基于CDIO理念的《液壓設(shè)備故障診斷》課程的教學(xué)論文
一、引言
伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓與氣壓傳動技術(shù)已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，特別是在冶金機械、工程機械、農(nóng)林機械、汽車、船舶、航空航天。試驗設(shè)備以及自動化生產(chǎn)線等各個行業(yè)領(lǐng)域中得到了普遍應(yīng)用和高速發(fā)展。液壓設(shè)備在裝備體系中占有十分重要的位置。液壓設(shè)備一旦發(fā)生故障，輕則導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，重則引起生產(chǎn)中斷，嚴重的甚至造成災(zāi)難性的后果。液壓設(shè)備的故障診斷與預(yù)防是保證其運行可靠、性能良好并充分發(fā)揮效益的重要途徑[1]。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[2]。
二、《液壓設(shè)備故障診斷》課程現(xiàn)狀
《液壓設(shè)備故障診斷》是一門與工程實際相結(jié)合實踐性非常強的專業(yè)技術(shù)課程。具有內(nèi)容知識面廣，信息量大，實踐性和應(yīng)用性強的特點，加上液壓技術(shù)發(fā)展迅速，新技術(shù)層出不窮，而教學(xué)課時非常有限，要達到預(yù)期的教學(xué)效果很有難度；與其他相關(guān)課程之間相互獨立，學(xué)生掌握的只是一些孤立的知識點，而不是對液壓技術(shù)綜合應(yīng)用的掌握；每門課程內(nèi)容多、課時少，如果課堂上處理不好，往往使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)熱情，最終失去學(xué)習(xí)信心；學(xué)生的實踐能力相對較差，較難將理論知識應(yīng)用于工程實際。綜上所述，該課程所要求的教育教學(xué)理念已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，必須在學(xué)生對專業(yè)知識已經(jīng)充分理解基礎(chǔ)上，輔助以大量的實踐工程案例進行詳細分析與講解。基于CDIO理念的教學(xué)改革能有效解決該課程當前的不足，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的應(yīng)用型人才具有重要意義。如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，將工業(yè)現(xiàn)場與課堂教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生在以理論教學(xué)為主的課堂中明確學(xué)習(xí)目的，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，是當前該課程適應(yīng)CDIO工程教育模式迫切需要探討的問題。
三、CDIO理念在液壓設(shè)備故障診斷課程教學(xué)中的實施
1。合理選擇典型案例，問題驅(qū)動項目實施。在液壓設(shè)備故障診斷教學(xué)過程中積極主動地進行教育資源的開發(fā)設(shè)計，并要求學(xué)生參與各種工程案例的分析，通過建立學(xué)生工程分析能力來逐步推進教學(xué)進程。在教學(xué)實踐過程中，要求學(xué)生利用業(yè)余時間分小組完成包括組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)、鋼包滑動水口液壓系統(tǒng)、汽車起重機支腿收放液壓系統(tǒng)、注塑機液壓系統(tǒng)及壓力加工機液壓系統(tǒng)的設(shè)計工作，并利用仿真軟件驗證系統(tǒng)是否能夠正常運行。這五個液壓系統(tǒng)工作環(huán)境，主機的工作性能要求各不相同，學(xué)生在完成液壓系統(tǒng)設(shè)計的過程中需要思考教師針對該液壓系統(tǒng)提出的各種問題，在解決問題的過程中學(xué)生不僅可以回顧液壓與氣壓傳動課程學(xué)過的知識點，如各種傳動介質(zhì)的工作特點，各種液壓元件的原理、結(jié)構(gòu)、性能以及應(yīng)用，各種回路的作用及特點等，還可以分析如果錯選了元件或是介質(zhì)、回路會造成什么不良后果，這樣就做到了溫故而知新。
2。合理處理與其他課程的關(guān)系。在授課過程中推行項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、理實一體的教學(xué)方法，以課堂提問及討論的方式，圍繞五個典型案例，以液壓與氣壓傳動技術(shù)為主線，將其他課程的相關(guān)知識穿叉、滲透到該課程的教學(xué)中。例如介紹液壓元件故障診斷知識的時候穿叉流體力學(xué)、互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)、測試技術(shù)、機械制造工藝學(xué)及設(shè)備安裝等課程的知識點。介紹回路故障診斷的時候，引導(dǎo)學(xué)生回顧液壓與氣壓傳動、液壓元件與系統(tǒng)、液壓伺服與比例控制等課程的相關(guān)知識，使得各門課程之間相互銜接，使學(xué)生感受到課程設(shè)置不是孤立的，基礎(chǔ)理論知識在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中的作用，使學(xué)生真正體會到學(xué)以致用的重要性。將過去的以教師為中心，傳授知識為目的的傳統(tǒng)教育教學(xué)觀念，轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為中心，學(xué)了要會用”的新觀念，引導(dǎo)學(xué)生將被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情得到很大提升。
3。工業(yè)現(xiàn)場與課堂教學(xué)相結(jié)合激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)動力。液壓故障診斷是一門應(yīng)用學(xué)科，學(xué)生對工程現(xiàn)場有著很強的好奇心，“說教式”及“填鴨式”的課堂教學(xué)不能滿足學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)要求。因此在課堂教學(xué)實踐中，借助多媒體技術(shù)，將液壓設(shè)備工作場景搬進課堂，讓學(xué)生在現(xiàn)場實踐中認識該設(shè)備的工作過程及液壓系統(tǒng)故障造成的嚴重后果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及探究故障原因的熱情，再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的內(nèi)容。例如視頻播放汽車起重機支腿液壓系統(tǒng)工作過程，以及液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后造成的事故現(xiàn)場，讓學(xué)生自己產(chǎn)生主動學(xué)習(xí)的內(nèi)動力，然后讓學(xué)生上講臺結(jié)合自己設(shè)計的系統(tǒng)原理圖分析故障可能產(chǎn)生的原因，系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)缺點等。興趣是最好的老師，許多學(xué)生在課后抑制不住對現(xiàn)場的好奇和對液壓傳動技術(shù)及液壓設(shè)備故障診斷相關(guān)知識應(yīng)用的神秘感，積極主動上網(wǎng)查找相關(guān)資料，并且與老師同學(xué)交流學(xué)習(xí)的疑惑，學(xué)習(xí)的主動性明顯提高。
4。關(guān)注工程實踐，加強實踐環(huán)節(jié)。知識和能力來源于實踐，素質(zhì)更需要在實踐中培養(yǎng)，各種教學(xué)實踐環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力尤為重要。我們在實踐教學(xué)中，根據(jù)實驗?zāi)繕撕图夹g(shù)條件設(shè)計不同的故障，鼓勵學(xué)生利用課堂上學(xué)過的各種故障診斷方法進行故障原因的討論探究。在實訓(xùn)環(huán)節(jié)中讓學(xué)生親自動手完成集成塊的設(shè)計制造及整個液壓站的搭接、調(diào)試及故障診斷工作，在這個過程中，學(xué)生不僅對課堂知識進行了復(fù)習(xí)和深化，更加重要的是，他們在實際的操作和實踐過程中建立起了理論聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)態(tài)度和耐心細致、謙虛謹慎、實事求是的工作作風(fēng)。這種素質(zhì)將對學(xué)生未來的職業(yè)生涯起著至關(guān)重要的作用，將幫助他們在激烈的人才競爭、知識競爭中立于不敗之地。
四、結(jié)語
在液壓設(shè)備故障診斷課程教學(xué)改革過程中，關(guān)鍵要選好典型案例。在案例問題的安排上，要有一個由易到難遞進的過程，在知識量不斷積累、提高中，逐步掌握液壓設(shè)備故障診斷的常用方法及技巧。以案例為單元構(gòu)建液壓設(shè)備故障診斷方法的知識結(jié)構(gòu)，符合學(xué)生的認知規(guī)律。教學(xué)過程不再是枯燥無味的說教，而是在提問及思考及操作過程中完成舊知識的回顧、聯(lián)系及新知識的獲取、鞏固，使學(xué)生學(xué)而難忘，增強了繼續(xù)探索問題的信心，激發(fā)了強烈的求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力�？梢院芎玫亟鉀Q學(xué)生課程學(xué)習(xí)過程中僅僅掌握一些孤立的知識點，無法將液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)綜合運用的問題，解決傳統(tǒng)教學(xué)方法與手段造成的學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)熱情，實踐能力相對較差，難以學(xué)以致用的問題�；贑DIO理念的教學(xué)法較好地解決了教與學(xué)的矛盾，是一種值得推廣的教學(xué)方法。
參考文獻：
[1]黃志堅，袁周。液壓設(shè)備故障診斷與監(jiān)測使用技術(shù)[M]。北京：機械工業(yè)出版社，2008。
[2]趙喜敬，張偉杰，荀杰。基于CDIO的液壓傳動與控制課程教學(xué)方法探討[J]。河北工程大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2009，26（4）。
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