是指供配电系统电压消失时间通常大于10秒的故障。当电动机所在的母线发生长期无法恢复的故障时,电动机已全部停止运转。为了防止电动机随供配电系统的恢复同时再起动而造成的设备事故及人身伤亡,必须清除全部电动机的再起动信息。

二、电动机再起动方法

1.无控式再起动方法

在供配电系统故障后电压恢复瞬时,按电动机的运行信息,立即将所有参加再起动的电动机全部同时再起动既为无控式再起动方法。该方法电路简单,使用电器元件很少,费用低,但存在不少缺点。比如:受到供配电系统容量的限制不能完成全部运行电动机均参加再起动;可因电动机残余电压而产生电流及转矩冲击;由于多台电动机同时起动会产生很大的非周期冲击电流,可能造成变压器跳闸,同时也会造成电动机端电压显著下降,电动机最大转矩低于负载转矩,使再起动失败;无法防止短时再次再起动以及再起动时间过长。

2.可控式再起动方法

(1)时差控制式电动机群分批再起动

时差控制式电动机群分批再起动方法是预先将全部参加再起动的电动机分为固定的多个批次,每台电动机固定在一个批次中,每批再起动电动机固定一个再起动时间,各批次再起动时间有一个时差,而且再起动时间越长时差越大。

时差控制式电动机群分批再起动的优点是控制方法简单,主要缺点是时差难以选择。时差选大了会使再起动过程拖延很长时间,最后一批再起动电动机几乎是在完全停转的情况下满载起动,这使得许多电动机因过电流而跳闸;时差选小了会出现相邻批次的再起动电流叠加,造成母线电压下降。

(2)电压控制式电动机群分批再起动

电压控制式电动机群再起动方法也是预先将全部参加再起动的电动机分为固定的许多批次,每台电动机也固定在一个批次中。正常运行时监测电动机群的母线电压,故障后电压恢复时用再起动电动机群的母线电压控制各批电动机完成再起动任务。该方法与电压与电流控制式电动机群再起动方法相比简单一点,但因为在再起动过程中再起动电流的变化很大,而母线电压变化较小,仅用母线电压控制很难实现监测电动机的再起动状态。

(3)电压与电流控制式电动机群分批再起动

与上述两种方法一样,该方法也是预先将全部参加再起动的电动机分为固定的许多批次,每台电动机也固定在一个批次中。正常运行时监测电动机群的母线电压,而在故障后电压恢复时是用再起动电动机群的母线电压与母线总电流共同控制各批电动机完成再起动任务的。

在再起动过程中始终检测再起动电动机群的母线电压与母线总电流,如母线电压与母线总电流满足了再起动要求就立即起动下一批电动机,直至再起动完成。

(4)电压与电流计算式电动机群分批再起动

电压与电流计算式电动机群分批再起动对电动机群没有固定的分批,供配电系统电压恢复后,该方法立即将停运的电动机按重要性及负载性质等条件排好再起动的顺序,根据预先设定的再起动最大电流Im及母线恢复电压计算出第一批应再起动的电动机的容量及台数,并立即再起动第一批机群。然后检测再起动电动机群的母线电压及母线总电流,根据检测结果计算出下一批应再起动的电动机的容量和台数,并立即再起动该批电动机,以此类推,直至全部电动机再起动结束。

电压与电流计算式电动机群分批再起动是目前最合理的再起动方法。

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