联想法在液压传动与控制课程教学中的实践.docx

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1、联想法在液压传动与控制课程教学中的实践 摘 要 在学问体系上对液压传动及限制系统与电气系统、机械系统的相关性进行联想，并将其运用到该课程的教学实践中去，对传统教学方法进行改进，取得良好的教学效果。 关键词 联想法；液压传动与限制；教学实践 中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1673-489X14-0082-03 高等学校的专业基础课有很多的抽象概念和原理，在授课过程中，若把其干脆按教材的表述讲给学生，效果往往不尽如人意。如何科学而又严密地讲授这些概念和原理，并且有益于学生理解和驾驭，提高专业基础课的教学质量，这是老师在教学过程中必需重视的问题。 在当前高校的液压传动与限制课程

2、教学过程中，对于液压阀的结构讲解，传统上老师只是依据阀的结构简图或装配结构图进行原理分析，表述流体的走向、压力的形成等基本原理，但由于流体传动与限制的抽象性，学生对其本质特征并没有深刻理解，不能驾驭流体传动的精髓，以至于出现“学完就忘，考完就丢”的局面。本文提出的联想教学法打破传统教学在单一学问体系下照本宣科的讲解方法，是利用液压元件与机电元件在本质特征上的相像性，将其原理及功能先用联想法进行横向比较，再纵向深化，使学生在已有的机电元件学问或生活阅历的基础上比较简单地理解和驾驭流体元件相关学问的一种教学方法。 1 联想法 联想是由一事物想到另一事物的心理过程。客观事物总是相互联系的，具有各种联

3、系的事物反映在人脑中，就会形成各种不同的联想1。 学生在学习新学问时会在时间或空间上产生与所学新学问相近抑或相反的联想，所联想的事物与所学学问不仅有相像性，更主要的是有相关性1。 在教学实践活动中，针对不同的学习内容，适时应用联想方法，可以帮助学生打破学科的界限，学会统筹兼顾，促使学生把相关或相反的学问加以联系、延长、比较、补充，从而丰富和扩大，拓宽学问面，从更高层次上把握所学学问体系。这样对学习新学问、开阔自己的学问视野都有较好的效果，对学生实力的培育具有极其重要的作用。 2 联想法在液压传动课程教学中的实践 在高校课程中，机械和电气系统的相关学问要先于液压传动学问被讲授，并且机电系统要比液

4、压系统更直观，更接近于常识，更简单被理解，因而将液压传动系统联想为机电系统会使学生更好地理解所学的学问。以下是笔者在课堂教学及课后辅导过程中对液压传动与系统一些难以理解的学问点进行联想教学的实例。 1）单向阀与二极管、棘轮机构的联想。图1为液压传动系统中的单向阀，流体只能从B端向A端流淌，而不能相反。在教学中，可以启发学生联想到他们已经学过的电路系统中的二极管，如图1所示，相像之处是电流只能从D端流向C端而不能相反，这时单向阀的B端就可对应二极管的D端，从图形符号上也近相像。从传动角来看，单向阀与二极管又与机械系统中的棘轮相类似，棘轮有单向传递能量的特性，结合棘轮在自行车上的普遍应用，学生很简

5、单通过棘轮或二极管驾驭液压系统中单向阀的功能2-5。 2）液控单向阀与晶闸管的联想。液压传动系统中的液控单向阀，如图2所示，在授课中可提示学生与电路中的图2所示晶闸管相联想，因为它们都是开关性质的，又都有限制点，用来逆向开启，液控单向阀的限制口K就相当于晶闸管的门极G。另外，液控单向阀的开启须要肯定的压力，其大小反映油液的作功实力；晶闸管的开启同样须要电压，它反映了电荷作功实力的大小2-4。 3）换向阀与三级管的联想。液压系统中的换向阀可与电路系统中的三极管相联想。学生在此前都学过了电子学，了解三极管的放大作用，而换向阀在液压传动过程中，变更流体流淌方向外也就有放大功能，即通过小能量去限制大能

6、量，这一点与三极管完全相同。图3中液压换向阀中的K就相当于三极管中的基极B，换向阀的出口A则对应三极管中的放射极，而三极管中接放大电源的集电极C就相像于换向阀的进口P，因为换向阀的进口P也是要外接能源的2-4。 4）比例环节的机电液系统联想。图4为液压限制系统中的比例环节，输入为流量Q，输出为速度v，活塞腔有效面积为A，此比例环节可联想至机械系统的齿轮及所示的电器系统的纯电阻电路。图4为齿轮传动机械系统，n1、n2为输入输出转速，z1、z2为主被动齿轮的齿数；图4为纯电阻电气系统，u为电阻R两端的电压，i为流过电阻R的电流，它们具有统一的传递函数表达式2-4： 5）积分环节的机电液系统联想。图

7、5为液压限制系统中的积分环节，输入为流量Q，输出为位移x，活塞腔有效面积为A，此积分环节可联想至机械系统的齿轮齿条传动以及电器系统的存电容电路。图5为齿轮齿条传动机械系统，n为齿轮的输入转速，x为齿条的位移；图5为纯电容电路系统，u为电容C两端的电压，i为流过电容C的电流。它们的传递函数具有统一的表达式2-4： 6）振荡环节的机电液系统联想。图6为液压限制系统中的振荡环节，输入为流量Q，输出为位移x，活塞腔有效面积为A，有效容积为V，质量为m，阻尼为B，此模型可联想到质量弹簧阻尼机械振动系统以及RLC振动电路。其中，图6中的机械振动系统的输入为力F，输出为位移x，弹簧刚度为K，阻尼为B；图6中

8、的电气LRC振荡回路输入为电压u，输出为电流i，电容为C，电感为L，电阻为R；它们的传递函数具有统一的表达式2-4： 3 结束语 很多学问体系在认知结构上是相通的。液压元件对于学生而言是新学问，机械、电气元件为旧学问，新学问往往是若干旧学问的重组或是旧学问的引申或拓展。但由于学生在驾驭学问的深度和广度上的不足，不易获得新旧学问之间的联系。这就须要老师在授课过程中担当起引导学生联想的责任。老师在教学中假如能适当地为学生供应相识多种学问体系相像性和可比性的机会，指导他们运用联想推理，找出新旧学问体系之间的相关性，并培育学生驾驭联想的思维方法，不仅能使学生很快地摆脱对新学问的生疏感和距离感，更加简单

9、理解新学问，而且可使学生很轻松地建立起新的概念系统，并加强学科渗透，巩固旧学问，激发学生的发散思维，扩展学生的学问面。这样对学生理解和驾驭基本概念将会取得举一反三的教学效果。老师应重视挖掘，并抓住适当的时机将联想的思想和方法渗透给学生，使学生驾驭联想法的内涵和精髓，主动主动去探寻事物的本质和规律，这对他们以后的独立学习和探讨创新是特别有益的。 应用联想法的魅力不仅在于它可把新学问纳入到已有的学问系统中来，化繁为简、化难为易、化抽象为形象，同时又可激发学生的发散性思维，起到启发思路、触类旁通的作用。它是一种促进学生的学问“迁移和融合”、打破学生的思维定式、拓展学生的思索空间的有效方法。 参考文献 1减科夫，等.记忆留意与联想M.北京：科学出版社，1956. 2雷天觉.液压工程手册M.北京：机械工业出版社，11012. 3陈奎生.液压与气压传动M.武汉：武汉理工高校出版社，2001. 4魏之罄.电子技术M.北京：机械工业出版社，11010. 5吴宗泽.机械设计师手册M.北京：机械工业出版社，2002. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页