液压传动课程设计范文

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液压传动课程设计是在学完流体力学、液压传动等课程之后，进行的一个重要的实践教学环节。它一方面要求学生通过设计巩固教材中所学到的具体内容，同时获得综合运用过去所学全部课程进行液压系统及具体零部件结构设计的能力；此外，也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。

1　课程设计的目的、内容和步骤

通过液压传动课程设计，要求学生在以下各方面得到锻炼：一能熟练运用液压传动课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，按所给机床工作运动要求，正确设计液压系统，选择液压元件，绘制工况图，保证满足机床所需运动和各项性能，提高理论联系实际的设计与计算能力；二能提高结构设计能力。要求学生通过对液压缸的结构设计，能按照性能要求设计合理的液压缸的基本结构，掌握结构设计的具体方法与步骤。三能学会使用手册及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料名称、出处，并做到熟练运用，提高独立工作的能力。

液压传动课程设计的主要内容为按照要求设计某专用机床的液压系统。包括绘制液压缸负载图及工况图、液压传动系统原理图、选择标准液压元件、绘制液压缸装配图、课程设计说明书等。

大致步骤为明确设计要求，制定基本方案、绘制液压系统图、确定液压系统的主要参数、液压元件的选择与专用元件设计、液压系统性能验算、设计液压装置，编制技术文件等。

2　课程设计的现状及存在的问题

我校液压传动课程设计针对机械设计制造及其自动化专业的学生，在大三下学期或大四上学期开始，一般集中安排在两周时间内完成。最近几年，我校每年该专业的学生人数大约为260-300人左右，而教研室课程组教师只有7-8人，这样每个老师带学生数为40人左右，其工作任务非常繁重。每个老师又分为5-6组，这样大约有7-8人在做同一个课程设计题目，教师要同时指导多位学生，平均分配给每个学生的教学时间很少，难以及时对学生进行个别指导，由此引发了很多问题。第一，每组同学图纸抄袭现象严重。现在图纸绘制全部为电脑绘图，每组学生中往往只有少数几个同学在认真计算数据，其他同学等待在别的同学图纸基础上改图或者直接拿来用。第二，液压缸的图纸绘制不注重具体结构要求，人云亦云，雷同严重。液压缸的结构设计中缓冲装置、排气装置、密封装置等到底需不需要设计，很多同学没有考虑自己的系统要求，只是看别人怎样自己就怎样。这样的问题严重影响了课程设计的效果。

3　改革尝试

针对上述问题，教研室课程组教师进行了课程设计改革探讨，并在每班中选出几个学习好的学生进行调查和讨论，为进一步做好课程设计提出了几个改革方案。在2012年液压传动课程设计中进行了尝试性改革。首先，在课程设计开始前，主讲教师统一布置课题及划分组别。要充分发挥学生自身的主动性和创造性，提高他们的实践能力，消除学生们的依赖心理。要让他们明确自己是这个实践活动的主体，从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计计算乃至图纸绘制完成，都要亲历亲为，这样在今后遇到类似问题时，他们就会独立思考、找出解决问题的办法。其次，进一步细化组别，防止抄袭现象发生。要求每个老师多设题目或同一题目不同参数，最好2-3人一个组别。加强管理，注意平时出勤，采取教师点名和各组组长监督等措施，让学生在有限的时间里多出成绩。再次，购买具有各种结构的液压缸，要求学生在绘制液压缸图纸时，必须到实验室弄清楚实际液压缸结构。认真观察或拆装，力求做到按照要求绘制所需结构。对于少数基础特差的学生，可以直接要求他们测绘液压缸具体结构，然后画出来，加深他们对液压缸结构的理解。最后，答辩方式也要改革。采用基本知识问答加上图纸答辩的方式，再结合期末成绩等综合考察方式给出具体课程设计成绩。这样，学生的等靠思想会进一步减少，由被动设计转变到主动设计。

4　效果评估

在2012年秋季学期的液压传动课程设计中，我们大胆采用了以上的改革方式，从学生的绘图质量、答辩情况以及说明书中计算能力等来看，效果相当不错。一方面学生的积极性大幅提高，求知欲也被充分激发，独立课程设计能力更是得到很好的锻炼。学生掌握了液压系统设计的步骤和方法，熟悉查阅各种文献资料和国家技术标准的步骤和方法，能正确选用计算公式和数据，巩固了机械制图的原理和方法；另一方面学生在设计过程中培养了严密的逻辑思维能力和实事求是的科学态度，逐步树立起正确的设计思想，严谨的工作学习作风，提高了综合运用所学知识，独立分析和解决实际问题的能力。

5　结束语

精品课建设任重而道远，而其中的课程设计环节又尤为重要。要把一门课程真正建设成为具有一定特色和较高教学水平的示范性课程，成为课程中的“精品”，还需要我们不断摸索和实践。如何发现并改进课程设计教学中存在的问题，从而提高课程设计的教学效果是值得教学工作者共同研究和探讨的问题。作为教师，我们只有拥有广博的知识，创新的思维，不断提高自身素质，提升教师的人格魅力，加强修炼教学态度、教学艺术、教学能力、教学质量等方面，在教学实践中认真思考和总结，改进教学方法，才能使教学水平不断提高。

参考文献：

[1]习媛，胡燕萍.高校课程设计改革探索[J].商品与质量，2012（1）.

[2]李世海，高兆宏，张晓宜.创新教育新探[M].北京：社会科学文化出版社，2005.

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二、学习者特征分析

1.知识水平

学生已经掌握了机械原理、流体力学的基本知识，掌握了液压实训设备的基本操作技能，学习了安全操作规程及实训室7S管理制度。

2.心理特点

学生对理论知识学习缺乏兴趣，愿意动手操作;注意力集中时间较短，思维活跃，好奇心强，有参与课堂的热情。

三、职业岗位能力分析

液压设备维修工岗位职责要求：液压系统基本组成及液压系统工作原理，能阅读液压系统原理图，能处理常见的故障。

四、教学目标

1.专业技能目标

能够看懂一些常用的液压元件图形符号，能够根据系统工作循环和动作要求及图纸读懂液压系统原理图。

2.知识目标

了解液压元件的作用及图形符号的意义;掌握液压传动系统的组成及工作原理;能阅读液压系统原理图。

3.情感目标

培养学生熟悉液压设备的工作环境，提高自主学习能力和表达沟通能力，加强团队协作，形成岗位意识。

4.教学重难点

液压传动的工作原理。

5.教学策略

液压系统的基本组成借助教具、flas、图片等多种表现形式，把抽象的内容生活化具体化;充分发挥学生的主观能动性，学生通过自己观察、对比、分析、总结，掌握换向阀的工作原理。采用逆向讲授，正向梳理、归纳、提升、总结一般液压系的组成。教学难点液压传动工作原理采用逆向讲授，正向梳理方法，结合初中物理学所讲的连通器模型，揭示液压传动系统最基本的工作原理。

五、教学策略选择与设计

本着学生听得懂、学得会、记得住为原则，采用PBL教学模式，从终端问题开始，向上形成逆向问题链，并逐一解决。

六、教学方法

1.基于问题的学习方法

以问题为学习的起点：以问题为主轴架构，问题来源于专业领域遇到的真实问题。以学习为中心：学生背负学习责任，侧重小组协作学习和自主学习，教师的任务是指导学习技巧，课程单元结束时进行小组评价，教师总结。

2.分组教学法

将学生分为4个小组，在以小组为单位的学习过程中取长补短，共同学习，共同进步，增进感情交流。理实一体教学，即理论学习与实践操作相结合。

七、教学环境及资源准备

1. 教学地点

液压实训室（理实一体化）。

2.教学资源准备

液压实训设备（液压泵站、手动三位四通换向阀、油管、液压缸）4套，换向阀教具1个，多媒体教学设备、教学课件、学习任务书、拓展阅读资料。

八、教学过程

1.导课

本次的主题：液压体系的构成与特色。主题的描绘：液压体系一般是经过于液体压力来推进液压缸的活塞运动来完结预订的价值。本主题是：要经过于“液压体系示例”作为学生直观出现液体压力是怎么样发生的、进行传递的以及如何进行操控的。与此同时，讲述中也阐明了其主要特色。

2.授课

液压体系构成及特色，液压传动体系的构成及图形的符号。

3.逻辑关系

液压体系，完成运动，压力操控，方向操控，速度控，杂质滤网。

4.事件

轿车揉捏作废机

5.轿车作废体系定论

（1）液压体系是由动力设备、操控调节设备、履行设备、辅佐设备所构成。

（2）液压体系是以有压力的液压油作为介质转换和传递能量的设备。

（3）典型元件：泵、阀、缸、滤网等。

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）53-0202-02

《液压传动》是机械工程类专业的专业基础课，对该门课程的掌握情况将直接影响到学生对后续专业课程的学习以及毕业设计，对学生毕业后从事与机械相关的工作也有很大的影响，因此，本门课程在机械类专业课程体系中占有特别重要的地位。笔者在专业课教学、毕业设计、实习等教学环节中，常常发现很多学过《液压传动》的学生对《液压传动》的相关知识掌握地并不扎实，甚至有些学生对液压传动的基本概念都不清楚，学生普遍反应《液压传动》是一门比较难学的课程。其实，《液压传动》的理论基础就是流体静力学和《流体动力学，流体动力学相对难理解一些，但本科的《液压传动》教学涉及到流体动力学的地方很少，这部分内容课堂上一带而过即可，流体静力学的基础知识就是帕斯卡定律，学理工的学生都很容易掌握，所以《液压传动》应该说并不难学，学生之所以没学好，我认为是这门课程有一个显著的特点，即实践性强，而学生恰恰没有这方面的实际经验，导致理解困难，因而教师在教授这门课程时，必须要采用与课程特点相适用的教学方法才能让学生容易理解并提高对这门课程的学习兴趣[1]。下面分享几点笔者从事多年《液压传动》课程教学的心得体会。

一、讲好绪论

绪论这一讲开好头，对后续的教学有极大地促进作用，在这一讲要达到以下几点教学效果：（1）让学生掌握液压传动的基本概念和基本原理；（2）了解液压传动的特点、发展和应用；（3）提起学生对本门课程的兴趣。

在讲液压传动的基本概念和原理时，我首先告诉学生传动的三种类型，即机械传动、流体传动和电气传动。液压传动是流体传动的一种，是目前工程实际普遍应用的一种形式，这样学生对本门课程就有了一个总体上的概念，然后通过“液压千斤顶”这个简单的例子把液压传动的基本原理讲清楚、讲透。通过液压传动基本原理的讲解，引出液压传动的特点及其发展和应用，特别是在工程机械、智能机械等学生比较熟悉和感兴趣的领域的应用，同时结合自己的科研项目，指出机械产品机电液一体化的发展趋势。为了让学生了解液压产品的发展现状，笔者在课堂上登陆了力士乐、阿托斯等代表国际先进液压水平的知名厂商的网站，浏览其产品。由于学生对工程机械相对了解一些，便以工程机械的行走马达、操作阀等关键元件的国内外价格差距和质量差距为例，指出国内与国外先进液压技术水平的差距，激发学生的学习热情和兴趣。

二、注重实验和联系工程实际

《液压传动》是一门实践性很强的课程，而学生基本没有相关的实践经验，因而在课程教学中要尤其重视实验课，注重与科研和实际的结合，这样学生才能对所学内容有感性的认识，明白所学知识的用途。在讲“压力单位兆帕”时，为了让学生有一个直观的概念，给他们看了一个用10MPa高压水切割岩石和水泥的实验照片（如图1所示），并提醒学生在以后从事液压实际工作时，要注意安全，切记要先让系统卸压再维修。再比如，讲“滑阀中位机能”时，要让学生深刻理解不同种类滑阀中位机能的特点、作用及正确选用，因此举了一个滑阀机能选用不当导致液压元件损坏的例子：学院的实验室有一个液压马达驱动大惯量飞轮的液压实验系统，马达的换向和停止采用一个三位四通电磁换向阀，做了几天实验后发现液压马达漏油严重，刚开始还以为是马达的质量问题，后来才发现是因为换向阀选了“O”型中位机能，换向阀由左位或右位打到中位时，马达进出油口被封死，转动的大惯量飞轮也被迫停止，导致液压系统产生了很大的液压冲击，马达密封被破坏，发生了漏油现象。笔者所在学校――中国矿业大学的各专业都有很强的矿业特色，在讲“典型液压系统”时，一般都是结合自己的科研项目，补充两个典型煤矿机械的液压系统，以开拓学生的视野，同时为后续《采掘机械》等专业课程的学习和毕业设计打下基础[2]。

上实验课是学生能够见到液压元件实物并自己动手操作和验证所学知识的主要途径，因而要特别重视实验课的教学，作为任课教师必须至少要带一组实验。为了提高实验课的教学效果，我要求学生每次实验课前要认真预习实验指导书，对难点问题，在课堂上预先讲解，这样学生对实验步骤和实验原理就比较清楚了，否则在实验课上教师怎么说学生就怎么做，会使学生不知其所以然，实验课的效果就大打折扣了。每次实验结束后，要求学生及时做实验报告，通过批改，对实验报告中反映出来的共性和难点问题进行详细讲解，必要时把关键问题在下次实验课上再进行验证。回路组合实验是要求学生自己动手组装回路的实验，我要求每个学生都要动手，在做完实验后，谁的手上没粘液压油，则该次实验不合格，从而鼓励学生在实验室搭建并验证自己设计的液压系统。

由于本门课程是大约一百名同学的大班课，把课堂教学放到实验室不现实，而实验课学时又不充裕，为了让学生对所学知识有直观地认识，我每次讲新的内容时，都从实验室拿几件相应的液压元件到课堂上，课前让学生先观察，课堂上再对照具体实物进行讲解，有效弥补了实验课教学学时不足的问题。

三、有效利用多媒体教学手段

本门课程和工程实际结合紧密，因而在教学中要尽量的把所讲内容具象化。在讲“液压传动的应用”时，给学生展示各领域液压设备的照片，有的还播放了视频；讲“各种液压元件”时，我也会播放相应典型产品的照片和视频。

液压元件的内部结构和工作原理在课程中占有很大的比重，这部分内容讲不好学生会感到枯燥无味，难以理解。对这部分内容，笔者一般结合液压元件的结构图和工作原理动画来讲解，利用结构图总结出液压元件的主要结构特点，再结合动画讲解其工作过程和工作原理，这样学生就很容易理解了，而且也提高了讲课效率。

如果学生对液压基本元件部分的知识掌握地不够扎实，液压基本回路和典型液压系统这部分内容就不容易理解，即使有的学生对液压元件部分学地比较好，对于复杂液压系统各基本回路间的相互关系和元件动作过程也不容易搞清楚，这部分内容我都用Fluidsim进行了动画模拟。Fluidsim软件是由德国FESTO公司和PADERBORN大学联合开发，专门用于液压、气压传动教学培训的软件[3]。利用Fluidsim做的液压基本回路和典型液压系统仿真程序能够直观地显示液流过程和对元件的工作状态进行控制，这样，不管液压系统多么复杂，其工作过程和原理都能直观地展示出来，不需要学生再想象各元件的动作和状态，对所讲内容很容易理解。

四、考核方法多样，注重过程考核

要让学生学好一门课程，一方面要激发学生的学习兴趣，另一方面也要加强督促，公平、合理考核。本门课程笔者采用了结课考试、实验、小设计和平时成绩综合考核的方式。

为了引起学生对实验课的重视，提高动手能力，实验成绩的评定不仅仅看实验报告，还要看学生在实验课上的表现，比如对动手能力强、清楚实验过程、独自设计液压回路并组装和验证的学生的实验成绩要给高分。除了平时布置作业，我一般还会安排两次过程考核，作为平时成绩的主要组成部分，一次是在课程中期利用一节课的时间安排一次小测验，一次是在课程即将结束时布置一次小的课程设计。课程设计以分组的形式进行，一组一个设计题目，设计的内容一般结合科研和工程实际，要求学生课后查阅资料，按照要求设计好后做出PPT，课堂上以小组答辩的形式考核，这种方式增强了学生的学习主动性，很受欢迎。

五、结语

通过上述教学手段和方法在《液压传动》课程中的应用，培养了学生的动手能力，激发了其学习兴趣，使得学生能更加直观地学习本门课程的内容，理解得更深刻，学习不再感觉枯燥，在学好本门课程的同时，也为毕业后从事相关工作打下了坚实的基础。

参考文献：

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关键词： 液压实验台；液压传动；控制技术；应用研究

Key words： hydraulic experimental table；hydraulic transmission；control technology；application research

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0235-02

0 引言

液压传动技术[1]已有200多年的历史，在近几十年来人们把液压传动技术应用于机床、汽车、航天等各种智能机械上。随着世界工业水平的不断提高，各类液压产品的标准化、系列化和通用化也使液压传动技术得到了迅速发展，液压传动技术正向高压、高速、大功率、高效率和高度集成化等方向发展，随着计算机行业的发展，液压与气压控制向以计算机为核心的PLC控制技术等方面发展。QBS液压实验台是由昆山同创有限公司开发研制的，该实验台集可编程控制器和各种液压元件的模块为一体，除可进行常规的液压基本控制回路和测试实验外，还可进行液压传动的课程设计以及提高同学们的创新设计的能力；该实验台采用的PLC控制和继电器控制，使学生在掌握传统的继电器控制外，同时也学习了PLC编程控制，是学生具备PLC控制以及在线调试等实验功能，该设备结合了液压传动技术与电气PLC控制技术，使同学们通过实验获得机-电-液控制的直观感受，达到提高教学效果的目的。

1 实验台在教学中的应用

《液压与气动技术》的基本回路[2]教学大都是教师在黑板上画图并用挂图的方式开讲解，这种方式不能直观的观测液压传动系统的运行状况，液压控制元件的控制方式也是通过改变控制元件的画法来表达，这样学生的学习兴趣就不强，因为学生只能凭借老师的详细讲解再加上自己的想象力来理解液压控制系统，以及执行元件的工作位置等。我们使用了QBS液压实验台能使学生真实的连接液压传动系统，并其能使用控制元件来控制液压执行元件的运动，学生能自己动手连接系统，并且亲自操控系统的运动，这样就会增加学生的学习兴趣，使学生有一种亲临现场的感觉，在出现故障时，学生可以根据所发生的现象检测出故障产生的原因并将其排除，这样就能使学生能感受成功的喜悦，下面以锁紧动作回路说明其应用：

如图1所示为采用液压锁的一种锁紧回路，锁紧回路的功能[3]是使执行元件停止在规定的位置上，且能防止因外界影响而发生漂移或窜动。其工作原理为：当电磁换向阀处于左位或右位工作时，液控单向阀控制口X2或X1通入压力油，缸的回油便可反向流过单向阀口，故此时活塞可向右或向左移动。到了该停留的位置时，只要令换向阀处于中位时，因换向阀的中位机能为H型，控制油直通油箱，故控制压力立即消失（Y型中位机能也可以），液控单向阀不再双向导通，液压缸因两腔油液被封死便被锁紧。按实验原理图2在实验台上搭接实验回路，将电磁铁的插头按原理图的标示插入控制面板上的输出区对应四个模块的任一组插座，如，注意实验前要把溢流阀的旋钮开到最大，实验过程中再将其压力逐渐调到相应的压力值。

我们还可以利用该实验台提供的PLC控制面[4]板让学生自己手工编程来控制自己连接的系统，这样会使学生不但能熟悉PLC的应用，而且学生还会对机-电-液相结合的完整系统有更加深入的理解。学生在做实验时3人一组，一个人负责连接系统，一个人负责编程，一个人负责检测系统，系统完成后这组人共同编写实验报告，这种做实验的方式不仅可以激发学生的学习兴趣而且还可以锻炼其团队合作意识。在教学的过程中，教师可以根据不同的液压系统给出不同的故障点，在学生了解液压控制系统的同时也能在老师的指导下分析和排除液压系统的故障，这些实验都是看得见摸得到的，并且学生可以切身体验，这样就使同学们在学习的过程中不那么枯燥乏味，就会增强学生的学习兴趣，提高了学习效果。通过两年来摸索实验证明，这种教学方法确实能使学生受益匪浅。

在高校的机械类专业中，《液压与气动技术》是一门必不可少的专业课程，在几年的教学实践中，发现学生在学习该门课程的时候，存在诸多困难，如基本概念理解不透、元件结构复杂、工作过程抽象等，传统的教学内容、教学设备以及教学手段都大大限制了学生对知识的掌握程度，学生没有切身实践的经验。通过引进这种新型的液压实验台，能达到是学生乐于学习，主动探索的目的，因为这种实验台采用的快速接头并有效的防止油液的泄漏，学生都愿意动手去做实验，在系统运行的过程中学生能提出很多问题，学生通过观察和老师的讲解就能解决问题。因此用了该实验台之后，很好的获得了机电液控制的直观感受，在教学中收获了很好的效果。

2 结论

该实验台不仅让学生有一个直观学习的设备，也为教师提供了可供科研提高能力的助手，这种实验台可以搭建多种教学需要的液压实验回路，并可以通过PLC和继电器两种控制方式来实现液压系统的控制[5]，为液压传动的课程提供了一个非常好的可编程的演示平台。

参考文献：

[1]毕长飞.液压与气动技术[M].北京：冶金工业出版社，2011，8.

[2]随文臣.浅谈于FluidSIM液压（气压）仿真软件在教学中的的应用，液压与气动杂志社，2007，6.

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1.应用型本科人才培养特点

随着知识经济时代的到来，经济和科学技术的发展以及社会转型对人才的需求越来越大，对人才的质量要求不断提升，对人才需求的层次和规格呈多样化的趋势。在这些因素的影响下，高等教育由精英教育转向大众化教育。应用性高等教育就是随着这种转变应运而生的一种新的教育类型，且贯穿于高等教育的各个层次，丰富了高等教育体系的内涵。应用型本科与一般普通本科相比具有鲜明的技术应用型特征。在培养规格上，应用型本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才；在培养模式上，应用型本科以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线，涉及学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以应用能力为主旨和特征构建课程和教学体系，重视学生的应用能力的培养。

应用型本科院校是为社会培养所需要的工程应用型人才服务的。因此，应用型本科院校的工程教育必须面向企业，根据工程应用型本科人才的特色，不断探索和创新工程应用型本科人才的培养模式，与时俱进，为社会培养出更多更好的工程应用型本科人才。

2.机械类专业的液压实践教学的探索

在培养应用型人才的课程设置中，《液压与气压传动》是机电类专业的一门专业基础课。该课程的实践教学环节主要包含课内实验与课程设计。由于该课程具有较强的实践性和应用性，因此实践教学极具重要性。通过实践，让学生获得感性知识，加深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力，强化技能培养，培养学生分析和解决问题的能力，培养学生自主创新能力。在实践教学过程中，应注重如下方面的内容：

2.1 教学观念

在实验教学过程中，尊重学生的个性和兴趣，鼓励学生自主学习自主成才。让学生在全面发展与个性发展的有机统一中，学有所长，加强学生创新精神和创造能力的培养。

2.2 教学形式

液压实验教学过程中，教学形式从以“教”为中心转向以“学”为中心，让学生成为实验活动的主体，以教师指导为主的实验形式转向以辅导、监控、考核的学生自主学习为主。

2.3 教学内容

实践教学内容的安排尽量注意理论与实际应用的紧密结合，力求达到通过实验活动，促使学生进行专业知识与相关知识的整合，将零散的知识转变为相互贯通的系统的知识；同时引导学生将学过的知识转化为自身的能力与素质，真正实现理论与实践的结合。

2.3.1 课内实验

液压课内实验，是学生借助于仪器设备和液压元件，通过装拆、搭接、使用以获得直接经验、培养技能、技巧的一种教学形式。实验的目的在于验证、巩固课堂所学的基本概念和基本理论，启迪学生的创新思维、开发创新潜能、培养创新能力、强化综合能力的训练，提高学生运用所学专业知识和现代科技手段解决各种实际问题的能力和实践操作能力。液压实验的内容主要包括三个层次：

（1）基础性实验：这类实验主要是认知性或演示性实验，用于学生对该实验所涉及专业知识的全面理解，实验的目的就是根据专业培养目标进行基本技能的训练和巩固所学的理论知识，让学生了解液压传动系统的组成、工作原理和搭建一个液压传动系统的全过程。

（2）综合性实验：这类实验主要是验证性或模拟性实验，用于对理论教学中的重要结论进行验证，利用实验教学环境重现与真实系统工作活动过程相近的氛围。根据理论教学的要求，完成实验操作，解决系统故障。让学生通过实验提高学习兴趣，明确学习方向和自己的不足，增强学习的动力。

（3）创新性与设计性实验：这类实验项目一般来自教师的科研课题或学生根据自己提出的科研设想在实验室中进行开发和研究，是实践教学的高级层次，实验的目的在于开发学生的创新思维、培养创新能力与综合技能，提高学生解决实际问题的能力和实践操作能力。

2.3.2 课程设计

液压与气压传动课程设计内容为设计中等复杂程度液压设备的液压传动装置，确定液压传动方案，正确合理地选用液压元件，熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统。

这种实践教学的目的是巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。通过课程设计，熟悉、运用有关的标准、设计手册和产品样本等技术资料，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；并通过课程设计，对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD制图等方面的基本技能进行一次训练，以提高学生的综合设计的能力。

2.4 教学方法

实践教学应由浅入深、由简单到复杂、由被动操作到主动设计或模拟再到创新性的综合运用，逐渐加深教学内容的深度、广度和综合程度，使其符合学生认识规律和教学规律。改革“灌输式”和过分偏重讲授的教学方法，实施启发式、讨论式、研究式的教学方法。强调学生主动、积极地参与，调动学生的学习潜能与培养学生的学习和应用知识的能力，发挥团队的作用与形成学习型组织，同时利用生产实际中的案例进行教学活动，加深对所学知识的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题解决问题的能力。

2.5 教学手段

实现传统手段与现代化手段相结合，手工手段与信息技术手段相结合，模拟仿真手段与实际操作手段相结合，形成一套丰富多彩、相互补充、相互完善的教学方法体系。

开发设计计算机辅助教学课件，实现液压元件及液压回路的电脑动画演示，提高教学效果。利用案例教学，激发学生的学习兴趣，提高教学效果；通过演示及模拟等现场教学，让学生切身体验工作环境，了解液压技术在生产上的应用。

2.6 考核方法

建立多元化的实验考核办法，对不同的实验类型可采用不同的考核方法，同时也可针对学生不同的学习阶段采取不同的实验考核形式。

具体考核采用过程性与终结性相结合的方法，即结合课程特点与教学要求，建立以基本理论和基本技能为基础，以综合运用能力为重点，以学习态度为参照的综合考评体系，注重考评方式的多样化和考评指标的规范化，以保持对学生学习成绩和教师教学效果检验的客观公正性。

基础性实验和专业特色的综合性实验主要从考勤、实验过程检查和实验报告三个方面综合考核并确定成绩。

创新性与设计性实验一般单独考试和记分，采用对申请优秀的实验小组以现场展示、提问、学生作简单答辩的方法考核后再确定最终成绩。

2.7 管理方式

随着以“教”为中心的教学模式向以“学”为中心的教学模式的转换，实践教学的管理方式从以教师管理为主转向以学生自我管理为主。在创新设计类实验中，实验内容策划、组织与实施应由学生来完成。实践教学过程中的协调、监督、控制与评估等工作可由教师配合学生来实现。

3.实践操作能力的培养及案例

实践能力主要是指将理论知识应用于实际工作的能力。在学校，大学生通过实践性教学环节——实验、实习、设计(论文)、科研等活动，对所学的理论知识进行实验、验证，将理论知识回到实践中去检验，对所学的理论进行综合、运用、转化、创新，逐步培养起实践能力。实验课是其中很重要的实践环节之一，其主要作用与形式如下：

3.1 有利于培养学生解决问题的能力——基础性实验

基础性实验主要是通过实验让学生了解液压传动的基础知识、掌握基本的操作技能，加深对所学知识的理解和应用。

如：液压元件拆装实验中，让学生明确液压元件是液压系统的重要组成部分，液压元件性能的优劣，直接影响液压系统的正常工作，通过对液压元件的拆装，加深对元件的结构和工作原理及性能特点的了解。并能对液压元件的加工及装配工艺有一个初步的认识。拆装过程中，学生选用适当的工具和材料，对液压元件进行拆解，观察及了解各零件的作用，了解液压元件的名称、型号和主要技术性能参数及其工作原理，再按一定的步骤装配还原液压元件。以此，加强学生的动手能力和思维能力，培养工程意识。

3.2 想象能力与逻辑思维能力的培养——综合性实验

综合性实验主要是通过观察现象，验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识，使学生对液压传动系统中常见的元件的内部结构、工作原理、适用场合等有一个更加深刻的理解和认识，具备正确处理实验数据的能力，并能自行组装液压基本回路，为今后在工程实际中设计性能优良的液压传动系统打下坚实的基础。

本类液压实验可在实验室进行可视、仿真操作及实体回路实验，验证液压元件与回路的性能，直观了解液压元件的内部结构、工作过程、控制原理及液流状态。

通过综合性实验，促使学生进行专业知识与相关知识的整合，将零散的知识转变为相互贯通的系统的知识；同时引导学生将学过的知识转化为自身的能力与素质，学习运用所学理论解决实际问题的方法与途径。

3.3 创造性思维能力的培养——系统设计

本实践教学环节要求学生根据给定的工作要求，通过分析、计算及查阅相关资料，能够合理设计一个较完整的液压回路，绘制出液压原理图，再根据原理图选择合适的液压元件，并进行校验，以实现系统功能。

通过液压系统设计，使学生了解并掌握液压元件的作用、液压系统基本结构及系统工作原理，以此加强培养学生理论联系实际及实际分析问题的能力及实际动手能力，培养学生自主创新能力，有利于学生个性发展，使更多优秀学生脱颖而出。

4.结束语

近年来，在《液压与气压传动》课程的实践教学中，以学生系统掌握常用实验方法为基础，建立与理论教学相辅相承、相对独立的实践教学体系，根据国家教委提倡的素质教育和创新教育思想，注重学生自主学习，自主成才的教育。校内有上千名本科生参与了液压实践教学，取得较好的教学效果。

参考文献：

篇6

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）10-0260-02

引言：构建先进、高效、实用、有趣的教学课堂，始终是一名教师追求的教学最高境界。《液压与气压传动》作为机电一体化专业的一门核心课程，主要介绍液压与气压元件的结构、工作原理、传动的基本回路，其内容繁杂、理论抽象。为了进一步推动职业教育教学改革创新，促进信息技术的广泛应用，笔者对《液压与气压传动》课程中的《液压传动概述》内容进行了信息化教学设计，力求与同行交流学习。具体内容详见下文。

一、课程分析

《液压与气压传动》作为机电一体化专业的一门核心课程，主要介绍液压与气压元件的结构、工作原理、传动的基本回路，其内容繁杂、理论抽象。由于传统的理论教学缺乏直观性，实验教学虽然直观但其动作迅速、元件和油管多而凌乱，不利于学生分析系统的工作原理，而采用信息化教学手段将静态的图形动态化、抽象的理论形象化、复杂的系统简单化，将大大提升课堂的教学效果。

二、教材分析与教学内容

本次课程教学设计内容选自中等职业教育国家规划教材，由马振福主编的《液压与气压传动》，该教材编写是以工程技术能力培养为主线，以工作任务为驱动的模块化教学模式，目标明确，理论浅显易懂，突出了实践应用，满足了不同层次、不同专业教学的需求和就业岗位要求。教学安排为二学时的理论教学，内容为项目一《液压与气压传动认识实训》中的任务一《概况了解液压传动》，作为该课程的开篇，它将帮助学生形成对液压传动的基本认识，更为学生兴趣的引导起到了关键的作用。为了实现教学内容的充实完整，我将任务三中的液压传动系统的组成等知识点融入本次课；为了清晰地展示液压传动原理，穿插了液压千斤顶的工作过程分析，为完成液压系统的分析打下基础。对本次课程的教学目标分解如下：

1.知识与能力。通过学习使学生了解液压传动在生产设备中的应用，掌握液压传动系统的定义、工作原理和结构组成，能理解液压动力元件的特征和执行元件间的能量转换。

2.过程与方法。引导学生对身边的自然现象和人体科学进行观察联想，采用“任务驱动―创设情景―信息搜集―知识初探―案例导入―动手动脑”的教学模式，介绍液压传动系统；通过“猜一猜”、“连连看”等游戏活动形成对液压传动的基本认识，激发学习兴趣。

3.情感态度与价值观。结合日常生活实例使学生感受到液压技术应用就在我们身边，树立“理论源于实践，用于实践”的理念，培养学生乐于观察、善于思考、探索求新、团结协作的精神，养成“不懂的问一问，不明白的查一查”的学习习惯，在学习中体验成功，增强自信。

三、教法与学法

本次课程的教学目的是使学生们对液压传动的结构组成有一个清晰真切的认识，能将液压传动区别于其他的传动方式，并对其应用有一定的了解，因此，将教学重点确定为液压系统的组成、工作原理及各部分的作用，教学难点确定为分析液压传动系统的工作原理。采用动画展示、自主探究、协作学习、学练结合和游戏模拟等方法，引导学生积极参与教学，在学与玩中更好地去掌握专业知识。

机电一体化（高级工）二年级学生们有着较好的基础知识，动手能力也较强，但是他们多缺乏自信心，主动学习的意识不够强烈。在搜集信息环节中，运用自主探究、协作学习法学生共同找出液压传动的特点，在动手动脑环节中，学练结合，巩固知识。在液压实训设备和计算机等硬件设施的配合下，我们应科学地安排教学过程，引导学生积极地参与到教学过程中，体现以学生为中心，利用现代信息技术和信息资源实现教学过程的优化。

四、教学环节设计

1.情境设置、导入新课。播放图片，介绍液压传动的定义及应用，展示5000吨大楼平移61米的新闻视频，介绍其中的主角――液压千斤顶，引出主题，对照“昨日的愚公移山，今天的大楼平移”使学生形成对液压传动的深刻印象，同时引出本节课的工作任务――进行液压千斤顶的原理图的连接。为了达到更好的教学效果，我们应该选用震撼人心的事例、采用直观展示的方法创设情境导入问题，从而制造悬念以激发学生的兴趣和求知欲，达到教学目的。

2.搜集信息、知识初探。课前将学生们按照异质结合的原则分组，然后按小组进行相关信息的检索，参考“液压、传动、系统、应用”等关键词。完成下面问题：（1）液压传动系统由哪些元件组成？（2）液压传动系统有哪些应用？通过小组协作的学习方式，使学生们对液压传动形成基本的认识，从不同角度、不同层面增加信息来源，正确运用网络，从而促进信息化技术水平的提高，增加学生自主学习的途径。

3.典型案例、建构新知。引出典型案例――液压千斤顶，教师通过对千斤顶的工作动画展示、分析，讲解其中的工作原理，结合学生搜集的信息总结液压系统的基本组成、元件的特征及其作用，引导学生们注意各机构间的能量转换。我们应该运用动画演示、分析讲解等教学教法，突出教学重点，吸引学生积极参与，接纳、理解、消化、吸收知识点。

4.层层深入，由易到难。为了对新知识进行强化，介绍学生认识稍复杂的磨床工作台液压系统及组成元件，并分析各元件所属的类型；接着开始难点分析，让学生观察flas分析其工作台的运动方向，观察阀芯的移动带来的油路的变化，明确控制元件尤其是换向阀的功能。然后比较结构原理图和图形符号图，认识典型元件的图形符号，为下一环节的学习打下基础。通过动画演示、分析讲解等教法，学练结合、层层深入等学法，实现学生自身知识系统的建构。

5.任务驱动、动手动脑。任务一：由同学来表演液压元件，完成“请你猜猜我是谁”的教学游戏，使学生进一步明确各个元件特征和图形符号；任务二：以两人为一组，把老师发给的图形元件符号图连接成液压千斤顶的工作原理图，同学间形成比学赶帮超的氛围。根据液压元件特征编写的顺口溜容易帮助学生理解记忆，采用游戏模拟的形式体现了以学生为主体的教学地位，实现了教与学、知识与能力、接收学习与发现学习的有机结合。任务驱动让学生们积极的动手动脑，促进了课堂教学的有效进行。

6.练习测试、评价反馈。练习测试、评价反馈是我们教学过程的重要组成部分，不容忽视。完成本节课程的课堂练习和自评、互评反馈表，使教师了解学生们对知识点的掌握情况和对课程教学意见等信息的收集，为今后的教学设计提供依据。

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中图分类号：G423.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）01-0275-02

0 引言

在高等职业三年制学制中《液压传动》课程是一门专业基础课，在机械制造与自动控制设施设备、工程机械、冶金、军工、汽车、船舶、石油、航空等中广泛应用。《液压传动》课程设置是为以后的专业课程的学习掌握必要的理论知识和一定的技能。其课程的教学目标是使学生通过《液压传动》基本理论的学习，掌握常用液压元件的工作原理、工作条件和环境，熟悉基本回路的工作原理、组成和应用场所。在《液压传动》课程的教学实践过程中，由于理论教学和实验教学结合的不好，不能使学生有效地掌握相关知识和技能，致使教学目标达成不理想。造成这样的结果有下原因：其一，液压元件和基本回路的工作原理、组成和性能实践性较强，有些教学内容需要一定感性认知和经验，再进行理论教学；而一些教学内容是在掌握理论知识基础上，进行实验教学。这是教学顺序结合点，当前学生的实践经验较少。其二，在教学计划的实施过程中，由于实验室、试验设备、师资等教学资源安排及其他课程安排的冲突，使理论教学和实验教学的时间同步结合点不好，不能有效发挥理论教学和实验教学相辅相成的作用。其三，在当前的专业教学标准与课程标准中，明确了知识与技能的内容和要求、参考学时，理论和实验教学内容结合点要求不细，理论教材和实验教材或手册是分开编写的，使其内容结合点在教学中存在一些偏差。

1 理论和实验教学有效结合点的研究

《液压传动》课程理论性、系统性、逻辑性非常强，其内容又很抽象，学生学习较困难。如何在有限的教学时间内让学生们掌握，是教学中值得探讨的问题。

根据《液压传动》课程的教学实践中遇到理论和实验教学有效结合点问题，以高职三年制学制《液压传动》课程为研究对象，其教学目标是掌握液压传动基本理论，根据所学基础知识，能设计适用的液压传动系统、分析相关的设施与设备的液压系统。并在今后的专业课程学习和工作中具有综合应用这些知识的能力，是以培养实用型专业技术人才为主要目标的。因此，在高职三年制学制《液压传动》课程的设置上应充分考虑学科结构、教学目标和教学目的。

首先从《液压传动》课程学科的基本结构分析教材编写中的理论和实验教学有效结合点，在目前的《液压传动》课程教学中，理论强调较深，理论知识与实践应用脱节，过多注重理论知识的灌输，轻视了理论知识的应用和实践。学生接受到的信息以理论知识为主，缺乏感性认识和实践经验。美国著名的认知教育心理学家布鲁纳认为，把学科的基本结构放在设计课程和编写教材的中心地位，使它成为教学中心，只有学生掌握和理解一门学科的结构，才能把学科看作是一个互相联系的整体。这说明《液压传动》课程教材编写中理论和实验教学有效结合点在学科结构的重要性。其次从教学目标与教学目的的相互关系分析教材编写中理论和实验教学有效结合点，明确教学目标，从而制定教学目的，提出专业教学标准与课程标准中，明确了知识与技能的内容和要求、参考学时，教学目的是对教师要教什么的说明，着眼于教师的教；是以教师为主体进行描述的。教学目标则着眼学生学习的结果，是以学生为主体进行描述；是对学生学习结果的一种须达到规定的要求。发挥教学目的积极作用的前提条件是教学目的制定的合理性。教学目的要在教学计划中恰当定位，与教学客体、教学内容、教学方法等协调一致，这就说明理论教学和实验教学在教与学的过程是不可分离的，在《液压传动》课程教材编写中规定不同教学阶段理论教学和实验教学结合点，对于达成教学目标完成教学目的的重要意义。

以高职三年制学制机械工程系的相同专业的2个为研究组，进行对照，使用同样的专业教学标准与课程标准、相同的教材，项目进行过程中研究组与对照组并不预先知道。

1.1 以专业教学标准与课程标准为依据，整合教材与实验手册 为了减小理论教学教材和实验教学教材或手册分开编写造成内容偏差，按照《液压传动》课程教学标准与课程标准的要求的知识与技能的内容和要求、规定学时数，以专业选定的液压课程教材为主，结合现有的实验资源和条件，修订和调整实验教材或手册，使之与《液压传动》课程教材在内容上和要求一致，并以模块化配套。

1.2 依据专业要求提出结合点 不同的专业教学标准与课程标准不同，根据其要求，首先确定每一章节理论教学和实验教学先后顺序，其次确定理论教学和实验教学内容的同步点。确定了这样的结合点后，在教学过程中，使实验教学贯穿整个理论教学过程，二者交叉融合，相互配合，形成了理论和实验教学有机结合的教学过程。

1.3 调整课程教学标准 在不改变研究组班级的教学目标和目的、不改变学时数的条件下，将《液压传动》课程教材和修订后实验教材或手册模拟成一套教材，为使学生能够掌握液压课程教学标准与课程标准的要求的基本技术和技能，确保有足够时间，适当调整实验教学的学时数，增加的学时数控制在5%以内。在安排教学计划是将理论教学、实验教学与课程设计的各个环节统一考虑，精心安排时间、教室、实验室、试验设备、师资等教学资源，以满足理论和实验教学有效结合点的要求。以此避免了以往教学过程中教学计划和实验计划分开安排，先进行理论教学，在每一章节末或定期安排实验教学，使理论和实验教学结合不好的情况。

2 理论和实验教学结合实施，对教学效果考核与分析

2.1 教学内容模块化 在课程教学标准调整实施过程中，其教学标准、教学计划按模块进行制订，将原有的理论教学教材与实验教学用的教材容为一体，按课程内容模块化划分，教学课时按各个教学模块重新分配，先理论教学后实验教学配合。通过实例分析，把相关的知识点有效联系起来。

2.2 实验内容同步化 教学模块划分中，实验与实习内容模块包括有液压元件结构认识、主要液压元件性能的掌握、液压系统的组成、液压系统的测试与故障诊断的实验与实习内容。将实习与实践内容同步进行，能及时解决学生在学习中遇到的困惑和疑问，加深学生对所学知识的理解，同时提高了学生学习的积极性和主动性。通过对液压系统调试、性能分析、故障诊断实验的开展，有助于培养学生的创新意识并提高学生的创新能力。

实验与实践分有认知型实验和综合动手操作型实验实验。两种方式实验的结合，学生通过对液压元件拆装过程，掌握了结构、认知验证了性能；通过对系统的设计与组合，提高了分析性能的综合能力。

3 结束语

通过本项目的研究，明确高职三年学制《液压传动》课程教材编写中理论和实验教学有效结合点，确定理论和实验教学合理的学时比例，提出《液压传动》课程教材编写教学标准与课程标准或大纲模式，在教学过程中，使实验教学贯穿整个理论教学过程，二者交叉融合，相互配合，形成了理论和实验教学有机结合的教学过程。在现有的教学资源下，培养学生专业技术应用能力，适应社会对生源需求的要求。

参考文献：

[1]《教育理论与教学研究》ISSN/CN标准刊号[CN：65-1805/Z]，[ISSN：1618-2616].

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2多种教学方法结合

机械基础课程实践性强，传统的理论教学采用“填鸭式”的教学方法，教学过程中教师和学生之间缺乏互动，学生被动接受知识，学生感到枯燥乏味，不利于学生的学习。采用多种教学方法，激发学生学习积极性，变被动学习为主动学习。对于工程力学基础、工程材料基础知识、基本概念等采用讲授式教学法。教学过程中教师要注意和学生的良好互动，避免注入式教学。机械设计中的常用机构、机械传动、轴系难度大和实际联系密切，采用讨论式教学。理论知识讲解前，选择和生产实际常见的议题，在学生充分讨论后，教师再讲解，调动学生学习的积极性，避免了“教师教、学生被动学”的单一教学模式，达到事半功倍的效果。采用典型案例教学法，如以齿轮轴为典型案例，通过材料的选择、结构设计、强度校核、公差与配合的选择、机械加工工艺制定等环节，可以把工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计、机械加工的相关知识联系在一起，架起了课程的桥梁，知识结构相互衔接，课程体系更加完善。

3采用多种教学手段提高教学效率

机械基础课程的研究内容比较抽象，相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程设计而产生厌学情绪[4]。课程学时少，内容多，采用现代教育技术方法，通过运用多种媒体，提高课堂效率，有效提高教学效果。讲解平面连杆机构、机械传动、金属切削机床、轮系、液压系统原理时，由于学生没有实际生产经历，缺乏相应的想象能力，采用动画技术，生动形象，让零部件运动起来，使抽象理论直观化；讲解连接、轴系、切削加工方法、液压元件时，采用实物、幻灯片、图片展示教学内容，生动形象，增加学生感性认识，拉近书本知识和生产实际的距离，加深学生对理论知识的理解，更好地突出教学重点和难点。

4增加综合设计实验教学内容

课程的实验课时为4学时，传统的实验为认知实验，实验设备是机械基础陈列柜和模型，以演示讲解为主，时间多集中安排在课程中期。改革后，开放实验室，学生自主实验，不占实验课时，时间安排每个模块的理论课讲授之前，学生递交实验报告。通过认知实验使学生建立机械零配件的结构、机械加工、液压传动系统的感性认识，对机械基础知识有一个初步了解。增加综合设计实验内容[5]。①轴系结构设计实验。轴系结构是回转机械的重要组成部分，轴系结构的性能决定机械的性能和寿命。轴系结构设计实践性强，涉及内容多，灵活性大，是课程的重点和难点。通过拆卸、结构分析、装配、调整、结构设计的全过程，学生掌握轴系设计的步骤和方法，培养学生的创新能力和工程实践能力。②机械传动方案的创新组合设计、分析实验。传动方案的设计是创新设计的主要内容，学生根据教师的要求，选择传动类型、自行设计传动方案，根据设计方案自行组装，以培养学生的综合设计能力和动手能力。通过开设综合设计实验，在创新实验的环节中，学生通过方案构思和改进、实验操作和观察，达到培养创新意识、创新设计能力[6]。

5增加具有食品工程教育特色的实践教学环节

增加工程训练，训练时间安排在理论课开课后第6周。工程的本质是一种社会实践，在科学的基础上增加工程训练的内容。学生知识面窄、面向工程实际不足，没有足够的工程训练，现代工程设计思想、方法和综合应用多方面的知识解决工程实际问题的能力不足。工程训练中，学生学习金属加工工艺知识，自己动手操作各种设备，使用多种量器具，增强动手能力，激发创新欲望，培养创新能力。增加课程设计，时间安排在理论课结束后进行。课程设计是实践教学的重要环节，培养学生运用所学的知识分析和解决问题及独立思考的能力。课程设计时间1周，工作量大、时间紧。采用接近工程实际的题目：一级减速器设计或小型食品加工机械等。每个学生的任务书各不相同，设计方案和设计思路完全由学生组织设计，充分发挥以学生为主的教学理念。学生基本具备机械传动系统的设计计算、材料的选择、会查阅资料，能够正确使用国家标准，绘制工程图的能力。通过课程设计巩固所学知识，掌握机械方面的设计方法和步骤，培养学生工程意识、分析问题和解决问题的综合能力。

6考核方式

改革课程考核方式，实行教学全过程多次考核和考查，提高平时成绩在总成绩中的比例[7]。理论考核采用闭卷考试，成绩占课程成绩的70%；实验考核成绩占课程成绩的30%。细化实验考核内容，从实验准备、实验过程、实验效果、实验报告多方面考核，注重实验过程和创新能力的考核；工程训练、课程设计单独考核。

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关键词:高职院校;液压与气动传动;模具专业;课程教学改革;工作任务驱动

Key words: vocational institutions;hydraulic and pneumatic drive;mold professional;course teaching reform;work task

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0195-01

0引言

《液压与气压传动》是我校模具专业主要的专业基础课。通过本课程的学习,使学生掌握液压与气压传动的基础知识,掌握各种液压与气压元件的工作原理、特点与应用;熟悉各类液压与气动基本回路的功用、组成和应用场合;了解一些典型液压与气压传动系统在模具设备中的应用;初步具备在模具生产实际中运用液压与气压传动技术的能力。

但目前我国使用的绝大多数中、高职液压与气动技术教材,虽然在大学本科教材的基础上进行了一定的简化,但仍延续着传统教材讲求“大而全”、重理论分析、轻应用技能的特点,未脱离以理论系统性为目标的学科课程体系。这种教材既不利于学生兴趣的培养,也无法满足模具专业的实践系统性为目标的技术学科课程教学的要求。这就需要我们对课程的教学进行创新和改革,使其适应模具专业的发展。

1根据模具工作实际.调整教学内容

《液压与气压传动》课程分两个部分:液压传动与气压传动。《液压与气压传动》教材偏重于液压传动部分,这部分的知识基本上占据全书内容的80%左右,而气压部分的知识内容仅占据很少一部分。很多讲授《液压与气压传动》的老师往往把气压部分一带而过,甚至不讲。

而大多数模具学生毕业后就在一些公司的模具自动化加工设备上工作,大多数模具设备(如注塑机、冲压机等)上又是以气压传动为主,因而讲授气压传动部分的知识是十分必要的。

与此相反的是,现在的老师往往讲的较多的是液压系统的设计与计算,讲的深入且详细,甚至要求学生掌握复杂的大型液压系统设备的油路图。这样不但学生的学习负担的加重,减低学生的学习兴趣,且与学生的以后工作关系不大。故重点讲解模具设备的气动系统的气路图对学生以后的工作有很大的帮助,而且对学生维修模具设备的技术打下坚实的基础。

2采取工作任务驱动法进行教学改革

2.1 工作任务驱动法概述

所谓工作任务驱动的过程是“在生产中为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作过程”。基于工作过程的课程方案的出发点和落脚点及实施的依据都是工作过程。要对现实的工作任务进行归纳.对其具体的工作过程进行分析,以获得应具备的职业能力,并以职业能力为基础设计课程方案。工作过程导向的课程并非不要知识,而是按工作过程对知识进行重新排序。

针对学生以后就业的模具岗位进行企业调研确定典型工作任务。了解其工作过程、工具、工作方法,确定所需要的相关的专业技能和知识是基于工作过程课程方案开发的基础。通过到企业调研,与企业技术人员交谈,对岗位进行分析,得到社会、企业对岗位的需求情况及对职业能力的主要要求,这是课程改革是否成功的关键。

在得到典型工作任务后,需要根据复杂程度整合典型工作任务形成专业技能,然后根据认知及职业成长规律递进重构专业技能,将其转化为专业知识(课程)。

最后制定课程标准。在这个阶段,需要分解相关知识为主题单元,设计学习情境,最后得到学习任务。

2.2 工作任务驱动法具体教学过程

模具专业学生的一个就业方向是模具数控加工设备的维修工,通过调研和查阅资料,了解数控机床装调维修工(三级)对液压气动的要求。

通过对职业岗位的分析,确定该课程的目标:常用液压气动元件的选用;设计分析典型液压气动回路:液压气动系统维护保养;液压气动系统故障分析和排除。

《液压与气动传动》课程依据岗位真实工作任务整合形成学习情境课程结构,由简至难设计学习性工作任务。学习情景中的工作任务是循序渐进地推进,将知识点嵌入工作任务中进行。完成由简单到复杂的工作任务,在这个过程中逐步形成其职业能力。

由课程目标相关技能相关知识课程情景学习任务。

通过几年的教学实践,深切感受到采用的教学新模式,在教学过程中充满了知识的连贯性和趣味性,能更好地培养学生敏锐的感受力、丰富的想象力和独特的创造力,使学生具备更强的实践动手能力,教学效果良好。

3结束语

“教学有法,但无定法,贵在得法”。现代职业学校专业课程改革过程中,依据职业岗位需要选择和设计工作任务进行教学,是当前职业教育发展的重要趋势。它能有效解决职业教育的职业性、针对性和应用性问题。我相信我们只要能针对学校和学生的实际情况以及社会需要,从培养学生兴趣人手,帮助他们找到学习的快乐,激发他们求知和创新探索的欲望,就能取得更好的教学成果。《气动与液压》课程教学和其他所有专业课程的教学一样,不应只是以完成教学大纲的要求为目的,更重要的是让学生学会主动寻找知识,让学生自己掌握打开知识大门的钥匙,真正成为知识的主人。

参考文献:

[1]左健民.液压与气压传动[M].北京:机械工业出版社,1999.

[2]郭向阳.液压与气压传动[M].合肥:合肥工业大学出版社,2007.

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Reform and practice of hydraulic and pneumatic transmission course system

Li Xiao, Xiao Tibing, Yang Xuerong, Wu Xiaohong, Huang Zhijian, Cheng Siyuan, Guo Zhongning

Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China

Abstract: The hydraulic and pneumatic transmission course system consisting of theory teaching, comprehensive design experiment and mechatronic-hydraulic comprehensive design project was established in this study, in order to satisfy the requirement of cultivating applied personnel. The students’ initiative, creativity and the capability of analyzing and solving problem were improved by optimizing theory teaching content, giving comprehensive design experiment and project courses, and building multimedia teaching material, experiment equipment, and teaching website.

Key words: hydraulic and pneumatic transmission; course system; reform

液压与气压传动技术是20世纪40年展起来的一门新兴技术，它的出现极大地促进了工业自动化的高速发展，已广泛应用于机械制造、工程机械、冶金、石油化工、建筑、船舶、汽车等领域。液压与气压传动课程已成为工科院校机械类专业重要的专业基础课或专业课[1-3]。

多年来，液压与气压传动形成了较完整的“理论教学＋验证实验＋课程设计”课程体系。但随着改革的深入，它已经不能适应21世纪科技进步和社会发展对创新型、应用型人才的需求，存在的主要问题是：理论教学内容偏多，实验属验证性实验，课程设计缺乏实践性环节，学生学习缺乏主动性和创造性。因此，我们对液压与气压传动课程体系进行了改革，提出应构建“理论教学＋设计综合实验＋机电液综合设计项目”的课程体系，以加强实践性、设计性和综合性教学环节，提高学生的创新能力及分析和解决问题的能力。

1 课程体系构建

围绕培养创新型、应用型人才培养目标，有必要优化调整理论教学内容，改革实验教学和课程设计模式，构建注重实践教学的课程体系(如图1所示)。

图1 液压与气压传动课程体系

1.1 优化理论教学内容

理论教学是教学的核心，教学内容不仅要有适宜的深度和广度，还应突出知识重点。为此，我们删减了液体静力学、动力学的理论分析及液压元件的结构和静、动态特性分析等内容，增加流体力学基础知识和液压元件的工程应用及反映新技术成果的内容，将液压系统的设计计算和液压辅助元件部分归到课程设计中，以突出液压元件、液压基本回路组成原理和特点的重点理论教学内容。

1.2 开设综合实验设计

实验教学作为教学的重要组成部分，是连接知识与实践、实践与创新的桥梁。为了培养学生的设计、安装、调试等综合技能和创新能力，我们将验证性实验改为设计综合实验，实验内容分为认知性、设计性和综合性3个层次，每个层次都设置若干个实验项目(见表1)。教师可在各层次中选择适当比例的实验项目(未全列)，按照由浅入深的原则组织实验教学内容。学生在进行每项实验时，先按照设计与实验项目要求，拟出实验原理图，然后自己动手安装、调试实验油路、电路和测试仪器，测试并保存实验结果，实验后整理实验数据，分析实验结果，提交实验报告。

表1 设计综合实验项目

1.3 开设机电液综合设计项目

课程设计是学生运用所学理论进行的创新性工程设计实践，但因设计题目单一，设计方案不能验证，学生设计时缺乏主动性和创新性。对此，我们将课程设计改为“机电液综合设计项目”，增加了设计方案验证环节和电气系统设计等实践性、综合设计性内容，让学生能综合运用液压传动及其他先修课程的理论知识，进行一项全面的机电液系统的综合设计实践，从而提高其实践能力和创新设计能力。图2为该项目的实施步骤。

图2 项目实施步骤

2 教学条件建设

按照新的课程体系，传统的理论和实验教材及实验设备已不能适应，因此有必要对其进行改革和重建，为学生主动性学习和创新能力的培养创造条件。

2.1 教材建设

利用纸质教材，让学生在有限的学时内掌握液压与气压传动技术确实有难度，原因是液压气动元件结构复杂，回路组成原理难懂。为此，我们编写了适合本课程教学特点的多媒体教材，并开发了配套的多媒体教学软件[4]。利用平面和立体动画、三维结构爆炸示图等多媒体素材，提高教学效果。如在讲授注塑机液压系统时，采用图3所示的原理图，教师可利用动画演示系统的液流方向及各执行元件的启停、慢速、快速等运动，还可分步演示各回路的动作，或自动播放整机的工作过程，学生很容易就能理解注塑机液压系统的复杂原理及特点。

图3 注塑机动画原理图

2.2 实验台建设

实验教学设备是重要的实践教学平台，其先进性与开放程度对培养学生的实践能力和创新意识有重要的作用。但原有的实验台结构固定、功能单一，只适于做简单的验证性实验。对此，我们建设了具有设计性、综合性特点的实验台。它由液压实验装置、电气装置和各种检测、控制等仪器组成。在该实验台上，学生可以动手组建各种液压回路、PLC控制系统或计算机控制电液比例系统，完成设计性、综合性实验，从而提高实验操作技能、创造力和分析解决工程技术问题的综合能力。

2.3 网络建设

为使学生能够充分利用网络资源，系统地学习液压与气压传动基本理论，提高学生学习主动性和学习效果，我们建立了液压与气压传动教学网站。网站内容包括课件、教案、习题、实验指导书、教学大纲和参考文献等多种素材。网络课件具有平面动画演示、三维结构爆炸示图演示等特点。学生可以在课后，利用网络资源学习液压与气压传动的原理、组成和系统设计方法，从而加深对液压与气压传动技术的理解。

3 结束语

围绕培养创新型、应用型人才目标，对液压与气压传动课程体系进行了改革尝试。实践证明，采用新的课程体系后，理论课师生互动性加强，学生学习兴趣浓厚，实验课学生主动性提高，工程设计能力和创新意识增强，教学质量明显提高。该项成果可为其他院校的课程体系改革提供参考。

参考文献

[1] 姚春东,高殿荣,刘劲军.液压与气压传动教学改革的探索与实践[J].教学研究,2006,29(2):155-156,160.

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中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）19-0123-02

一、引言

贵州大学机械工程学院机电传动与控制实验室拥有一套综合实验设备，包括液压实验台、气动实验台以及相关配套的仪器、电子元件和仿真软件。基于此实验台可以完成机电传动与控制专业的本科生相关课程的实验教学、课程设计和毕业设计等实验与实践教学环节。实验和实践内容涉及许多基础理论知识和专业知识，课程包括电工与电子技术、液压传动、气压传动、机电一体化原理与控制、液压传动系统、液压控制系统、传感器原理及应用、机电传动与控制、PLC原理及应用以及计算机相关语言及操作系统等。机电传动与控制专业的学生可利用该实验成毕业设计：设计液压控制系统或气压控制系统;设计电气控制回路并编制控制程序;设计控制系统动作仿真;动手搭建实际控制系统等，在此过程中，借助计算机辅助设计的功能，利用FluidSIM、AutoCAD、SolidWorks等软件完成控制程序编制、回路动作仿真以及系统图、装配图和非标零件图的绘制等设计内容。

二、毕业设计指导实例分析

以毕业设计题目“液压自动顺序控制系统的设计”为例，叙述如何对毕业设计进行创新性指导。

1.明确设计对象。液压顺序控制回路是实现多个执行元件依次动作的液压控制回路，是液压回路中较为典型的一种控制回路，是液压系统的一个重要的应用领域。液压顺序控制回路在工业生产中应用相当广泛，如在自动化生产线中的分拣装置、传送装置、提升装置、进给装置、加工装置和装配装置中均可采用不同形式的液压顺序控制;在薄板压力机、拉床、注塑成型机、自动机床刀架等机械中也采用各种形式的液压顺序控制系统。

液压自动顺序控制是在顺序控制液压回路的基础上，采用液压元件、电器控制元件及PLC控制器等实现系统的自动控制。按执行元件液压缸的数量不同，液压自动顺序控制分为双缸控制、三缸控制及多缸控制。按采用控制元件的不同分为液压元件控制、电器元件控制、PLC控制及计算机控制等形式。按控制方法不同，分为压力控制、行程控制和时间控制。在压力控制顺序动作回路中，可分为用负载压力自动控制液压缸顺序动作的回路、用顺序阀的顺序动作回路及用压力继电器的顺序动作回路等，用压力控制的顺序回路，由于管路中的压力冲击，会使后一行程的液压缸产生先动现象，特别是对多缸的顺序动作，有时无法安排各个压力顺序的调定压力，所以对顺序要求严格或多缸的液压系统，用压力控制方式效果不理想，一般宜采用行程控制方式。在行程控制顺序动作回路中，可分为用行程阀的顺序动作回路、用行程开关的顺序动作回路、用顺序缸的顺序动作回路及用位置传感器检测实现的顺序动作回路等，采用顺序缸控制的顺序回路，一旦设计完成，其动作顺序和行程位置均无法改变。在时间控制顺序动作回路中，可分为用延时阀的顺序动作的回路、用时间继电器实现的顺序动作回路及PLC编程实现时间延时的顺序动作回路等，用延时阀实现的顺序动作回路，调节不准，一般用得较少。在液压自动顺序控制系统中，双液压缸顺序控制是最为典型的顺序控制，在双液压缸作用下可以实现多个位置控制，每个液压缸可以有一个位置量，也可以有多个位置量。本毕业设计题目要求设计双液压缸液压顺序控制回路，控制方式为行程控制和时间控制相结合的方式，设计两个位置量的情况，用位置传感器进行位置信号的采集，并进行继电器控制回路的设计和PLC控制回路的设计。设计出的顺序动作回路，不仅可以实现自动控制，而且在液压系统不变的情况下，只需修改设计的控制程序，可以对控制的行程、控制时间进行调整和修改。

2.明确顺序动作要求。对双液压缸顺序控制，回路有以下三种方式。

（1）A缸推出A缸停留B缸推出B缸停留A缸返回A缸停留B缸返回B缸停留

（2）A缸推出A缸停留B缸推出B缸停留B缸返回B缸停留A缸返回A缸停留

（3）B缸停留A缸推出A缸停留A缸返回A缸停留B缸推出B缸停留B缸返回

3.明确控制方式和要求。采用行程和时间控制相结合的自动控制方式，分别设计继电器控制系统和PLC控制系统。

三、设计过程

1.液压控制回路的设计。首先，要求学生自行设计液压双缸自动顺序控制的液压控制回路，包括选择所有的液压元件和电器元件。让学生根据毕业设计任务书的要求，认真做好液压系统回路的计算，根据计算的结果，选择元器件。最后完成完整的顺序动作液压系统回路图的绘制，液压回路方案不是唯一的。

2.继电器控制回路设计及元器件的选择。根据任务书的控制要求、控制形式和控制方式，设计出电气回路的程序控制。在设计过程中，让学生学习实验台配套的液压仿真软件FluidSIM，并会利用该软件进行控制回路和电气控制系统的设计。基于FluidSIM界面，根据气动回路和控制要求，绘制出液压控制回路和电气控制回路。设计控制回路时，该软件还可以检查回路图结构的正确性。由于该软件中的元件参数的调节范围与工业生产实际设备完全一致，所以可对设计的回路进行准确的系统模拟，同时可不断对电气回路进行优化，使电气回路最简单、最合理地实现控制要求，达到最佳控制。在这个过程中，涉及到基础理论和专业知识，包括液压传动与控制、电气技术、机电传动与控制以及计算机仿真等，通过不断反复修改和设计，使学生把所学的知识联系在一起，每个同学的设计方案、程序及其结果均可以不同。

3.继电器控制实验回路的搭建。在液压仿真软件FluidSIM中完成液压回路和电气回路后，就可在Festo实验台上进行液压回路和继电器电气控制回路的搭建。这个过程使学生认识具体的液压元件、电气控制元件等，并选择所需的部件，完成毕业设计的实际接线工作和动作的检验，学生在实践中完善自己的知识结构。这个过程较复杂，可以根据以下两个步骤完成控制回路的搭建。（1）认识实验台和实验设备的工作原理和使用，认识实验台液压元件、电气元件的使用规则。如红线用于+24V，蓝线用于接地线，而黑线用于控制信号线。当学生充分地认识这些规则后，在后面进行复杂的电气回路接线时，就能方便地检查可能出现的故障。（2）让学生由简单到复杂地完成毕业设计的电气实验回路的搭建，由单缸到双缸或多缸，由半自动控制到全自动控制、由液压控制到液压电气控制等，让学生逐步完成电气控制回路的设计。

4.PLC控制回路的设计及元器件的选择。（1）PLC控制回路的设计。学生完成液压回路和电气回路设计，并按控制要求实现PLC的控制。实验室有西门子公司的S7-300型号的PLC，首先让学生基于可编程控制原理及应用课程中所学到的知识，学习S7-300PLC的编程环境、编程语言，了解PLC控制的特点，并学会将其下载到PLC中进行运行。在学习过程中，让学生了解PLC与继电器控制的不同，并将两者作一个对比，细心体会它们的优缺点，更有利于学生对这两个知识点的掌握。根据设计的功能和考虑问题的全面与否，每个同学可设计出不同的PLC控制的LAD图，最终实现设计任务书的要求。（2）PLC元器件的选择。实验时的PLC控制电气元件以及传感器等是实验室提供的，在实际生产中，可以根据实际生产情况通过网络、联系生产厂家、设计手册等途经进行控制电气元件和传感器的选择，在选择具体元气件时，注意其功能、型号、应用范围以及成本等方面的要求。

5.PLC控制实验回路的搭建。PLC控制实验回路的搭建与继电器控制回路的搭建有共同相似的部分，区分它们的不同点，主要注意PLC控制的地址分配应与设计的程序相对应，位置传感器采集信号转换为电信号后输入电气控制元件的接线部分不要错。

四、计算机辅助设计功能的利用

在上述设计过程中的许多方面，都需要借助计算机才能完成。如控制程序的编制、动作的仿真、系统图的绘制等。同时毕业设计的最后一项，需要学生完成非标件的设计，非标件包括液压缸、溢流阀、换向阀、节流阀、油箱等，考虑设计的工作量，每个学生可任意分配一个非标液压元件进行设计，设计内容包括结构设计和计算，绘制装配图和对应的所有零件图，在这方面，训练学生利用AutoCAD、SolidWorks等软件进行辅助设计，充分锻炼学生应用计算机进行绘图、计算的能力。

五、结论

通过上面的几个步骤，学生就可以掌握利用先进实验设备和计算机辅助设计功能，完成相应的毕业设计任务。学生通过四年的系统学习，在掌握本专业的基础知识和专业知识的基础上，利用实验设备和相关软件为学生提供的综合实验和设计场所，通过综合性的毕业设计实践环节的教学，把所学的各门基础理论知识和专业知识结合起来，建立起综合性知识结构，使学生对所学的知识达到灵活掌握和融会贯通。同时，通过实际实验控制回路的设计、计算、仿真、搭建，不仅锻炼了学生的实际动手能力，而且还培养了学生的创新能力，使学生能够把实际学到的知识得心应手地进行综合运用，培养学生成为高素质应用型人才。

参考文献：

[1]吴振顺.气压传动与控制[M].哈尔滨工业大学出版社，2010.

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1 《机械基础》课程的教学目标

《机械基础》是本专业的主干课程。本课程前面开设了机械制图、金属工艺学、极限配合与技术测量、工程力学等课程，学生在学习本课程之前，具有一定的机械制造的感性认识和实践技能。本课程讲叙中，应当联系机械制图、金属工艺学、极限配合与技术测量、工程力学等课程的的有关内容，进一步掌握、提高这些课程理论与技能。通过《机械基础》课程学习，学生掌握机械的原理、机械零件的分类、结构、用途、几何尺寸计算、材料选择、强度条件的理论知识，学会根据机械设备对零件的具体技术要求，能完成各类机械零件的合理选择。学生基本掌握正确分析、使用和维护机械零件的基本知识、基本理论、基本技能，初步具备运用机械零件设计手册、技术规范、技术标准，正确选择机械零件的能力。为学习及参与技术改造打好必要的基础。本课程的教学还应为今后学生继续学习“金属切削机床”、“机械制造工艺学”、“切削原理与刀具”、“机床夹具设计”等专业课打下知识的基础。职业中专《机械基础》课程的教学达到三个目标：

1.1知识目标

（1）掌握一般机械中标准件、常用件、传动件、常用机构的结构、工作原理、受力分析、材料的选用、安全系数的选择。（2）具有对机械零件和机构的图样表达方法的识别，使用国家标准和技术规范选择机械零件的能力。3、能运用所学知识和技能，把简单零件组装成机械装备的能力。

1.2职业技能目标

（1）掌握《机械基础》课程学习的方法，培养善于观察机械、发现、解决实际问题的能力。（2）培养学生严肃认真、一丝不苟的工作作风。

1.3素质目标

（1）通过了解机械的变化进步，增强学生的竞争意识，增强学生的审美情趣。（2）在以实际操作为主的项目教学过程中，锻炼学生的动手能力和团队合作精神。

2 职业中专《机械基础》课程的项目教学法初探

2.1《机械基础》课程选择项目的指导原则

（1）《机械基础》课程选择的项目涵盖课程讲述的各种机械零件的内容，有利于学生在使用机械零件的过程中加深认识。（2）项目应围绕机械中用到的机械零件的知识，贯彻少而精的原则，讲深、讲透，让学生真正学到手。（3）项目选择要难度适中，项目中所用机械零件、部件都应标准化，通用化、系列化，减少学生安装机构时的麻烦。

2.2《机械基础》课程共选七个教学项目

（1）认识机械教学项目。

讲授内容：绪论，认识机器、机构、构件、零件、运动付。

实践内容：到机械零件与机械传动展示柜现场参观。讨论，对照实物回答问题。

（2）圆柱齿轮减速器教学项目。

讲授内容：①齿轮传动的类型及特点，渐开线形成，齿轮参数，失效形式任务。②蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸任务。③键、销用途，分类，标准和尺寸项目。④轴用途，分类，尺寸，强度计算项目。⑤轴承用途，分类，代号，尺寸，标准，强度计算项目。⑥联轴器、离合器、制动器用途，分类，标准，强度计算项目。⑦轮系应用及分类，传动比计算项目。

实践内容：应用齿轮、轴、键、销、轴承、轴承盖、油封、齿箱体、齿箱盖、窥油窗、油标、油堵等采用能包括课程大部分内容的部件，如减速器或简单机械传动装置，安装一台单级国柱齿轮减速器。通过安装学会选择减速器的结构方案，计算功率选择电动机；确定总传动比和分配各级传动比；计算各轴的转速、转矩和功率；进行箱体及附件的结构设计，应包括窥视窗、油标、排油孔及其螺塞、起吊装置等。

（3）皮带运输机项目。

讲授内容：①带传动类型，特点及应用项目。②链传动类型，特点及应用项目。

实践内容：根据给的三角皮带轮、三角皮带、平皮带、链轮、链条、轴、托轮、轴承、键、销、传送带架，安装一台皮带运输机

（4）螺旋千斤顶项目。

讲授内容：螺纹、螺旋种类，几何参数，标准代号，标注方法项目。

实践内容：根据给的丝杠、螺钉、轴、键、销、顶快头、千斤顶座，扳杠，安装一台螺旋千斤顶。

（5）缝纫机踏板机构项目。

讲授内容：平面机构运动简图，自由度，组成，形式判断项目。

实践内容：根据给的缝纫机机架、踏板、曲柄、摇杆、装配缝纫机踏板机构

（6）汽车发电机气门推杆机构。

讲授内容：凸轮机构类型，应用，从动件运动规律项目。

实践内容：根据给的四缸汽车发电机缸体，气门推杆，弹簧、桃形轴，齿轮、轴承，安装四缸汽车发电机气门推杆控制机构。

（7）教学项目液压传动系统的组装项目

讲授内容：液压传动系统原理，组成。元件，回路项目。

实践内容：根据给的液压传动系统的节流阀，液压传动系统的换向阀，溢流阀，双出杆油缸，油箱，油管，滤清器、单向定量泵，压力表，组装一套液压传动系统。

2.3用项目教学引领《机械基础》课程的教学