競賽環(huán)境下液壓與氣壓傳動教學(xué)改革探索

張倫戟

摘 要 中職組液壓與氣動系統(tǒng)裝調(diào)與維護(hù)競賽目的是通過競賽為全國中職學(xué)校提供液壓與氣動新技術(shù)相互交流的平臺，引領(lǐng)中職學(xué)校機械類、機電類等相關(guān)專業(yè)教育教學(xué)改革，提高中職學(xué)生在液壓與氣動技術(shù)方面解決實際問題的能力。本文介紹了將競賽的經(jīng)驗、方法運用到平時的教學(xué)中的一些做法。

關(guān)鍵詞 競賽 液壓與氣壓傳動 興趣 一體化教學(xué)

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Hydraulic and Pneumatic Drive Teaching Reform

under the Competition Environment

ZHANG Lunji

（College of Mechanical Engineering， Shandong University of Technology， Zibo， Shandong 255049;

Xuecheng Vocational School， Zaozhuang， Shandong 277000）

Abstract Vocational groups' hydraulic and pneumatic systems alignment and maintenance of race by race aims to provide hydraulic and pneumatic new technology platform for the mutual exchange of vocational schools nationwide， leading the teaching reform-related professional education in vocational schools mechanical， electrical， etc.， to improve the vocational students to solve practical problems in hydraulic and pneumatic technology capabilities. This article describes the experience of the competition， the method applied to the usual teaching practices.

Key words competition; hydraulic and pneumatic drive; interest; integrated teaching

中等職業(yè)學(xué)校機械、機電專業(yè)主要的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有綜合職業(yè)能力，在生產(chǎn)一線工作的高素質(zhì)勞動者和技能型人才，而液壓與氣壓傳動是機械、機電專業(yè)一門重要的技能型課程。因此，掌握液壓與氣壓傳動的基礎(chǔ)知識與應(yīng)用是本課程的任務(wù)，也是生產(chǎn)一線工作的高素質(zhì)勞動者和技能型人才所必須具備的職業(yè)技能。液壓與氣壓傳動是一門實踐性很強的課程，其內(nèi)容涉及液壓與氣壓傳動的基礎(chǔ)知識、常用元件、系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)裝調(diào)與維護(hù)。

2013年6月全國職業(yè)院校技能競賽中職組液壓與氣動系統(tǒng)裝調(diào)與維護(hù)賽項在杭州成功舉辦，該賽項的競賽目的是通過競賽，為全國中職學(xué)校提供液壓與氣動新技術(shù)相互交流的平臺，引領(lǐng)中職學(xué)校機械類、機電類等相關(guān)專業(yè)教育教學(xué)改革，提高中職學(xué)生在液壓與氣動技術(shù)方面解決實際問題的能力。該賽項已經(jīng)成功舉行了兩屆，如何將競賽的經(jīng)驗、方法運用到平時的教學(xué)中來，筆者嘗試了以下措施，得到明顯的效果。

1 從實驗課開始第一次課，最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在液壓與氣壓傳動的學(xué)習(xí)中，興趣是至關(guān)重要的，一定要在第一次課上最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對于中職學(xué)生來說最大的學(xué)習(xí)興趣來源于動手操作，所以第一次課筆者安排學(xué)生做幾個簡單“有趣”的氣壓傳動實驗，可以讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)這門課很輕松，而且有意思。

實驗一：單作用、雙作用氣缸的伸出、縮回。這個實驗要提前將元件1、2、3連接好，實驗前只需讓學(xué)生知道操作元件3會產(chǎn)生壓縮氣體，不操作就不產(chǎn)生壓縮空氣。學(xué)生按照3個圖依次做實驗，只需連接元件3和4之間相應(yīng)的氣管（圖中粗線部分），然后操作元件3觀察實驗現(xiàn)象。通過這三個圖的實驗，學(xué)生能夠輕松掌握兩種氣缸如何伸出和縮回，激發(fā)學(xué)生的興趣。

圖1 單作用氣缸伸縮實驗

圖2 雙作用氣缸伸出實驗

圖3 雙作用氣缸縮回實驗

做完實驗一的內(nèi)容，筆者會問學(xué)生兩個問題：“雙作用氣缸的伸縮實驗，按照剛才的實驗做，麻煩不麻煩？”“請思考一下，實際生產(chǎn)應(yīng)用中會不會這樣實現(xiàn)雙作用氣缸的伸出和縮回呢？”通過這樣兩個問題，可以很自然地引出“方向換向閥”這種元件，接著做實驗二。

實驗二：方向換向閥實現(xiàn)雙作用氣缸的運動。這個實驗，元件1、2不變，將元件3換成手滑閥。按照圖4方向換向閥實驗中的粗線部分連接氣管，將元件3打到通的狀態(tài)，按下、松開元件5的按鈕，感受壓縮空氣從元件5的A口或B口流出的情況。通過圖4的實驗，學(xué)生可以知道方向換向閥可以改變壓縮空氣流出的通道。緊接著，按照圖5，將方向換向閥的兩個出口A、B分別連接到雙作用氣缸的兩個接口（圖中粗線部分），然后操作元件5就可以實現(xiàn)雙作用氣缸的伸縮運動。

通過實驗二，學(xué)生只要按下、松開元件5的按鈕就可以控制雙作用氣缸活塞桿的伸出和縮回，在操作同時伴隨著氣體的爆破聲，讓學(xué)生的興趣不斷攀升。此時，要不失時機地引入速度控制。

實驗三：氣缸的速度控制。在上述基礎(chǔ)上，給學(xué)生提供單向節(jié)流閥，讓學(xué)生在圖5中的元件3和5、4和5之間的三個連接處隨意加入，操作元件5，觀察實驗現(xiàn)象，學(xué)生安裝的位置、方向不同會得到不同的結(jié)果，學(xué)生的興趣會繼續(xù)增加。

通過上述三個實驗，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對氣壓傳動有一定的了解。接下來，告訴學(xué)生液壓傳動和氣壓傳動有很多相似之處，只不過液壓傳動是用液壓油來實現(xiàn)液壓缸的運動的，用這樣簡單的話就可以讓學(xué)生對液壓傳動有初步的了解。

2 先從氣壓傳動入手，氣壓傳動與液壓傳動穿插進(jìn)行

在多年的教學(xué)實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)很多教材都是先液壓后氣壓，重液壓輕氣壓，筆者認(rèn)為這是很不合適的，因為現(xiàn)在的學(xué)生都很愛干凈，如果一開始就讓學(xué)生學(xué)習(xí)液壓傳動部分，讓他們?nèi)プ鲆簤簩嶒?，他們只要做液壓實驗就會弄得滿手是油，這勢必會大大降低他們的學(xué)習(xí)熱情和興趣，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒，另外液壓傳動壓力高，誤操作危險大，而氣壓傳動的實驗具有干凈衛(wèi)生，又安全可靠的特點，學(xué)生自主學(xué)習(xí)性較強。因此，筆者的做法是先從氣壓傳動部分開始，讓學(xué)生先掌握好氣壓傳動的基本元件、應(yīng)用及基本回路。

現(xiàn)在的教材基本上都是液壓傳動、氣壓傳動各講各的，各個知識點基本上沒有什么對比，不利于學(xué)生對知識、技能的掌握。筆者的做法是氣壓傳動與液壓傳動穿插進(jìn)行，進(jìn)行對比式教學(xué)。比如，在學(xué)生學(xué)習(xí)完氣壓方向換向閥時，緊接著用對比法學(xué)習(xí)液壓方向換向閥，它們的驅(qū)動方式有哪些相同與不同，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有哪些區(qū)別，最常用的換向閥分別是幾位幾通。又如，在學(xué)完氣壓傳動節(jié)流調(diào)速時，緊接著學(xué)習(xí)液壓傳動中的節(jié)流調(diào)速，通過對比學(xué)習(xí)節(jié)流調(diào)速方式的選擇，通過對比知道液壓傳動定量泵供油系統(tǒng)的節(jié)流調(diào)速除了要用節(jié)流閥還要用到溢流閥。這種穿插進(jìn)行、對比學(xué)習(xí)既可以提高學(xué)習(xí)效果，又可以提高學(xué)習(xí)效率。

3 任務(wù)引領(lǐng)、理實一體化教學(xué)

技能競賽的命題方式是以一個個任務(wù)的形式進(jìn)行的，易于學(xué)生操作，也易于評價。在平時的教學(xué)中借鑒競賽出題的方式，將教學(xué)目標(biāo)設(shè)計成一個個操作性強的任務(wù)，并給出評價標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所設(shè)計的任務(wù)進(jìn)行理實一體化教學(xué)，及時評價。比如，在學(xué)習(xí)液壓三位四通換向閥的中位機能時，設(shè)計的任務(wù)是：（1）將換向閥的進(jìn)油口接到定量泵（帶溢流閥，提前調(diào)好泵站壓力）的出油口，將回油口接回油箱，將兩個出油口分別接到雙作用液壓缸的油口，在泵的出口、液壓缸兩個油口分別安裝壓力表（每正確安裝一處記2分）;（2）打開液壓泵，觀察液壓缸是否會動，分別記錄三個壓力表的壓力，并根據(jù)壓力判斷泵是否卸荷，液壓缸是否保壓（操作規(guī)范記2分，觀察仔細(xì)、記錄準(zhǔn)確每次2分，判斷正確每處記3分）;（3）停泵，用外力是否可以使液壓缸活塞桿移動，并判斷換向閥處于中位時是否可以浮動（判斷正確記3分）;（4）總結(jié)出該種中位的特點（總結(jié)完整正確記5分）。在這個過程中，學(xué)生始終在自主探究學(xué)習(xí)，教師充當(dāng)任務(wù)的制定者、學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督者、學(xué)習(xí)成果的評定者和學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)者。

4 多媒體輔助結(jié)合現(xiàn)場教學(xué)，提高教學(xué)效果

液壓與氣壓傳動這門課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生如果沒有必要的理論知識的支撐，實踐教學(xué)難以進(jìn)行。傳統(tǒng)的教學(xué)方法只依靠黑板繪圖和老師自身的講解，無法讓學(xué)生真正清楚元件的結(jié)構(gòu)、原理，也無法讓學(xué)生輕松地掌握各種回路和應(yīng)用。采用多媒體輔助教學(xué)，不僅可以省去老師畫圖的時間，更可以讓畫面動起來，讓枯燥無味的學(xué)習(xí)變得生動起來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。比如，在學(xué)習(xí)氣缸的時候，會用動畫演示氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理，還會用圖片和視頻展現(xiàn)各種形式的氣缸及用途。在學(xué)習(xí)回路分析的時候，會用FluidSIM軟件進(jìn)行仿真教學(xué)，利用系統(tǒng)模擬仿真功能模塊可對組成的液壓、氣壓回路的元件參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，從而準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)動作。筆者經(jīng)常利用學(xué)校實習(xí)車間的液壓、氣壓傳動設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，提高學(xué)生的觀察能力、分析能力和綜合運用能力。通過現(xiàn)場教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生開動腦筋，做到教與學(xué)的同步，實現(xiàn)學(xué)以致用，提高學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力。

參考文獻(xiàn)

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