《液压与气压传动》课程项目制教学设计与实践

引言

中国制造业向高端化转型亟需“精操作、懂工艺、能创新”的现场工程师[]。液压与气压传动技术作为现代装备制造业的“动力血脉”，在航空航天、工程机械、自动化生产线等高端领域发挥着不可替代的作用。《液压与气压传动》课程需以培养具备创新能力和工程素养的复合型人才为目标，深度融合流体传动原理、系统设计与智能控制技术。本研究将通过“项目制教学”引导学生以实际工程需求为导向，通过真实模型赋能卓越工程师的实践能力与协作精神，以工程案例为载体，厚植学生科技报国的使命担当，弘扬精益求精的工匠精神和自主创新的时代责任，为积极探索新工科教学模式、推动高端装备国产化进程注入新动能，实现知识传授、能力提升与价值引领的有机统一。

1 课程分析

当前，《液压与气压传动》课程在教学过程中仍存在以下痛点问题：首先教学内容与工程实践严重脱节，课程理论性强，如流体力学部分需较强的数学基础，知识点繁杂，且与企业实际需求衔接不足，学生难以将理论知识转化为实践技能，致使岗位适应能力弱[2]。虽定位应用型人才培养，但部分课程仍过度追求理论完整性，未突出“够用即可”原则。其次教学方法单一，仍以理论讲授为主，学生被动接受知识，缺乏主动探索和工程实践训练。课堂互动不足，且受限于课时，学生动手操作机会较少，影响创新思维和问题解决能力培养。最后，实践环节薄弱，实验设备不足、内容陈旧，缺乏贴近工程实际的综合训练台。校企合作机制不完善，学生接触真实工业场景机会有限，导致实操技能薄弱[3]。课程考核体系仍以理论成绩为主，对综合应用、团队协作等核心能力的评价权重不足，未能有效支撑现场工程师的培养目标。当前全球经济形势堪忧，应用型本科课程需以就业为导向，通过更新教学内容、创新项目驱动教学、深化产教融合，提升学生工程应用与实践能力[4]。

2 教学设计

《液压与气动技术》是机械、车辆、机器人等专业的学科基础课，是研究以液、气为能源介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科。当前该门课程的教学计划是32 学时，设计理论教学 12 课时，项目制教学20学时。理论教学内容设计如下表1 所示：

表1 理论教学内容设计

项目制教学的设计需遵循“递进性”与“完整性”原则。初级阶段通过搭建基础回路（如气缸速度控制）掌握元件识别、符号理解、安全规范与基本操作技能。中级阶段引入顺序控制、压力控制等任务，深化对控制元件、逻辑关系及回路设计的理解。高级阶段需掌握复杂系统设计能力、液气压系统调试与故障诊断能力、需要从“会操作”到“能设计、善优化”的深度跨越。因此，本课程项目设计采用在生产中广泛应用且好实现的三种产品：千斤顶、挖掘机、气动机械爪。通过对此类产品进行动力部分设计和还原动作过程，使学生逐步掌握液压与气压的基本原理和应用技术，熟悉液气压组成系统的各类元件的工作原理和性能特点。最终，通过项目实践环节，强化学生的动手能力、系统调试能力和参数优化能力，使其能够将抽象的理论知识转化为解决实际工程问题的技能。项目制教学设计细节如下表2 所示：

表2 项目制教学内容设计

3 课程实施与成果

本门课程结合项目制能有效的完成学生从理论知识储备到技能转化的系统性提升。团队老师多次带领学生进入液气压实训室沉浸式教学，让学生了解液气压元件的工作原理，自主拆装液气压回路，不仅提高了学生的专业知识储备，还有效培养了他们的创新能力。项目制教学实施分3 个阶段：

初期：将学生分组，根据液气压元件尺寸设计各小组的项目装置，确定好各零件的的尺寸及技术要求，并通过Solidworks、CAD 软件展现。教师现场教学激光切割机的使用方法，根据不同的材料采用不同的功率及速度，以及如何调整机器工作位置实现高精度切割。

中期：各小组对现有的切割零件与采购的液气压元件，按照三维模型开始装配；利用热熔枪、游标卡尺、螺丝刀等工具，保证液气压装置达到高质量水平；在设计、装配等过程中拍照记录，以方便后续成果展示汇报。后期：各小组安装回路管道，通过气缸、气泵、阀等液压元件，结合轻量化材料（如亚克力板），实现动力部分的基本工作。

最后：邀请本专业相关的教授和企业导师担任答辩评委，每个小组进行项目答辩汇报和成果展示。通过整体表现进行评分，最终评选出一等奖、二等奖、三等奖作品。部分学生的项目成果展示如下表3：

表3 项目制成果展示

4 总结和评价

本门课程通过教学设计到方案执行落地为期约4 个月，结合项目制教学成功完成了学生从理论知识储备到实践技能转化的提升。课程总结如下表4：

表4 课程总结评价表

在《液压与气压传动》的项目制教学中，通过真实的工程案例驱动学习，显著提升了学生对流体传动系统的理解深度和实践能力。这种“做中学”的模式让抽象原理变得直观可感，期末小组完成的升降平台等项目成果更是让学生体验到工程落地的成就感。整体而言，项目制教学有效激发了学习主动性，学生们大展风采、各显神通，充分发挥主观能动性，将书本理论知识融入实践中，加深了学生对液压知识的理解，同时提高了团队间的沟通、协调能力。通过教务系统评教，本课程在项目制改革后，学评教排名位列全校课程的前5%内。尽管在设备资源、理论深度衔接及学生能力差异方面仍存在挑战，但项目制教学有效促进了知识向技能的转化，为培养支撑高端装备国产化进程的复合型人才提供了可复制的教学范式，是深化新工科建设的有益探索。

参考文献

[1]周乐峰，赵晨阳.基于现场工程师的“液压与气压传动”课程改革与教学实践[J].科技风，2024，（25）：49-51.

[2]崔岩，阙茜，张然，等.“新闻联播式”液压与气压传动课堂教学产教融合创新实践[J].液压与气 动，2024，48（12）：176-182.

[3]孙月华，徐鹏，刘春生，等.液压与气压传动实验教学的改革与实践[J].实验技术与管理，2016，33（10）：123-126.

[4]刘磊，苗龙，满家祥，等. 新工科背景下液压与气压传动课程教学改革与实践[J]. 实验室研究与探索，2025，44（08）：189-192.

课题来源：2024 年度湖南省普通本科高校教学改革研究项目（202401000220）