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軍隊院?!兑簤簜鲃印氛n程教學研究

2022-06-15 05:49顏驥劉丙杰陳建華
教育現代化 2022年25期
關鍵詞:液壓傳動大專傳動

顏驥,劉丙杰,陳建華

(海軍潛艇學院,山東 青島)

一 課程教學目標

《液壓傳動》課程是軍隊院校機類和近機類專業必修的專業背景課程,課程通過理論教學與實踐相結合的方式,系統地介紹液壓傳動和液壓傳動系統中的液壓元件和液壓回路等知識,為學員學好后續專業課程奠定理論與技能基礎,同時也為學員理解機電類裝備其它液壓元件和系統的工作原理提供技術支持。

學歷教育型軍隊院校一般包含本科與大專兩個學歷培養層次,其中本科層次近機類專業主要培養涉及機電類軍事裝備應用的技術與指揮軍官,如武備部門部(副)門長,技術保障分隊技術管理軍官等。與地方院校相比,軍隊院校偏重于學生對武器裝備的使用和管理,并不要求學生具備液壓系統的設計與計算能力,因此,課程教學目標為:使學生掌握液壓傳動基本知識和基本理論,能識讀液壓系統原理圖,理解典型液壓系統,特別是職掌裝備液壓系統的工作原理,能運用液壓基礎理論指導崗位裝備的管理和作戰使用。

大專層次培養目標為達到四級技能水平的專業軍士,他們是軍事裝備的具體操作者,也是裝備維修的一線人員,根據維修等級的劃分,在日常的裝備維修活動中,他們主要進行裝備的維護以及進行維修后不需要進行專門檢定,設備即可投入使用的項目,如濾油器清洗、管件緊固、密封件修復更換等。由于軍事裝備的特殊性,專業軍士較少參與裝備的裝配、安裝、調試活動,但在戰場上或緊急情況下,當裝備遭到損傷時,則必須在上級指揮下進行裝備的戰場搶修。對于大專層次而言,更注重學生動手能力的培養,因此,該課程教學目標為:使學生掌握液壓傳動基本知識,能識讀液壓系統原理圖,理解職掌裝備液壓系統的工作原理,具備職掌裝備液壓系統操作使用、維護保養能力和一般故障排除能力。

二 課程教學特點

(一) 課程特點

以某軍隊院校為例,該校本科近機類班次《液壓傳動》課程在大三上學期開課(大專為大二上學期),學時30學時。課程具有以下4個特點:

一是內容多但學時少。液壓傳動系統包括五大組成部分,每一部分元件種類繁多,結構、原理各異,涉及到流體力學、機械基礎、控制工程等學科知識,知識點繁多,30學時相對較少;二是課程理論性和實踐性較強[1]。液壓傳動是在流體力學知識和實驗結果基礎上推理建立起來的,許多現象需要運用流體力學模型公式進行推導闡述。同時,作為一項工程技術,液壓傳動的基本原理和基本結論可以通過設計實驗進行演示驗證;三是系統原理復雜抽象。通常一個完整的液壓系統,都需要多種元件組合工作,系統本身比較復雜,再加上往往有多種工況,更增加了理解的難度。四是應用性針對性強。軍隊院?!兑簤簜鲃印氛n程的開設是為機電類軍事裝備的操作使用提供技術基礎的,課程即要考慮學歷教育的基礎性,更要緊貼崗位實際,考慮課程的應用性和針對性。

(二) 學員特點

軍隊院校招收的本科學員來源有二:一是從地方招收的應屆高中畢業生,一是從部隊選拔的優秀士兵。從近幾年的教學情況來看,學員的學習能力、理解能力水平差別不大;從學員知識結構上看,學員在此前學習了高等數學、大學物理、大學物理實驗等課程,具備較扎實的數學公式推導和實驗活動開展的理論和實踐基礎。

軍隊院校招收的大專學員來源于部隊士兵,近年來,部隊招收士兵要求具備高中及以上學歷,獲得大學學歷或者是大學在讀的士兵比例也在逐年增加。目前,軍隊院校的大專學員普遍存在一些現象和問題。部分優秀的大學生士兵或通過提干進入軍官隊伍,或服完義務兵役后返校繼續完成學業;而具備考學資格的士兵,報考本科層次,成為生長軍官往往是他們的首選。因此,相對于本科學員,大專學員入學成績低,基礎較差且水平參差不齊,奮斗目標不明確、上進心、求知欲不足,學習習慣較差。同時,大專學員采取院校和部隊聯合培養模式,在院校學習2年,到部隊實踐1年。學員在校時間短課程相對少,知識體系往往不夠扎實全面;而在部隊實踐期間,學員基本和院校脫離,學員實習期間發現困惑不能及時和教員溝通解惑,教員也不能及時發現部隊和學員存在的問題,教學相長有所欠缺。但大專學員有部隊工作經歷,接觸過武器裝備;具備較扎實的軍人素養,守紀律、聽指揮;學習態度端正,動手能力較強。

(三) 教學內容與重難點

根據課程教學目標,確定兩個層次教學內容和重難點如下:

1.本科生長軍官高等教育。教學內容分為3個教學模塊,分別是概論與基礎理論,液壓元件,液壓回路及系統。第一模塊,流體力學相關知識進行較為詳細的理論精講,并要求學員就相關知識點講授微課。第二模塊以專業裝備應用到的元件為主講授液壓元件并補充新型液壓閥件知識。第三模塊以專業裝備應用到的回路為主進行液壓回路和系統的講解,并要求學員運用仿真軟件進行典型回路仿真設計。課程安排了二次實作課,分別對液壓泵、液壓閥進行拆裝,對液壓回路進行搭接,加深學員對元件結構和系統原理的理解。課程的重點是液壓元件及回路的原理分析;難點是液壓元件的結構、組成和液壓回路中各元件的綜合運用。

2.大專士官職業技術教育。教學內容同樣分為3個教學模塊,分別是概論與基礎知識,液壓元件,液壓回路及系統。第一模塊,主要介紹液壓傳動的基本工作原理和系統組成,液壓傳動的優缺點;介紹液壓油、液壓傳動中涉及的流體力學的有關結論和有關現象。第二模塊主要介紹液壓元件,并以專業裝備應用到的元件為主。第三模塊以專業裝備應用到的回路為主進行液壓回路和系統的介紹,并簡要介紹液壓系統的維護保養和一般故障排除方法。課程安排了三次實作課,分別對液壓泵、液壓閥進行拆裝,對液壓回路進行搭接,加深學員對元件結構和系統原理的理解,同時提高學員的動手能力、維修技能。

課程的重點是液壓元件及回路的工作原理,系統原理圖的識讀;難點是元件的結構和系統工作原理。

三 教學方法策略

根據教學大綱和人才培養方案,結合課程特點和學員特點,本課程主要采取如下教學策略與方法。

(一) 課程教學方法策略

1.內容安排上,權衡全面與實用,合理優化教學內容。課程總計30學時,學時非常有限,設計教學內容時,既要考慮知識上的系統性和完整性,使學員在知識體系上不存在明顯盲區,又要緊貼崗位實際,使學員學深學透專業裝備中實際應用到的知識點。因此,對于本科和大專兩個層次,課程內容都包括三個基本教學模塊,但側重點不同,液壓系統設計與計算,液壓系統的裝配、安裝、調試等內容不納入教學范圍。

除了內容模塊上的選擇,在知識點安排上也注重以點帶面,夠用實用。例如在講解孔口和縫隙流量時,孔口有薄壁孔、短孔和細長孔等類型,其中薄壁孔是基礎[2]。為此,教師可以薄壁孔為例,重點講解孔的流量計算公式推導過程,然后鼓勵學生自主推導其余兩種孔的流量公式。在講液壓元件時,則以裝備應用的類型為重點。例如動力元件部分,重點講授某專業中應用到的螺桿泵和齒輪泵,其他液壓元件,要求學員自學。這樣,學生能在有限的課時內系統全面地掌握液壓傳動課程體系的關鍵問題。

2.教學方法上,啟發式與對比式兼用,教為主導學為主體。液壓傳動課程具有較強的綜合性和實踐性,而學生基本缺乏工程背景,學習興趣不高。因此,教師在教學過程中要加強與學生的互動,教師要精心設計問題,引導學生積極主動思考問題,讓學生帶著問題學習,激發學生的學習興趣,調動學生的主觀能動性,提高教學效果。例如在講解溢流閥的作用時,可以設計一個液壓系統出現負載無窮大的情況,讓學員思考如何避免出現管路或缸體炸裂的現象,從而引出教學內容。啟發式教學方法有利于學生了解所學內容的目的,明白為什么要學習這些內容,運用這些內容又能解決什么問題,通過這種有目的的學習,真正實現了教與學的互動,體現了教為主導,學為主體的教學過程,大大激發了學生的學習興趣,提高了學習的積極性和主動性,教學效果也大大提高[3]。

在教學過程中教師要合理采用對比法,要善于歸納總結各知識之間的內在聯系與規律,建立一個有機的知識體系,幫助學生更好地理解和掌握教學內容。例如在講解溢流閥、減壓閥和順序閥三種壓力控制閥時,學生很容易混淆,在教學過程中,教師可以通過各閥的功能符號及結構原理對比進行教學,通過分析比較,指出三種閥在功能結構等方面的區別和聯系,合理采用對比法進行教學,不僅可以節省大量的教學時間,而且易于被學生理解和接受。

3.教學手段上,多媒體運用與實驗實踐相結合,理論實踐相輔相成。多媒體技術能夠將復雜的、難以理解的教學內容變得簡單、形象、生動、直觀,很好地解決液壓系統原理復雜抽象的問題,提高教學質量。采用多媒體教學,不僅可以形象直觀、生動地展示液壓元件結構圖、液壓工作原理圖以及液壓基本回路和液壓系統圖,而且還可以展示各液壓元件在液壓系統中的應用,從而激發學生的學習積極性和主動性,提高學習興趣,更好地理解和掌握教學內容。在教學過程中教師不能完全依賴多媒體課件,對重要的內容、概念及公式推導等,應結合板書加以闡述和強調,做到多媒體教學與板書有機結合。

液壓傳動是一門理論性和實踐性都較強的專業課程,要掌握這門課程只通過理論教學是完全不夠的,必須注重實驗這一重要環節。針對液壓元件結構組成和液壓元件綜合運用這兩大難點內容,針對性設計實驗,讓學員在做中學,研中學。在基于液壓實驗臺、液壓元件實物實驗的基礎上,將AMESim軟件引入課堂教學中,將液壓傳動課程中抽象的液流流動參數、晦澀難懂的液壓回路狀態轉變成直觀的數值或變化曲線,便于學生直觀地觀察、比較和分析結果。由于軟件操作便捷,參數設置、系統擴展搭接等能擺脫現有硬件設備的束縛,有利于學生專注于對理論的理解和應用,發揮學生的創新天性。

4.考核評價上,形成性與終結性考核并重,雙向評價教學相長??己嗽u價是課程中重要的一環,是提高教學質量、促進學生獲取知識、提高應用知識能力及促進素質培養的重要手段。建立科學、合理的課程評價體系可促進教學和提高教學質量。

考核成績既包括終結性考核的筆試成績,也包括平時教學過程成績,具體為平時課堂回答問題情況、作業完成情況,實驗實作情況。通過教學全程給學員適當壓力,促進學員能力提升。教員通過學員考核成績,進行教學反思也促進課程教學質量的提升。

形成性考核在具體的實施中,需要重點關注各類形成性考核形式的評價標準問題,比如,作業完成情況可以通過作業評分進行量化,對于課堂表現和實驗實作,則需將評價標準細化,使之具有可操作性、普適性和導向性。以本科學員的液壓回路仿真分析匯報為例,既要考察學員對知識的學習理解能力,又要培養學員的組訓能力和開展學術研究的基本素質,可將評價標準細化如下表所示。

表1 評價標準

(二) 不同培養層次的側重點

對于本科層次,注重學員運用液壓理論與技術分析解決工作中實際問題的能力,注重學員思維方法的訓練、分析解決問題能力的培養。理論教學方面,根據人才培養目標要求,精簡那些較繁瑣的理論推導分析和論證等理論性太強的內容;在常用典型液壓系統應用實例的基礎上,增加專業裝備液壓系統的應用分析;同時根據行業的發展動態,補充液壓傳動的一些新技術、新成果和新應用等新內容。精心挑選部分需要拓展的知識點或自學內容中的難點內容,安排學員以2~4人小組的形式,課下準備微課,利用課前5~10分鐘講授微課,促進學員獨立探索問題,提升綜合能力,同時強化合作意識。

在實驗教學方面,除完成指定的液壓元件拆裝和液壓回路搭接等演示性、驗證性實驗外,還要求學員能運用AMESim液壓仿真軟件進行液壓回路的分析與仿真,并撰寫實驗報告。通過對液壓元件或者液壓系統進行參數化調整和性能分析[4],使學員借助于計算機仿真而不是單純的數學公式推導,加深對液壓系統壓力流量特性的理解。

對于大專層次,注重學員操作使用、維護保養的動手實踐能力。在液壓基礎理論教學方面,沒有必要要求他們花費大量的時間與精力理解幾大方程的推導過程,只要求學生掌握基本的理論知識和計算公式就行。液壓元件教學則應把元件的結構特點和常見的故障現象及原因講清楚,并通過元件的拆裝實驗,加深學員對元件結構的掌握,提高學員的實際動手能力。液壓回路是液壓系統的基本功能單元,在掌握元件功能、原理的基礎上,加深學員對回路功能的理解也是學員使用和維修液壓系統的關鍵,在理論精講的同時也要注重實驗教學,由于學員基礎較差加之課時有限,學員能根據實驗指導書搭接典型液壓回路,能解決基本回路搭接過程中出現的一些預想不到的問題即可,對于學有余力的學員,鼓勵他們設計液壓回路。

(三) 課程思政設計

根據課程的教學內容、崗位指向和教學對象特點,從自然規律探索,人文精神挖掘,時事熱點聯系三個方面深挖教學內容德育元素,力求課程思政與授課質量相輔相成。在具體實施思政時,應注意不同層次思想認識的區別,大專班接觸基層部隊較多,而本科學員接觸部隊較少,對于前者,應多注重人文精神的陶冶而對于后者則注重職業素養的培樹,兩者都應加強時事熱點聯系,激發他們的家國情懷和強軍興軍信念。

四 結語

《液壓傳動》課程在高等教育機類和近機類專業課程體系中,起著上承基礎課下啟專業課的銜接作用,根據軍隊院校人才培養方案確立的課程教學目標,結合課程特點和學員特點,在教學實施過程中必須在教學內容的選取,教學方法、手段的運用和教學考核評價方面進行優化設計:內容上應兼顧全面與實用,方法上教為主體學為主導,手段上多媒體運用與實驗實踐相結合,教學評價上形成性與終結性考核并重,細化形成性考核評價標準,發揮形成性考核的導向作用。教學過程中還應注意本科和??茖哟蔚呐囵B區別,在內容、方法手段和要求上應有所區分。

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