基于CDIO理念的《液壓設備故障診斷》課程的教學論文
一、引言
伴隨著現代科學技術的飛速發展，液壓與氣壓傳動技術已經滲透到國民經濟的各個領域，特別是在冶金機械、工程機械、農林機械、汽車、船舶、航空航天。試驗設備以及自動化生產線等各個行業領域中得到了普遍應用和高速發展。液壓設備在裝備體系中占有十分重要的位置。液壓設備一旦發生故障，輕則導致產品質量下降，重則引起生產中斷，嚴重的甚至造成災難性的后果。液壓設備的故障診斷與預防是保證其運行可靠、性能良好并充分發揮效益的重要途徑[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，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[2]。
二、《液壓設備故障診斷》課程現狀
《液壓設備故障診斷》是一門與工程實際相結合實踐性非常強的專業技術課程。具有內容知識面廣，信息量大，實踐性和應用性強的特點，加上液壓技術發展迅速，新技術層出不窮，而教學課時非常有限，要達到預期的教學效果很有難度；與其他相關課程之間相互獨立，學生掌握的只是一些孤立的知識點，而不是對液壓技術綜合應用的掌握；每門課程內容多、課時少，如果課堂上處理不好，往往使學生缺乏學習熱情，最終失去學習信心；學生的實踐能力相對較差，較難將理論知識應用于工程實際。綜上所述，該課程所要求的教育教學理念已經不再局限于傳統的理論教學模式，必須在學生對專業知識已經充分理解基礎上，輔助以大量的實踐工程案例進行詳細分析與講解。基于CDIO理念的教學改革能有效解決該課程當前的不足，對于提高人才培養質量，培養適應市場需求的應用型人才具有重要意義。如何激發學生學習的主動性，將工業現場與課堂教學相結合，讓學生在以理論教學為主的課堂中明確學習目的，激發學習熱情，是當前該課程適應CDIO工程教育模式迫切需要探討的問題。
三、CDIO理念在液壓設備故障診斷課程教學中的實施
1。合理選擇典型案例，問題驅動項目實施。在液壓設備故障診斷教學過程中積極主動地進行教育資源的開發設計，并要求學生參與各種工程案例的分析，通過建立學生工程分析能力來逐步推進教學進程。在教學實踐過程中，要求學生利用業余時間分小組完成包括組合機床動力滑臺液壓系統、鋼包滑動水口液壓系統、汽車起重機支腿收放液壓系統、注塑機液壓系統及壓力加工機液壓系統的設計工作，并利用仿真軟件驗證系統是否能夠正常運行。這五個液壓系統工作環境，主機的工作性能要求各不相同，學生在完成液壓系統設計的過程中需要思考教師針對該液壓系統提出的各種問題，在解決問題的過程中學生不僅可以回顧液壓與氣壓傳動課程學過的知識點，如各種傳動介質的工作特點，各種液壓元件的原理、結構、性能以及應用，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、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系。在授課過程中推行項目導向、任務驅動、理實一體的教學方法，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為主線，將其他課程的相關知識穿叉、滲透到該課程的教學中。例如介紹液壓元件故障診斷知識的時候穿叉流體力學、互換性與測量技術基礎、測試技術、機械制造工藝學及設備安裝等課程的知識點。介紹回路故障診斷的時候，引導學生回顧液壓與氣壓傳動、液壓元件與系統、液壓伺服與比例控制等課程的相關知識，使得各門課程之間相互銜接，使學生感受到課程設置不是孤立的，基礎理論知識在專業課程學習中的作用，使學生真正體會到學以致用的重要性。將過去的以教師為中心，傳授知識為目的的傳統教育教學觀念，轉變成“以學生為中心，學了要會用”的新觀念，引導學生將被動學習變為主動學習，學生學習熱情得到很大提升。
3。工業現場與課堂教學相結合激發學生學習的內動力。液壓故障診斷是一門應用學科，學生對工程現場有著很強的好奇心，“說教式”及“填鴨式”的課堂教學不能滿足學生對這門課程的學習要求。因此在課堂教學實踐中，借助多媒體技術，將液壓設備工作場景搬進課堂，讓學生在現場實踐中認識該設備的工作過程及液壓系統故障造成的嚴重后果，培養學生的學習興趣及探究故障原因的熱情，再引導學生學習相關的內容。例如視頻播放汽車起重機支腿液壓系統工作過程，以及液壓系統出現故障后造成的事故現場，讓學生自己產生主動學習的內動力，然后讓學生上講臺結合自己設計的系統原理圖分析故障可能產生的原因，系統設計的優缺點等。興趣是最好的老師，許多學生在課后抑制不住對現場的好奇和對液壓傳動技術及液壓設備故障診斷相關知識應用的神秘感，積極主動上網查找相關資料，并且與老師同學交流學習的疑惑，學習的主動性明顯提高。
4。關注工程實踐，加強實踐環節。知識和能力來源于實踐，素質更需要在實踐中培養，各種教學實踐環節對于培養學生的創新能力和實踐能力尤為重要。我們在實踐教學中，根據實驗目標和技術條件設計不同的故障，鼓勵學生利用課堂上學過的各種故障診斷方法進行故障原因的討論探究。在實訓環節中讓學生親自動手完成集成塊的設計制造及整個液壓站的搭接、調試及故障診斷工作，在這個過程中，學生不僅對課堂知識進行了復習和深化，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系實際的學習態度和耐心細致、謙虛謹慎、實事求是的工作作風。這種素質將對學生未來的職業生涯起著至關重要的作用，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、結語
在液壓設備故障診斷課程教學改革過程中，關鍵要選好典型案例。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，逐步掌握液壓設備故障診斷的常用方法及技巧。以案例為單元構建液壓設備故障診斷方法的知識結構，符合學生的認知規律。教學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、聯系及新知識的獲取、鞏固，使學生學而難忘，增強了繼續探索問題的信心，激發了強烈的求知欲，培養了學生發現問題、分析問題及解決問題的能力。可以很好地解決學生課程學習過程中僅僅掌握一些孤立的知識點，無法將液壓系統故障診斷技術綜合運用的問題，解決傳統教學方法與手段造成的學生缺乏學習熱情，實踐能力相對較差，難以學以致用的問題。基于CDIO理念的教學法較好地解決了教與學的矛盾，是一種值得推廣的教學方法。
參考文獻：
[1]黃志堅，袁周。液壓設備故障診斷與監測使用技術[M]。北京：機械工業出版社，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方法探討[J]。河北工程大學學報（社會科學版），2009，26（4）。
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