問題式教學(xué)法在液壓系統(tǒng)故障診斷課程中的應(yīng)用

摘 要 本文提出了以問題式教學(xué)方法為指導(dǎo)，以“液壓系統(tǒng)故障診斷”課程為對象，針對典型案例“設(shè)計問題”，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高教學(xué)質(zhì)量。為地方高校實踐教學(xué)改革提供了參考。

關(guān)鍵詞 問題式教學(xué)法 液壓系統(tǒng)故障診斷 典型案例

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A

0 前言

問題式教學(xué)法首先是由美國著名心理學(xué)家、教育學(xué)家杰羅姆·布魯納提出的?，F(xiàn)如今問題式教學(xué)法已經(jīng)成為培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生綜合能力的重要教學(xué)手段，問題式教學(xué)法是通過教師引領(lǐng)、啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題最終解決問題，在這個過程中學(xué)習(xí)理論知識并且訓(xùn)練解決實際問題的能力，該模式的最大特點是符合學(xué)生對事物的認知過程，通過問題式教學(xué)模式訓(xùn)練的學(xué)生，不僅基礎(chǔ)理論功底扎實，而且實踐能力得到了很大提升，處理復(fù)雜問題的能力很強。

1 液壓系統(tǒng)故障診斷課程存在的問題

液壓系統(tǒng)故障診斷是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)流體傳動與控制方向的一門專業(yè)課程，其特點是內(nèi)容多，涉及的知識點廣泛，實踐性非常強，在有限的課時內(nèi)要達到預(yù)期的教學(xué)效果難度較大。如何利用液壓系統(tǒng)故障診斷這門課程將學(xué)生掌握的孤立的知識點有機串聯(lián)起來，相互融合最終將理論知識應(yīng)用于工程實際成為授課的難點。

2 問題式教學(xué)法在液壓系統(tǒng)故障診斷課程中的應(yīng)用

2.1 案例的合理選擇

典型案例的選擇是問題式教學(xué)法有效實施的關(guān)鍵之一，在典型案例確定后針對案例所能涉及到的知識點開發(fā)設(shè)計相關(guān)問題。典型案例包括組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)（自動化生產(chǎn)設(shè)備）、鋼包滑動水口液壓系統(tǒng)（冶金機械設(shè)備）、汽車起重機支腿收放液壓系統(tǒng)（工程機械設(shè)備）、注塑機液壓系統(tǒng)（輕工機械設(shè)備）以及壓力加工機液壓系統(tǒng)（重型機械設(shè)備）等五個案例，為分屬于不同機械行業(yè)的典型液壓設(shè)備。典型案例涉及到的液壓系統(tǒng)其工作環(huán)境、主機的工作性能要求各不相同，可以涵蓋大部分已學(xué)相關(guān)課程的知識點。其中，鋼包滑動水口液壓系統(tǒng)為課程組橫向課題項目內(nèi)容，在授課過程中可以結(jié)合工程實際介紹各知識點。

2.2 問題設(shè)計方法

問題式教學(xué)方法實施成功的關(guān)鍵還在于“問題設(shè)計”上，教師應(yīng)將與典型案例相關(guān)的教材上的知識結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為問題結(jié)構(gòu)，這個轉(zhuǎn)化過程是對教師綜合知識能力的考驗。液壓系統(tǒng)故障診斷課程“問題設(shè)計”應(yīng)針對典型案例中的元件問題、設(shè)計問題、安裝問題等等，將其他相關(guān)課程的知識點穿插進去。例如，當(dāng)液壓系統(tǒng)因吸空出現(xiàn)爬行時，可以練習(xí)流體力學(xué)的知識，還可以分析爬行出現(xiàn)的原因，聯(lián)系公差測量課程的知識，機械制造工藝以及設(shè)備安裝等課程的知識。再比如，當(dāng)分析因回路設(shè)計問題出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，可引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系液氣傳動中液壓系統(tǒng)設(shè)計部分的相關(guān)點。通過問題設(shè)計可以將相關(guān)的基礎(chǔ)課程及專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識點串起來，有機融合到一起，使學(xué)生能將理論知識真正應(yīng)用到工程實際中去。

2.3 實施案例

以典型案例組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)為例介紹“問題設(shè)計方法”。

針對組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計如下問題：（1） 為什么選用變量泵？可以用雙聯(lián)葉片泵嗎？有何優(yōu)缺點？（2） 從哪些角度考慮動力元件的選擇？（3） 調(diào)速方式如何選擇才能滿足系統(tǒng)快進的技術(shù)要求？（4） 系統(tǒng)速度由快進到一工進換接需要考慮哪些因素？（5） 系統(tǒng)速度由一工進到二工進的換接能用電磁換向閥嗎？（6） 系統(tǒng)中壓力控制元件的作用？（7） 壓力繼電器的安裝對于不同的調(diào)速方式有何不同？（8） 液壓系統(tǒng)換向閥分類有幾種？如何合理選擇液壓系統(tǒng)的換向閥？（9） 如何根據(jù)系統(tǒng)的需要合理選擇換向閥中位機能？（10） 元件安裝、管道布置對油溫有何影響？（11） 油溫對液壓系統(tǒng)有何影響？（12） 油溫對床身的精度有何影響？（13） 系統(tǒng)的油箱有幾種類型？有何優(yōu)缺點？（14） 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)爬行的原因有哪些？如何避免？（15） 液壓系統(tǒng)溫升過高的原因有哪些？如何避免？（16） 如何實現(xiàn)死擋鐵停留？（17） 若調(diào)速閥堵塞液壓系統(tǒng)會出現(xiàn)哪些故障現(xiàn)象？（18） 液壓系統(tǒng)的卸荷方式有幾種？（19） 若選用雙泵供油，如何實現(xiàn)兩種工進壓力的控制？（20） 遠程調(diào)壓支路中，換向閥與直動式溢流閥的連接方式對液壓系統(tǒng)有何影響？（21） ……

問題構(gòu)思方法：因為機床液壓系統(tǒng)的動作要求有快進、一工進、二工進、死擋鐵停留及快退。由于動作速度比較大，因此在選擇動力元件時要考慮流量足夠大，而且工進過程中需要的切削力很大，因此在選擇動力元件時要考慮泵的額定壓力要滿足動作要求，動力元件的選擇方案至少有三種可以滿足以上要求，但是不同的方案優(yōu)缺點不同，因此設(shè)計問題時要考慮到動力元件的選擇方式。這部分問題可以考察學(xué)生對液壓系統(tǒng)動力元件的結(jié)構(gòu)、原理、性能及應(yīng)用的理解。

由于組合機床液壓系統(tǒng)速度換接的要求，另外還要考慮加工精度及系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性，因此設(shè)計問題時要考查學(xué)生對速度換接回路設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容的掌握程度，有速度換接方式的選擇，另外還要考查學(xué)生對換向閥類元件相關(guān)知識點的掌握情況。對于不同的速度控制回路，壓力控制元件的安裝位置不同，因此專門設(shè)置相關(guān)問題考查學(xué)生對相關(guān)問題的掌握程度。對于組合機床來講，油箱不同于其他類液壓系統(tǒng)，是整體式油箱，因此專門設(shè)計問題考查學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的掌握。該案例問題涉及到液壓動力元件、液壓控制元件、液壓輔助元件的相關(guān)內(nèi)容。具有典型性和針對性。

3 結(jié)束語

問題式教學(xué)方法在液壓系統(tǒng)故障診斷課程教學(xué)應(yīng)用過程中，首先要選好典型案例，典型案例應(yīng)盡量涵蓋多個行業(yè)，案例確定以后關(guān)鍵在于針對典型案例的“問題設(shè)計”，在案例問題的安排上，要注意由易到難不斷遞進，將相關(guān)知識點穿插到問題當(dāng)中，提綱挈領(lǐng)地將與課程相關(guān)的知識有機融合，符合學(xué)生的認知規(guī)律。問題式教學(xué)法使枯燥無味的說教式的傳統(tǒng)教學(xué)方法轉(zhuǎn)變成問題驅(qū)動課堂進程，學(xué)生在思考問題-分析問題-解決問題的過程中獲得新的知識，并且完成舊知識的回顧和鞏固，這個過程使學(xué)生增強了繼續(xù)探索問題的信心，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，解決了傳統(tǒng)教學(xué)方法的問題，培養(yǎng)了學(xué)生思考、分析、解決問題的方法，課堂教學(xué)效果可以得到有效提高。

參考文獻

[1] 高曉雁.問題式教學(xué)模式的創(chuàng)新與實施.中國高等教育，2008（24）.

[2] 王杰等.基于CDIO理念的《液壓設(shè)備故障診斷》課程教學(xué)改革.教育教學(xué)論壇，2013（9）.