前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇液压课程设计总结范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
(武汉理工大学华夏学院湖北武汉430223)
摘要:围绕“地方本科院校转型发展实践与政策研究报告”重在培养应用技术型人才的目标,从实验教学、课程设计两方面分析了实践教学现状,并提出了相应的改革措施;同时,结合机电专业人才培养目标及专业课程的设置,增加了设计性、综合性的实训环节,它将电气控制、PLC控制和气动系统有机结合起来,进一步提高了学生综合分析问题和动手实践的能力。
关键词 :转型发展;液压与气压传动;实践教学
中图分类号:TH137-4 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.07.0033
0引言
由于液压传动独特的技术优势,使得它在工程机械行业、汽车工业、现代农业、采矿与冶金工程、油气探测与加工、土木水利工程、航天与海洋技术、生物与医学工程、军事装备、国防工程等领域获得了广泛应用,成为工业、农业、国防和科学技术现代化进程中不可替代的一项重要基础技术,它具有综合性、应用性及实践性强的特点。
“应用技术大学(学院)联盟”地方高校转型发展研究中心2013年11月的《地方本科院校转型发展实践与政策研究报告》指出,“应用技术大学重在培养应用技术型人才,服务地方经济发展”、“注重技术应用,突出实践教学”。在该主旨下,如何改革《液压与气压传动》实践教学内容与教学方法,激励学生自主学习兴趣,提高学生动手实践能力,对地方性本科院校培养应用技术型人才具有重要的意义。
1实践教学现状分析
1.1实验内容陈旧、设备落后
当前武汉理工大学华夏学院液压传动实验内容主要分为典型液压泵、液压阀的拆装实验(属开放式实验,学生自由安排实验时间)和液压泵、溢流阀以及进油节流调速回路的性能实验。实验课时共计6学时。结合课堂教学的理论知识,学生亲自动手对常用液压泵、液压阀进行拆装,可加深对其结构、工作原理的理解。液压泵性能实验,主要让学生了解测试液压泵基本性能(如压力、流量、容积效率以及总效率)的方法,得出泵的性能曲线,一方面可根据理论知识,判断实验数据的正确性,另一方面反过来可验证课本理论知识的准确性。溢流阀性能实验,主要让学生了解溢流阀稳定工作状态下的静态特性,学会溢流阀静态特性中的启闭特性、压力稳定性、卸荷压力等测试方法,得出溢流阀的启闭特性曲线。进油节流调速回路性能实验,主要让学生得出不同通流截面积下的速度-负载特性曲线,并能分析它们的调试性能。不管是拆装实验还是性能实验,均属于认知性与验证性实验,不利于提高学生的设计和综合应用能力。实验内容过多地侧重于液压元件的性能测试,弱化了对液压系统基本回路的实践,不利于学生综合应用能力的培养。实验设备落后、直观性差,学生对实验缺乏兴趣。
1.2课程设计整体质量不高
课程设计是液压传动实践教学环节必不可少的组成部分,主要考查学生对理论知识的综合分析与应用的能力。课程设计环节时间仅一周,但设计的内容包括明确液压系统设计要求、分析液压系统工况、确定液压缸主要参数、论证系统方案、拟定液压系统原理图、通过计算选择液压元件、验算液压系统主要性能等。学生要在一周的时间内翻阅大量文献资料,独立完成一个质量较高的课程设计,难度非常大。
2实践教学改革
2.1实验教学
引进新的实验得设备,开发新的实验内容。目前用得较多是快插任意组合式液压传动综合教学实验台。改进实验教学方法,将典型液压泵、液压阀的拆装实验穿插在理论教学中,将理论教学迁至实验室进行现场教学,学生对照实物学习,能更好、更快地消化吸收新知识,同时还能提高学习兴趣和积极性。将实验安排在相应的理论教学过程中,比如液压泵性能实验,在液压泵知识点全部讲完之后,立马进行液压泵性能实验,这样不仅能避免学生对理论知识的遗忘,反过来可进一步强化对理论知识的记忆,加深对理论知识的理解。为了提高学生亲自动手能力,每次进行实验时,按小组进行,一班分成2~3组,保证每台实验设备3人左右,尽量要求每位学生亲自动手操作。加强实验内容在课程中所占的分值,比如:在课程考试试卷中,增加实验考题或者提高实验在平时成绩中的考核比例,让学生充分认识到实验的重要性。
2.2课程设计
课程设计选题应结合液压传动的技术特点,立足于服务地方经济发展,选择工程实践性较强的课题作为设计题目。比如工程机械行业常见设备:混凝土泵车、挖掘机、叉车等某一子液压系统作为课程设计题目。由于课程设计时间短,要提高课程设计整体质量,靠学生的“单打独斗”是不行的,必须依赖团队的力量。因此,实际操作过程中,可将3~5人分为一个团队,每个团队挑选一个组长,负载整个团队的统筹、协调工作。由组长根据组员意见挑选课程设计题目,并定期汇报整个团队的成果以及遇到的难题,带课老师及时给予解答并做好考评登记。答辩时,以小组为考核对象,对其中的每个成员所负责的设计内容进行考评。这样,不仅能提高学生分析问题、解决问题的能力,同时还能提高团队合作能力。
2.3综合实训
根据“地方本科院校转型发展实践与政策研究报告”重在培养应用技术型人才的特点,结合实验内容与课程设计的局限性,开发设计性、综合性的实践环节势在必行。综合实训是将过去简单的、独立的实践环节转变为综合性、设计性的大型实践训练,旨在实践中提高学生查阅资料、发现问题、提出问题和解决问题的能力。因此,根据机电专业人才培养目标及专业课程的设置,开发了新的综合实训内容即“基于PLC控制的气压系统设计与开发”,它将电气控制、PLC控制和气压传动有机地结合起来,实现了多学科之间的交叉融合。综合实训学时为2周,实训分为三个阶段,第一个阶段确定实训团队(每个团队3~5人)及其课题,下发任务书,给定已知条件,动员学生利用图书馆、网络等查阅资料;第二阶段理论设计,根据现有实验器材和已知条件,设计气压传动系统及其电气控制电路,PLC控制的硬件和软件设计;第三阶段在实训平台上搭建气压传动系统,完成控制系统接线,输入控制程序,验证设计结果。实训平台如图1所示,它由电源模块、PLC模块、气动元件模块、按钮模块、继电器模块等组成,采用双面布置,多个团队可同时进行实训。
综合实训不仅加深了学生对课程理论知识的理解,强化了学生动手操作和实践的能力,激发了学生学习的兴趣和积极性,同时还培养了团队合作意识,为以后进入企业工作打下基础。
3总结与展望
液压与气压传动课程是工科机械类专业一门非常重要的专业基础课,也是一门实践性很强的课程,根据地方本科院校应用技术型人才培养目标,应不断改革和创新实验内容、实践教学方法,提高学生工程实践能力。除此之外,在转型发展大环境下,学校应健全校企合作机制,引进当地企业高端技术人才来校讲课或将学生送进企业进行技术培训或在校内建立校企合作培训班,落实“培养应用技术型人才,服务地方经济发展”的办学宗旨。尽管这些目前较难实现,但相信在后续转型发展中,这些问题都能迎刃而解。
参考文献
1刘振天.地方本科院校转型发展与高等教育认识论及方法论诉求[J].中国高教研究,2014(6)
2倪君辉.地方本科院校液压与气压传动课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备,2014(20)
(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
一、教学进程
课程进程跨度为8周包括理论教学、课程设计两部分课程设计与课堂内容穿行。第十一周开卷考试第十二周课程设计总体答辩。基本组成环节包括课堂讲解、布置设计任务、外聘专家讲座、设计指导、课程设计答辩。每章内容包括课堂讲授、现场设计指导和集体汇报交流。讲课可以多次进行第一次课重点布置本部分设计的主要内容、主要设计流程、主要设计方法介绍设计标准、参考资料包括网络资源和资料确定任务的时间要求,确定设计任务,确定绘图完成的内容。
二、主讲教师
本课程采用按章节由在专业方向和研究领域有专长的教师担任的方法。改革的初衷是车辆工程专业的教师学员结构合理不同教师的研究方向以及科研领域各有不同对汽车的某系统有长期的、深入的研究,而且掌握专门的研究方法了解学术前沿。尤其是部分教师掌握了现代设计方法和手段例如三维设计、有限元分析、汽车CAE方法等对机电液一体化有着较丰富的经验。由这样的教师担任其所熟悉的系统的主讲河以充分发挥其特长更容易将科研与教学结合到一起,还可以将课程设计题目和教师科研课题结合起来使学生获益更多。实施过程中,精心选择了8位主讲教师。他们大多有着丰富的教学和实践经验具有较高的职称和学历在汽车相关部分有着较深入的研究。讲课全程进行录音录像,主讲教师尽职尽责,充分备课从真讲课悉心指导。这种形式赴学生认识了更多的专业教师颇略了不同教师的教学风格,汲取了丰富的知识得到了学生普遍欢迎。
三、外聘专家
课程组在重要章节聘请企业技术骨干或专家举行讲座或设计技术指导,经过与我省专业生产企业和设计研究院等单位广泛接触初步选定了四个单位的专家他们分别在汽车总体设计及总布置、汽车离合器产品开发与生产、汽车变速器产品设计开发、汽车驱动桥设计与制造等领域有着多年的工作经历。当然,这个环节的实施,需要大量的前期准备工作投入包括专家联系、日程安排、接送、讲座内容设计等。专家讲座让学生一方面了解到了实际的企业研发过程、手段和方法,了解在设计过程中需要格外注意的问题学习专家的设计经验;另一方面也了解了行业现状,企业对人才能力、知识结构的需求,认识到了自己的不足,促使其更加努力。不同的讲解角度和新颖的内容,极大地吸引了学生的注意力提高了学习效果。
四、课程设计
1.分组。通过广泛征询教师和同学的意见课程组研究决定本课程的课程设计分组进行仿照专业企业新产品开发项目小组的形式进行。每一个项目组内对于一个给定的项目要求分工明确。即任务分析、调研、资料查阅、设计、分析、绘图、答辩、设计资料整理等工作由项目小组长指定或抽签确定但要保证每个同学在8个项目的工作过程中都从事过不同的工作。项目小组成员按照班级宿舍自然形成海个宿舍自成一组这样便于小组成员之间的讨论、工作协同和教师分散指导。
2.设计任务。以我国市场上常见的几种汽车产品整车布置及底盘系统的设计开发为目标,按照汽车总体需求及总布置、离合器、机械式变速器、万向传动装置、驱动桥、悬架系统、转向系、制动系共8个设计题目进行最终形成一个相对完整的汽车底盘系统设计。考虑到结构的差别、用途上的差别等因素,实施过程中选取了6类汽车进行设计分别是:轻型货车、中型货车、重型货车、城市公交车、公路长途客车和中级轿车。每一部分的题目还要结合主讲教师的具体要求,比如CAE应用,电子控制系统应用、液压系统应用等内容。每一个项目完成进行集中答辩胺照小组进行,一人负责陈述全体成员接受质询。需要指出的是,为了锻炼学生的表达能力,规定每一名同学至少进行过一次答辩陈述和讲解过程。
五、考核方式
1.汽车设计课程的考核方式开卷考试+平时成绩。分值比例为:各主讲教师根据课堂表现及出勤情况给出平时成绩最后求平均值期末开卷考试成绩。学生打分及教师给出的平时成绩由5级分制转为百分制。
2.汽车设计课程设计考核方式。考核内容和形式主要包括
(1)组长主要针对成员参加资料查阅、小组方案讨论、设计过程、参与程度等环节给出每成员的成绩(按照A日CO四个等级给出)。
(2)各主讲教师据本组总体情况给出本组的基本分数,结合教学指导过程和学生出勤情况、汇报效果等依次确定每个人的成绩。
(3)课程设计成果和答辩成绩。课程设计最后完成所有材料的系统整理,完成整车的系统设计、计算和资料整理,撰写设计说明书装订成册,整理设计图纸并最终答辩。
六、总结
关键词:机械专业;课程体系;实践教学;中外对比
中图分类号:TU;G642文献标志码:A文章编号:10052909(2012)05001304课程体系是指诸多课程相互联系而构成的整体,包括根据培养目标设置哪些课程,如何设置课程,内容、形式、形态各异的课程如何结合才能达到整体优化的效果。课程体系直接反映人才的培养目标。机械专业课程体系的研究对特色专业建设和培养高素质应用型人才都具有重要的意义。
中澳教育存在很多差异,不少学者从不同角度进行了论述[1-5]。笔者通过对比新南威尔士大学(以下简称“UNSW”)与沈阳建筑大学(以下简称“SJZU”)机械专业本科生培养模式和培养方案,分析两所学校在课程体系建设(包括专业课程设置、课程群、实践教学环节等)方面的特色,对借鉴澳大利亚高等教育教学经验,培养应用型高级人才提出建议。
一、课程设置对比
课程设置是人才培养方案的核心内容。根据培养目标,要求学生在单一性的基础上实现多样性,即体现不同的个性发展,突出专业特色和个性。因此,课程设置要充分体现学科融合,突出专业特色;要着重加强综合性教学实践内容,强化综合能力。课程设置要有利于培养学生扎实的理论基础,使他们既有通才的素质,又有专才的技能。课程设置的设计属于课程体系范畴,它应以培养目标和培养规格为依据,在一定教学方案设计原则的指导下,选择课程内容和组织教学过程。
UNSW机械学院和SJZU机械学院都建立于1949年。目前两学院建设规模和招生人数都相似,都以培养机械工程类人才为目标,前者在澳大利亚工程院校排名前5位,后者于2008年获批国家级特色专业建设点。
UNSW各专业方向每学期开设4门课,4年共开设32门课程。每门课程均为6学分,总共192分;总学时根据不同专业方向略有不同,以机械设计方向为例,总学时为2 028。其中所有的实践环节,包括实习、课程设计、毕业设计等都穿插在课程中,不单独设置。SJZU机械专业分为理论课程和公共实践环节及专业方向实践环节,其中理论课共开设41门课程,其总学分为150,总学时为2 394,除此外所有实践环节有52学分,共53周。
课程设置按照通识教育平台、基础教育平台、专业基础教育平台和专业教育平台归类,从开课门数、所占学分和学时比例等几个方面进行对比,如表1所示。
从表1可以看出,在通识教育平台中,SJZU开设的课程数、所占学分和学时均比UNSW多,前者大约是后者的4倍;在基础课程中,SJZU开设的课程数比UNSW少2门,所占学分和学时少8%~10%;在专业基础课程中,SJZU开设的课程数是UNSW的2倍,所占学分比例比UNSW多12%;在专业教育平台中,SJZU开设的课程数比UNSW的少4门,所占学分和学时比例少24%。总体看,SJZU在专业基础平台中所设置的课程较多,重点培养学生的专业基础,有利于学生进一步深造;UNSW开设的基础课程和专业课程所占比重大,说明该校对基础教育和专业教育非常重视。重视基础课程,即“厚基础”可以提高学生的就业适应性;重视专业课程,即“强专业”有利于提高学生的工程适应性,这也是澳洲高校人才培养的普遍规律。
二、课程群对比
深入研究课程体系内部的关系,考虑人才培养知识结构需求,根据课程内容相关性等因素构建不同课程群。课程群就是把具有相关性或有一定目的的不同课程编排到一起,组成一个“群”,进行系统的学习和教授。在课程群内部,以核心主干课为主线,优化教学内容,通过各课程相关知识点的有机结合,研究各课程之间的关系,使之相互促进,相映成彰。通过对UNSW和SJZU机械专业课程群进行对比,分析各自特色(表2)。表2UNSW和SJZU机械专业课程群对比表课程类型课程群UNSW机械专业开设课程SJZU机械专业开设课程通识教育平台社科类通识教育1思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论体系概论、基本原理科普类通识教育2军事理论、健康教育、外语、体育基础教育平台计算机类计算机1计算机文化基础、C语言数学类高等数学1A、高等数学1B、工程数学2E、数值方法与统计高等数学1、线性代数1、概率与统计物理类物理1A、固体力学1、固体力学2、热力学、流体力学大学物理、物理实验专业基础平台创新类机械工程与创新建筑机械概论、综合素质训练制造类制造设计基础、工程材料与化学机械制造技术基础、机械精度设计与测量技术、机械工程材料力学类工程力学1理论力学2、材料力学2设计类工程设计2、机械设计1机械原理、机械设计电子与控制类电子与通讯工程、线性系统与控制电工技术1、电子技术1、控制工程基础、机电传动与控制、微机原理测试类工程试验测试技术方法与管理类工程管理现代设计方法制图类画法几何2、工程制图与CAD2液压类液压传动与控制专业教育平台力学类设计类专业类工程力学2结构力学机械设计2工程机械、钢结构高级热流体学内燃机与工机底盘计算机工程工程机械液压系统高级振动学机械振动实践实践类专业工程、毕业设计1、毕业设计2生产实习、认识实习、毕业设计选修专业选修1、专业选修2专业选修1、专业选修2通过对比和深入调研,课程群的构建和课程内容的深浅程度、涉及范围等都有所不同。
(一)基础教育课程群比较
学科基础教育平台主要由数学、物理和计算机这3个课程群组成。通过深入调研和对比发现,在数学课程群中,UNSW开设的高等数学是分在2个学期开设,尽管基本内容与SJZU大体相同,但是更有利于学生的吸收和消化;通过教学大纲了解到,UNSW开设的数值方法与统计,其内容宽泛但难度较低。在物理课程群中,UNSW除了普通物理外,还开设了热力学和流体力学,以后的专业课中还继续热传导等方面的学习。在计算机课程群中,UNSW开设的计算机主要学习C语言,以锻炼学生的编程能力为目标,其作业难度较大,学生要完成3个大的编程任务;SJZU开设的计算机课程则以掌握基础知识为主。
(二)专业基础课程群比较
在专业基础教育平台中,根据课程内容的相似性划分课程群,如力学类、设计类、制造类、电子与控制类、测试类、方法与管理类和创新类等类课程群,在专业教育平台中有力学类、设计类和专业类等课程群。
在力学类课程群中:UNSW只开设了工程力学1、2,却包含了理论力学、材料力学、机械原理、结构力学,以及疲劳断裂等力学知识,所涉内容广泛,但难度较低。UNSW力学类课程群重点在于将不同的知识点融合在一起,培养学生解决工程中的综合性问题的能力,避免对知识的割裂,并拉近与工程实践的距离。而SJZU分别开设了理论力学、材料力学和结构力学等3门力学类课程,内容难度较大,理论性较强,往往因用人单位的需求而设置。
在设计类课程群中,UNSW将机械零件的设计分在大二和大三的3门课程中,课程内容前后衔接合理,有利于学生循序渐进地学习,且涉及范围宽泛,普适性较强,但是比较零散,缺乏系统性。而SJZU开设的机械设计课程群学时虽不多,却具有较强的系统性和内容的完整性,有利于学生对这类知识模块的迅速掌握。
在电子与控制类、制造类、方法与管理类和测试类课程群中,UNSW都具有一个共同的特点,就是课程紧密结合实际工程,以课程任务为主线引导学生掌握知识和技能,培养学生动手动脑能力。如UNSW开设的工程试验就是以测试为主要内容的实践性课程,在实验室进行教学,要求学生完成对不同传感器的测试、安装及实际应用等任务,从而达到学以致用的目的。
在创新类课程群中,双方各有特色:如UNSW开设的机械工程与创新课,内容涵盖了机械制图、快速设计、工具使用、项目规划和作品制作等内容,综合性和实践性非常强,将机械工程基本素质培养集于一体,强化培养学生的创新意识和动手能力,也培养了学生的项目管理能力和团结协作能力。又如SJZU开设了综合素质训练实践环节,学生通过拆装机械产品增强感性认识,并通过机械创新方案的构思和制作增强动手能力和创新意识。
(三)专业教育课程群比较
比较两校专业课有以下特点:(1)UNSW注重培养学生解决实际问题的能力。如开设的专业工程课程,是一个类似毕业实习的一门实践课,要求学生到企业解决实际问题,如设计环保装置等,应用以前学过的理论知识提出解决方案,并为以后的毕业设计打下伏笔。(2)SJZU在专业课程设置上更重专业化,知识分门别类,系统性和专业性强,如机械设计专业方向开设了钢结构、工程机械和工程机械液压系统等特色课程,突出了面向建设行业特色的培养模式,紧密联系建筑机械装备,为培养学生建筑机械产品的设计制造与运行管理能力打下基础,有利于学生就业。
UNSW课程内容宽泛而难度较低,注重知识点衔接和综合应用,理论与实践环节相辅相成,注重实用性和工程应用,并着力培养学生的动手能力和创新意识;SJZU课程设置注重知识的系统性和完整性,重视理论知识学习,课程具有行业特色,为培养高级专业技术人才做准备。
三、实践环节对比
中澳高校在实践教学环节设置安排上差别很大。国内工科院校普遍都将课程设计、毕业设计、实习等环节单独设置,集中训练,用整周的时间完成某一环节;而UNSW的所有实践环节都穿插在不同的课程中,没有独立的课程设计或实习,课堂内容直接与实践结合,边学边练,在实践中发现问题并找到解决问题的方法。
其一,金工实习。国内高校一般安排2~3周在金工实习基地集中训练;而UNSW则作为一年级的工程设计与创新课程中的一个环节,带学生去车间培训,学习加工工具的使用和简单的实物制作。国内高校都有独立生产实习和毕业实习环节;而UNSW不统一安排,只是要求学生在假期找企业进行12周的实习,完成实习报告并带回企业反馈,并在专业工程课程上完成实习内容和结果的汇报和验收。
其二,对于机械原理、机械设计等课程的课程设计,国内采用集中训练的方式,便于学生集中思路完成设计;而UNSW以大作业的形式根据课程进度进行课程设计,并且大多数课程中都有多个设计类的大作业,以课程任务为主线引导学生学习,从而达到知识的活学活用。
其三,国内大部分高校安排在最后一个学期进行毕业设计,作为对几年理论学习的总结和对所学知识的应用。UNSW则作为两门课程分布在大四的两个学期,也就是用一年的时间完成毕业设计,同时还要学习其他的专业课程,边学边做。前一学期不写毕业论文,但要完成对课题的深入了解,提出问题并找到解决方法,并在专业工程课程中参加答辩;后一学期根据具体的研究项目撰写毕业论文,根据相关要求制作出实体,并进行最终的答辩。尽管毕业设计在组织形式等方面有所不同,但两校对毕业设计的要求同样严格。
四、结语
综合比较UNSW和SJZU的课程体系,从课程设置、课程群特点、实践环节等几方面进行了对比,找出各自特点,借鉴国外的经验,提出一些操作性强、易于实践的新想法,为深化教学改革、优化课程体系,完善课程体系建设以及特色专业建设提供依据。
其一,在课程设置上,UNSW重基础,更重专业教育。“厚基础”可以提高学生的就业适应性,“强专业”有利于提高学生的工程适应性;SJZU更重视专业基础教育,有利于学生进入更高层次的学习。借鉴国外的课程设置情况,取长补短,在兼顾通才与专才教育的前提下,要进一步完善修订培养方案,调整课程体系,探索适应SJZU特色专业的人才培养模式。
其二,在课程群建设上,既要保持知识的系统性和行业特色,又要注重知识点的融合以及理论和实践教学的融合,并侧重知识的宽泛性和工程实用性。在课程群建设中,删减重复课程,加强知识点之间的内在联系,注重课程内容的衔接,强化知识的综合应用。
其三,在实践环节中,实施课堂教学与实践教学的衔接,并逐步形成以“课程任务”为主线的教学思路。通过课堂中的“课程任务”,锻炼学生的动手能力,培养创新意识,使他们在完成各种课程任务过程中,将知识学以致用,不仅掌握知识,锻炼能力,而且也培养他们的学习兴趣,增强自信心,最终达到理解知识、运用知识的目的。
参考文献:
[1] 王春兰,陈仲常.中澳教学方式的差异及启示[J].社科纵横,2009,24(1):126-128.
[2] 周宁之.中澳教师教育课程目标比较研究[J].湖南科技大学学报:社会科学版,2011,14(1):139-140.
[3] 胡卫中,石瑛.澳大利亚应用型人才培养模式及启示[J].开放教育研究,2006,12(4):92-95.
[4] 朱麟飞.澳大利亚基础教育见闻与思考[J].教育,2011(1):63-64.
[5] 李力,张屹,赵春华.中外机械工程专业本科课程体系比较分析与启示——以澳大利亚JCU大学与三峡大学比较为例[J].中国电力教育,China Electric Power Education,2009(6):178-179.
Comparative study of mechanical undergraduate curriculum system between
China and Australia
LUO Jiman1, ZHENG Xijian1, YUN Yanbin2, DUAN Chunzheng3
(1. Traffic and Mechanical Engineering College, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, Liaoning Province, P. R. China;
2. College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China;
3. School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 110624, Liaoning Province, P. R. China)
理论性实验教学教学方法机电液控制技术作为一门集合机械、电子、液压传动、控制理论的科学技术,在工业及军事等领域得到了广泛的应用,也成为工科院校研究生的必修或选修课程。但是,这门课的需要的基础理论知识较为丰富,也较为抽象,导致学生在学习上的知识理解较为困难,以往《机电液控制技术》研究生课程缺乏实验实践环节,导致很多理论部分和实践脱节,学生学习一知半解,不利于教师教学。本文结合作者的教学实践,对《机电液控制技术》的理论与实验教学方法进行研究与探讨,希望能对相关工作有所帮助。
一、《机电液控制技术》课程特点
《机电液控制技术》虽是一门专业基础课,其自身又以《控制工程基础》《液压传动技术》《电工电子学》等课程为先导课程,包含的内容很庞杂。此外,这门课有着非常强的理论性,教学中有着大量图表、公式以及大段的公式推导。这些内容,如果学生基础知识不牢固的话,很容易搞混淆,导致学习内容逻辑不清,再加上缺少实验等感性认识环节,不明所以,教学的效果没有很好呈现,所以,在对基础知识解析归纳的同时,为了让学生们大致了解液压控制方面的基础知识,就必须要把对本课程大致内容的熟悉作为课前准备的首要任务。如果想要在教学中达到更好的效果,可以考虑结合教学内容和科研项目,让学生们充分认识到在工程实践的应用中,液压控制技术的重要性,如此学以致用,在实际应用中体现理论知识。除此之外,多方面的了解学生也很重要。这样,既可以抓住学生的兴趣爱好还可以对学生脑中的知识架构有大致认识,此外,在学生能否接受本课的授课方式方法以及能接受多少和学生对本科的熟悉程度方面,也要有大致了解。根据以上的调查了解,就能顺其自然地在授课过程中站主动权,设计出与理论知识相应的实验课程,有的放矢,灵活地选择最合适的教学内容、进度和方法。
二、《机电液控制技术》实验教学方法研究
合理设计课堂进度及实验安排,就是根据课堂教学的特点,科学安排教学内容及进度,使学生全身心融入教学活动,从而提高课堂教学的效率。实验教学内容对理论教学是一个有益补充,我校机电液控制技术研究生课程教学内容一直以来以理论教学为主,学生缺少感性认识,由于知识的接受有一个限度的,学生容易进入疲劳状态,如果这时继续讲授,就会出现教学效果不佳现象。增加实验教学内容,增加演示性、验证性实验,逐渐增加实验设计的技巧性,注重实验的综合性,如此,可以把学生的动手操作能力、对专业技能和个人的综合能力分别运用到工程实践和专业领域的应用中去,继而培养学生的创新精神。
目前,我校为了提高研究生创新能力,加强了研究生实验平台的建设,机电液控制课程实验平台具有两套液压实验台及计算机控制平台(如图1所示),为教师提供了直观、形象、高效的教学手段,为研究生提供了理论与实验结合,主动思考的学习条件。
实验平台在教育领域的广泛应用,对教学改革和发展起到了很大的推动作用,成为教学方式改革的一种潮流。同时,也对教师提出了更高的要求,要求教师熟练掌握应用各种实验平台的能力,才能取得良好课堂教学效果。该课程中将液压阀整体分类及性能、节流调速回路性能、液压系统回路等作为演示性、验证性实验,与教材内容相结合。此外,为了强化研究生主动思考及动手能力增设一个自主设计性和综合性实验,设定实验目的、要求,让学生自己设计实验方案并加以实现。
1.通过与工程相结合的实验提高学生学习知识的兴趣
教师需要引导学生分析并解决实验中出现的问题,用理论来分析问题,整个实验需要学生独立完成。这就是演示性和验证性实验的主要目的:动手实验来验证理论知识的正误。设计性和综合型实验部分涉及测试技术、计算机应用技术、控制工程基础、液压传动等相关课程的知识,在实验前给出实验提纲、实验目的,引导学生自己设计实验方案,规划出实验方法和步骤,整个实验由学生探索并独立完成。通过实验让学生对液压的工作原理以及规律深入了解并掌握。教师需要在实验之前给学生制定出实验方案、实验方法和操作步骤,还要教会学生处理数据的关键点及处理方式。在实验中涉及到的所有元件的使用说明都要仔细介绍并讲解液压器件调试的基本知识,整个实验的目的在于用学到的理论知识来指导实验,并且在实验中检验理论的准确性及正确性。此外,还需鼓励学生根据教学内容及自己的兴趣自行设计实验,并且努力创造条件让学生尽可能多的领会理论知识。
2.设计一些具有探索性实验引发学生探求问题本质深入理解理论知识
改革该课程实验与教学内容,给学生以机、电、液全方位实验技术的训练,克服学机械同学不懂电气,更不懂自动化技术上的问题,激发学生的创造力,培养学生的创新精神及思考能力。精心设计液压控制课程的探索性实验课题,所选课题必须与工程实际相关、运用本课程理论的综合知识方能完成。如工业上常用的顺序动作回路试验中,给出液压原理图如图2所示,学生可以自行设计缸1和缸2的输出杆速度及动作,并进行分析。
这样的实验设计任务不仅要包括传统的设计计算说明书、原理说明图、而且要有自动控制原理分析说明等。考虑综合性设计任务时,着重培养团队精神,培养学生团结协作和独立工作能力。设计要求中可以不给出限制性数据,只给出要求和自动工作循环过程,所有实验参数都由学生自己确定,以充分调动学生的自主学习和创新精神。由于液压控制课程设计性实验所需知识涵盖了本课程的全部内容,需要在本课程讲授开始时,就布置设计实验课题,让学生有足够的时间去图书馆查阅资料,自学一些未学过的相关知识,更好地在设计性实验完成过程中完成相关设计任务。
通过实验设计,完善学生分析问题、解决问题、思考问题、提出问题的创新能力的培养。创造实验条件验证设计方案的可行性、合理性和先进性,实现教学相长。进行液压课程实验教学对培养学生创新精神的效果是显著的。
三、结论
在液压控制实验教改中存在的主要问题:学生对液压实验的感性认识欠缺,基础知识薄弱,在教学中很难实现互动,实验教学进度较慢。实验教学成果因学生个人水平不同而参差补齐。因此需要进一步加强理论教学基础,同时用理论指导实验,真正通过实验把理论学透。加强学生自主学习及创新能力。实践出真知,只有不断改进实验教学方法,认真总结实验教学成果,才能更好地服务于教学,更好地提高学生的知识创新能力。
参考文献: