机电类专业液压气动技术全程实训体系建设方案

液压与气动技术课程，是机电、数控、自动化、汽检、汽电等很多工科专业开设的一门核心专业基础课程，在工科课程体系建设中占有极为重要的地位。
该课程强调理实一体化的教学理念，与机械设计制造、机械设备安装与调试、电工电子技术、电气控制与PLC应用技术、自动装配生产线等课程，有着密切的联系，是实践性、综合性很强的课程，也是专业基础课程中较难掌握、实用性很强的一门课程。
高职高专院校都十分重视液压与气动技术课程，但当前液压与气动技术课程建设存在许多问题，陈旧落后的知识结构体系明显不具有高职教育的特色，学非所用，已经远远不能适应时代发展的需要。因此重新构建适应当代高等职业教育的《液压与气动技术》课程实训新体系，显得尤为迫切和重要。
课程全程实训新体系，即将理论授课方式改革为全程实训的授课方式。
一、课程教学现状
1． 当前各高职院校广泛使用的、年销售10000 册以上的主导教材如下:
(1) 《液压与气压传动》第3 版/左健民主编/普通高等教育十一五国家级规划教材/机械工业出版社精品教材;
(2) 《液压与气动技术》第2 版/张雅琴、姜佩东主编/普通高等教育“十一五”国家级规划教材/高等教育出版社精品教材;
(3) 《液压与气压传动》第2 版/张群生主编/普通高等教育十一五国家级规划教材/高等职业教育机电类规划教材。
2． 高职院校主导教材的知识结构，决定了该门课程陈旧的教学模式和落后的教学现状:
(1) 以上三本教材有一个共同的缺陷，即讲述内容有一个“知识断层”: 只介绍液压气动元件回路和系统，而不提元件回路和系统怎样去运行。知识结构是孤立和不完整的，学生学完之后毫无收获，使得这门课程的学习变得没有了意义。
(2) 现代电气控制与PLC 应用技术，是液压气动系统运行的基础知识，是学生完成液压气动实验和实训项目的必备知识，而以上三本书对这些相关实用知识只字未提，这对于日益强调技能教育的现代高职教育来说，显然是不合适的。
(3) 以上教材只是泛泛的讲了液压气动元件、回路和系统，没有相关的实训项目，不属于理实一体化教材，与企业实际生产脱节; 并且存在着实训教学项目不突出、针对性不强等问题。与现代高职教育的培养目标极不适应。
3． 述评: 陈旧落后的现行教材模式，迫切需要有一部适合现代高职教育的新教材，迫切需要构建现代高职教育液压与气动技术课程实训教学新体系。
二、研究目标
1． 实施CDIO 国际工程教育模式下的课程教学理念，即产品构思( Conceive) 、设计( Design) 、实现( Implement) 与运作( Operate) 。
2． 实施“全程实训”的教学模式，构建完整的“理实一体化”实训过程。
3． 将液压气动系统与电气控制技术有机地融为一体。以专业培养目标、工作岗位要求和项目式教学需要为依据，突出以“应用”为主的实训体系，最大限度地体现液压气动在生产中的实际应用。为学生构建一个可充分发挥学生潜能和创造力的、有利于学生关键能力培养的实践平台。
三、研究视角
建立一级课题，一级课题为课程之目标或任务，一级
课题课题组成如下( 部分为模拟课题) :
课题1: 汽车自动化生产线上的工件转运设备( 气动、液压)
课题2: 汽车装配线上的自动送料装置( 气动、液压)
课题3: 纸箱抬升与推出装置( 气动、液压)
课题4: 标签粘贴设备( 气动)
课题5: 圆柱形工件分送装置( 气动)
课题6: 专用磨床工作台模拟设计( 气动)
课题7: 汽车自动化装配线上的零件装配设备( 液压)
课题8: 汽车板材专用冲裁模拟装备设计( 液压)
四、研究方法
为了保证课题顺利完成，做到有理有据，课题小组首先积极开展理论学习。学习教学理论、查文献吸收已有的研究成果并结合现有的教学实际情况，明确课题的研究内容和基本方法。
课题组成员以课程标准为依据，明确课程的培养目标，根据目标确定教学知识点和技能，将教材内容划分为若干个模块，将课程模块转换成为与实践相对应的项目，确定每个项目的能力目标，最终确定实训系统的结构。
从工业应用的角度出发，综合性强，打破课程体系和专业设置的限制。涉及的内容多、范围广，教师需放下课本，以实训系统的特点为出发点和落脚点，重新设计教学内容，突破教材的限制、学科的限制。
将全部教学内容，分解为CDIO 国际工程教育模式下的教学实施方案，即以一级课题为目标，二级课题为引导、三级课题为基础。学生需要完成一级课题( 模拟产品) 设计，通过答辩后计入课程总成绩。
五、课题分解
如图1:

图1 实训课题分解图
六、研究成果示例———工业自动化生产线上的工件转运设备
课题描述: 如图2 和图3 所示，利用气缸( 液压缸) 将传送装置从某一方向送来的工件，推送到与其垂直的传送装置上做进一步加工。气缸( 液压缸) 活塞杆伸出，将工件推出; 随后活塞杆自动退回到原位。传送带S1 用气动马达( 或液压马达) 驱动，速度可调。
实训设计提示: 工件被检测到时，执行元件自动动作;工件到达活塞杆前端，传送带S1 停留5 秒; 推出工件后，传送带S1 继续运行; 工件重量较小时，选用气压传动方式; 工件重量较大时，宜选用液压传动的方式。
实训设计任务布置: 产品建模; 液压( 气动) 系统设计;控制电路设计与PLC 程序设计;完成课题设计说明书。

图2 工件转运气动设备示意图参考( 一)

图3 工件转运液压设备示意图参考( 二)
七、应用价值
1． 本实训体系的建设，贯彻和落实了CDIO 国际工程教育模式下的课程教学理念。
在液压与气动技术实训体系建设中，通过项目式教学过程，以小组工作的形式，让学生完成“产品构思( Conceive ) 、设计( Design ) 、实现( Implement ) 与运作( Operate) ”的整个实训过程。
2． 本实训体系的建设，具备了在高职院校工科教学过程中推广的价值。
本课程实训体系，借鉴了省内外国家高职示范院校精品课程建设的成功模式，通过对高职院校学生学习特点进行认真分析，以及对学习领域课程教学模式的研究，合理制订本课程的教学改革方案和实训体系，具备了在高职院校工科教学过程中推广的价值。
课程全程实训的特点: 一是学习资源源于工作实践，学习内容涉及面向工作中的各种挑战，不受制于学科课程和专业课程框架; 二是强调团队中的工作和学习及团队精神的培养。在实际工作中，许多工作任务的完成有赖于一个团队的努力，学习者应学会如何使一个团队能够高效率地运作，学习者可以在实际的工作中互相学习、自我反省、互相帮助，突出了学习者的主体地位。
结语
实训过程中，由于突出学生的主体地位，实施“教做学”一体化，因此在教学过程中，使教学变得生动，使抽象的内容变得具体，加深了学生对理论知识的理解，既锻炼了动手能力，又充分满足了学生的好奇心及探究知识的积极性，提高了学生分析问题、解决问题的能力，最终使所学知识应用于实际之中，达到“用学一体”的教学目的。