基于企業(yè)應(yīng)用的應(yīng)用型本科“液壓與氣壓傳動(dòng)” 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)研究

　　摘 要: 根據(jù)培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才對(duì)“液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革要求，重點(diǎn)探討結(jié)合企業(yè)應(yīng)用實(shí)際案例開(kāi)發(fā)建設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容的設(shè)計(jì)思想、方法及其實(shí)現(xiàn)。在分析企業(yè)液壓設(shè)備的典型工作循環(huán)及其控制基礎(chǔ)上，確定綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。對(duì)企業(yè)氣動(dòng)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)選、綜合、提煉后，建設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)“氣動(dòng)設(shè)計(jì)回路”的選題、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和技術(shù)應(yīng)用能力。

　　關(guān)鍵詞: 應(yīng)用型本科; 液壓與氣壓傳動(dòng); 企業(yè)應(yīng)用; 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目; 綜合性; 設(shè)計(jì)性應(yīng)用型本科教育以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才為宗旨，實(shí)現(xiàn)與老本科院校的錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)。[1]實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)特別是實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)拉近了與企業(yè)應(yīng)用實(shí)際的距離，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力起著至關(guān)重要的作用。但隨著專業(yè)開(kāi)設(shè)課程門數(shù)的增多，本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)數(shù)減少，如何開(kāi)發(fā)精而效果好的實(shí)驗(yàn)顯得更為重要。因此，液壓與氣壓傳動(dòng)課程作為機(jī)械類的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)平臺(tái)課，需要建設(shè)合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從工程應(yīng)用實(shí)際中綜合、抽象出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容，以滿足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求。

　　1 應(yīng)用型本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

　　應(yīng)用型本科教育著重培養(yǎng)具有較強(qiáng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、實(shí)踐技能和應(yīng)用能力的技術(shù)本科人才，

　　[1]對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革要求有著強(qiáng)烈的需求。目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著項(xiàng)目單一，缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

　　[2]實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程實(shí)際應(yīng)用結(jié)合不緊密。因此，需要從以能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念出發(fā)，與企業(yè)應(yīng)用相對(duì)接，構(gòu)建綜合性、設(shè)計(jì)性、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立起基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性三個(gè)層次遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)教學(xué)模式，以滿足對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。 (1)以企業(yè)應(yīng)用為背景，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密貼合企業(yè)工程應(yīng)用實(shí)際，并經(jīng)過(guò)綜合、歸納、優(yōu)化，最終得到具有一定典型意義的多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題，體現(xiàn)從“理論驗(yàn)證性”向“工程設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變，突出培養(yǎng)實(shí)踐能力、技術(shù)應(yīng)用能力。 (2)改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容孤立、分散、互不聯(lián)系的狀況，實(shí)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合化。開(kāi)設(shè)來(lái)自企業(yè)應(yīng)用的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，建設(shè)基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)層次漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架，使學(xué)生在分析能力和綜合應(yīng)用能力上得到訓(xùn)練，強(qiáng)化創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)。

　　2 液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)

　　2.1 綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)

　　圖 1 液壓缸循環(huán)動(dòng)作控制實(shí)驗(yàn)原理圖

　　液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)涉及流體力學(xué)、液壓元件與系統(tǒng)、測(cè)試技術(shù)、電氣與 PLC 控制等多方面知識(shí)。從企業(yè)應(yīng)用實(shí)際看，典型的液壓執(zhí)行元件的基本工作循環(huán)都可以歸結(jié)為“快進(jìn)—工進(jìn)—快退—停止”，由電磁閥來(lái)控制。因此，經(jīng)過(guò)分析、提煉，綜合得出以“液壓缸循環(huán)動(dòng)作控制實(shí)驗(yàn)”作為綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如圖 1 所示。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)完成活塞缸動(dòng)作循環(huán)液壓系統(tǒng)圖，正確連接液壓與電氣線路，進(jìn)行電氣及 PLC 控制，進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，完成系統(tǒng)的控制和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、及自動(dòng)控制。對(duì)不同工作階段的參數(shù)測(cè)量、回路效率分析，從而達(dá)到綜合性實(shí)驗(yàn)的目的。

　　2.2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)

　　設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)的獨(dú)特點(diǎn)不是關(guān)注的重點(diǎn)，重點(diǎn)是這些設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、基本回路等一些共性、關(guān)鍵性的東西，才是待開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的主要內(nèi)容，因此，關(guān)鍵是如何簡(jiǎn)化、從中抽取出需要的實(shí)驗(yàn)選題及內(nèi)容。

　　(1)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)主要是設(shè)計(jì)出既來(lái)于工程實(shí)際應(yīng)用，又有典型意義的實(shí)驗(yàn)選題，通過(guò)對(duì)企業(yè)應(yīng)用的氣動(dòng)技術(shù)進(jìn)行綜合、優(yōu)選、提煉后，成為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題，可多個(gè)，要求各有側(cè)重，如數(shù)控銑床自動(dòng)換刀系統(tǒng)、生產(chǎn)線自動(dòng)送料裝置氣動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)床夾具氣動(dòng)系統(tǒng)等。

　　(2)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括氣動(dòng)基本回路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，氣動(dòng)元件選擇，測(cè)試儀表選用，系統(tǒng)組裝，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)調(diào)試，功能演示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等。

　　2.3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目案例

　　以數(shù)控銑床自動(dòng)換刀氣動(dòng)系統(tǒng)為例，如圖 2 所示。當(dāng)?shù)稁?kù)到達(dá)規(guī)定位置 AB 時(shí)，如果按下啟動(dòng)按鈕，換刀氣缸下行，活塞桿伸出到達(dá)指定位置 CD，推動(dòng)拉桿，拉桿頂出拉爪，拉爪松開(kāi)刀柄，放下舊刀;待刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，將新刀送到位后，換刀氣缸上行，活塞桿收縮，拉桿牽拉拉爪，拉爪抓緊新刀具，回位，完成一個(gè)換刀工作循環(huán)。如果刀庫(kù)未達(dá)到指定位置 AB 時(shí)，即使按下按鈕，換刀氣缸也不動(dòng)作。為了適應(yīng)不同工況，要求工作壓力可調(diào)，氣缸工作速度可調(diào)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括完成該數(shù)控銑床的自動(dòng)換刀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，元件、測(cè)試儀表選擇，系統(tǒng)組裝，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，連接，調(diào)試，進(jìn)行系統(tǒng)功能演示和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等。圖 2 數(shù)控銑床自動(dòng)換刀系統(tǒng)工作原理示意圖

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建設(shè)與企業(yè)應(yīng)用實(shí)際緊密相連的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力及技術(shù)應(yīng)用能力都有重要意義。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]夏建國(guó).技術(shù)本科教育概論.上海: 東方出版中心，2008.

　　[2]袁曉明，王宏宇，劉蘇，等.開(kāi)展“三性”模式教學(xué)培養(yǎng)復(fù)合型人才[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011，vol.9( 1) : 67-69.

　　相關(guān)知識(shí)可參考：液壓與氣動(dòng)期刊中的相關(guān)論文

《基于企業(yè)應(yīng)用的應(yīng)用型本科“液壓與氣壓傳動(dòng)” 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)研究》

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