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计算机技术在液压与气压传动教学中的应用

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摘要：采用传统方法进行液压与气压传动的教学面临许多挑战。将计算机技术引入到课堂教学中，可显著提高教学效果，提高学生学习效率，提升教学水平。

关键词：计算机技术；液压与气压传动；教学效果

在液压与气压传动教学中，教师在讲解基本流体力学原理、具体的液压元器件以及各种液压回路时，利用传统的教学方法，效果并不理想。采用计算机辅助技术可以显著增强教师教学效果，提高学生学习效率[1，2]。

1.传统教学面临的挑战

《液压与气压传动》是一门理论性和实践性的学科，随着时代的发展，课程的教学也出现一系列的问题。主要体现在以下四个方面：（1）传统教学手段的局限。传统的课堂教学主要还是以语言描述以及挂图和模型展示为主，这种方式限制了学生分析、构思和设计能力的培养，阻碍了教学改革进程。（2）理论知识讲解困难。本课程的理论基础多涉及流体力学的相关知识，传统方法多通过数学公式予以分析和解释，缺乏可视化的表达。（3）现代设计理论及方法的出现。近些年来，现代设计方法取得了飞速的发展，是我们液压系统设计教学遇到的新的挑战。（4）实践部分难以开展。传统的液压实验教学，可视性差，且教学设备具有一定危险性，不适合初学液压的学生使用。本课程是一门实践性较强的课程，边学习边实践才能实现高设计能力、培养创造性素质的要求。实际上由于实验学时所限，很难达到上述要求，所以教学效果不太理想。

2.可引入的计算机辅助教学手段

《液压与气压传动》教学在新的时代面前提出了这些迫切的要求，本文对该课程的教学模式进行了初探。主要引入以下教学手段。

（1）数值模拟流体动态图。以数值模拟出的流体动态图，可以直观的展示流体力学的理论知识，使得原本抽象的公式变得可视化。（2）液压元器件三维图及拆装动画。液压元器件的拆装动画与实物拆装相辅相成，可以作为实物拆装前的辅助讲解。既降低了实物零件的损坏率，也增加了学生认识零件结构的维度，方便学生预习和复习。（3）液压回路系统展示软件。液压回路是教学中的重点和难点内容，传统板书无法客观传递回路知识，只能辅以液压回路实验进行讲解。然而，回路实验多成本高，且有一定的危险性。因此，引入回路系统展示软件，可以帮助学生从复杂的实际零件和油路中，抽象出液压回路的基本原理和理论。（4）CAD的虚拟技术。以虚拟现实技术为基础，以液压产品为对象，能使设计人员与多维的信息环境进行交互[3]。

3.计算机技术在液压教学中的作用

（1）利用计算机技术激发学生的兴趣。

多媒体教学引入现代教学领域已有多年，运用Powerpoint软件和投影仪进行教学已经是现代大学的常规配置。然而，多数教师只是将书本文字或是知识点简单拷贝到多媒体课件中，这样不仅不能激发学生的学习兴趣，反而还回增加学生记笔记的负担。在液压教学这种形象化思维非常重要的学科，引入图形和视频文件，并以适当的形式播放，會增加学生的学习兴趣。笔者曾在多媒体课件中，剪辑并插入《大国重器》中飞机、游轮和军舰中用到液压系统的镜头。实践证明，这种与时事联系紧密，客观反映学术应用的案例，能极大的激发学生的学习兴趣和学习热情。

（2）利用计算机进行直观、形象的教学

在液压教学中，流体力学的一直都是教学难点。流体力学的内容涉及到数学、物理等基础知识，且公式繁多，对于基础薄弱的学生是一个挑战。然而，流体力学又是液压知识体系中的基础部分，对该部分内容的掌握，关系到后续教学的效果与质量。事实证明，在该环节采用数值模拟以动态图的方式展示各种流动状态与相关参数的关系，有利于学生对该部分知识的理解与掌握。这种直观、形象的教学方式，能够将流体力学中的本质问题通过动画的方式展示出来，再结合公式的配套讲解，能起到事半功倍的效果。

（3）利用计算机有效化解教学重难点

液压系统回路是液压教学中的重点与难点，其内容涉及简单回路和复杂回路，教学过程从读图、画图到回路设计。传统教学方法，多事采用静态的回路图，配合老师的讲解，效果欠佳。采用液压回路系统展示软件，可以动态、直观的展示液压回路在不同状态下液压油流动的方向与效果。对于复杂回路，采用传统教学方法，往往一个回路就需要2至4个课时的讲解与复习。采用回路展示软件，可以大大缩短教学学时，这也为本来就压缩的课时，提供了更高的效率。

4.总结

教师采用计算机技术进行液压课程教学，能够将抽象、难懂的知识变得更加生动、形象，趣味十足，能够营造轻松、愉悦、和谐的课堂氛围，有助于学生更好地学习、理解和巩固课堂知识，充分激发学生的学习动力。

参考文献

[1]张超.计算机辅助设计在机械设计教学中应用的探究[J].课程教育研究.2013（14）：250.

[2]伯艳广.例谈多媒体技术在机械教学中的应用[J].考试周刊.2013（39）：173-174.

[3]乔东平，