機電類專業液壓氣動技術全程實訓體系建設方案

液壓與氣動技術課程，是機電、數控、自動化、汽檢、汽電等很多工科專業開設的一門核心專業基礎課程，在工科課程體系建設中占有極為重要的地位。
該課程強調理實一體化的教學理念，與機械設計制造、機械設備安裝與調試、電工電子技術、電氣控制與PLC應用技術、自動裝配生產線等課程，有著密切的聯系，是實踐性、綜合性很強的課程，也是專業基礎課程中較難掌握、實用性很強的一門課程。
高職高專院校都十分重視液壓與氣動技術課程，但當前液壓與氣動技術課程建設存在許多問題，陳舊落后的知識結構體系明顯不具有高職教育的特色，學非所用，已經遠遠不能適應時代發展的需要。因此重新構建適應當代高等職業教育的《液壓與氣動技術》課程實訓新體系，顯得尤為迫切和重要。
課程全程實訓新體系，即將理論授課方式改革為全程實訓的授課方式。
一、課程教學現狀
1． 當前各高職院校廣泛使用的、年銷售10000 冊以上的主導教材如下:
(1) 《液壓與氣壓傳動》第3 版/左健民主編/普通高等教育十一五規劃教材/機械工業出版社精品教材;
(2) 《液壓與氣動技術》第2 版/張雅琴、姜佩東主編/普通高等教育“十一五”規劃教材/高等教育出版社精品教材;
(3) 《液壓與氣壓傳動》第2 版/張群生主編/普通高等教育十一五規劃教材/高等職業教育機電類規劃教材。
2． 高職院校主導教材的知識結構，決定了該門課程陳舊的教學模式和落后的教學現狀:
(1) 以上三本教材有一個共同的缺陷，即講述內容有一個“知識斷層”: 只介紹液壓氣動元件回路和系統，而不提元件回路和系統怎樣去運行。知識結構是孤立和不完整的，學生學完之后毫無收獲，使得這門課程的學習變得沒有了意義。
(2) 現代電氣控制與PLC 應用技術，是液壓氣動系統運行的基礎知識，是學生完成液壓氣動實驗和實訓項目的*知識，而以上三本書對這些相關實用知識只字未提，這對于日益強調技能教育的現代高職教育來說，顯然是不合適的。
(3) 以上教材只是泛泛的講了液壓氣動元件、回路和系統，沒有相關的實訓項目，不屬于理實一體化教材，與企業實際生產脫節; 并且存在著實訓教學項目不突出、針對性不強等問題。與現代高職教育的培養目標極不適應。
3． 述評: 陳舊落后的現行教材模式，迫切需要有一部適合現代高職教育的新教材，迫切需要構建現代高職教育液壓與氣動技術課程實訓教學新體系。
二、研究目標
1． 實施CDIO 工程教育模式下的課程教學理念，即產品構思( Conceive) 、設計( Design) 、實現( Implement) 與運作( Operate) 。
2． 實施“全程實訓”的教學模式，構建完整的“理實一體化”實訓過程。
3． 將液壓氣動系統與電氣控制技術有機地融為一體。以專業培養目標、工作崗位要求和項目式教學需要為依據，突出以“應用”為主的實訓體系，大限度地體現液壓氣動在生產中的實際應用。為學生構建一個可充分發揮學生潛能和創造力的、有利于學生關鍵能力培養的實踐平臺。
三、研究視角
建立一級課題，一級課題為課程之目標或任務，一級
課題課題組成如下( 部分為模擬課題) :
課題1: 汽車自動化生產線上的工件轉運設備( 氣動、液壓)
課題2: 汽車裝配線上的自動送料裝置( 氣動、液壓)
課題3: 紙箱抬升與推出裝置( 氣動、液壓)
課題4: 標簽粘貼設備( 氣動)
課題5: 圓柱形工件分送裝置( 氣動)
課題6: 磨床工作臺模擬設計( 氣動)
課題7: 汽車自動化裝配線上的零件裝配設備( 液壓)
課題8: 汽車板材沖裁模擬裝備設計( 液壓)
四、研究方法
為了保證課題順利完成，做到有理有據，課題小組首先積極開展理論學習。學習教學理論、查文獻吸收已有的研究成果并結合現有的教學實際情況，明確課題的研究內容和基本方法。
課題組成員以課程標準為依據，明確課程的培養目標，根據目標確定教學知識點和技能，將教材內容劃分為若干個模塊，將課程模塊轉換成為與實踐相對應的項目，確定每個項目的能力目標，終確定實訓系統的結構。
從工業應用的角度出發，綜合性強，打破課程體系和專業設置的限制。涉及的內容多、范圍廣，教師需放下課本，以實訓系統的特點為出發點和落腳點，重新設計教學內容，突破教材的限制、學科的限制。
將全部教學內容，分解為CDIO 工程教育模式下的教學實施方案，即以一級課題為目標，二級課題為引導、三級課題為基礎。學生需要完成一級課題( 模擬產品) 設計，通過答辯后計入課程總成績。
五、課題分解
如圖1:

圖1 實訓課題分解圖
六、研究成果示例———工業自動化生產線上的工件轉運設備
課題描述: 如圖2 和圖3 所示，利用氣缸( 液壓缸) 將傳送裝置從某一方向送來的工件，推送到與其垂直的傳送裝置上做進一步加工。氣缸( 液壓缸) 活塞桿伸出，將工件推出; 隨后活塞桿自動退回到原位。傳送帶S1 用氣動馬達( 或液壓馬達) 驅動，速度可調。
實訓設計提示: 工件被檢測到時，執行元件自動動作;工件到達活塞桿前端，傳送帶S1 停留5 秒; 推出工件后，傳送帶S1 繼續運行; 工件重量較小時，選用氣壓傳動方式; 工件重量較大時，宜選用液壓傳動的方式。
實訓設計任務布置: 產品建模; 液壓( 氣動) 系統設計;控制電路設計與PLC 程序設計;完成課題設計說明書。

圖2 工件轉運氣動設備示意圖參考( 一)

圖3 工件轉運液壓設備示意圖參考( 二)
七、應用價值
1． 本實訓體系的建設，貫徹和落實了CDIO 工程教育模式下的課程教學理念。
在液壓與氣動技術實訓體系建設中，通過項目式教學過程，以小組工作的形式，讓學生完成“產品構思( Conceive ) 、設計( Design ) 、實現( Implement ) 與運作( Operate) ”的整個實訓過程。
2． 本實訓體系的建設，具備了在高職院校工科教學過程中推廣的價值。
本課程實訓體系，借鑒了省內外國家高職示范院校精品課程建設的成功模式，通過對高職院校學生學習特點進行認真分析，以及對學習領域課程教學模式的研究，合理制訂本課程的教學改革方案和實訓體系，具備了在高職院校工科教學過程中推廣的價值。
課程全程實訓的特點: 一是學習資源源于工作實踐，學習內容涉及面向工作中的各種挑戰，不受制于學科課程和專業課程框架; 二是強調團隊中的工作和學習及團隊精神的培養。在實際工作中，許多工作任務的完成有賴于一個團隊的努力，學習者應學會如何使一個團隊能夠率地運作，學習者可以在實際的工作中互相學習、自我反省、互相幫助，突出了學習者的主體地位。
結語
實訓過程中，由于突出學生的主體地位，實施“教做學”一體化，因此在教學過程中，使教學變得生動，使抽象的內容變得具體，加深了學生對理論知識的理解，既鍛煉了動手能力，又充分滿足了學生的好奇心及探究知識的積極性，提高了學生分析問題、解決問題的能力，終使所學知識應用于實際之中，達到“用學一體”的教學目的。