《液壓與氣壓傳動》課程思政教學大綱

《液壓與氣壓傳動》課程思政教學大綱一、課程基本信息中文名稱：液壓與氣壓傳動課程編碼：10S1003B、10S3011B課程類別：專業(yè)選修課程總學時：32（理論學時28；實驗學時4）總學分：2學分適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化、機械電子工程先修課程：高等數(shù)學、大學物理、理論力學、機械原理、機械設計等開課系部：機電工程系二、課課程性質(zhì)、課程目標及其對畢業(yè)要求的支撐1、課程性質(zhì)《液壓與氣壓傳動》是機械設計制造及其自動化、機械電子工程和智能制造工程等專業(yè)重要的一門專業(yè)技術(shù)課程。該課程是主要研究液壓與氣壓傳動技術(shù)一般規(guī)律和具體應用的一門科學。這門技術(shù)與其他傳動形式有不可比擬的優(yōu)勢而廣泛應用，其以優(yōu)良的靜態(tài)、動態(tài)性能作為一種重要的控制手段，無論是機械制造還是自動化控制都有廣泛的實際應用價值。通過對這門課的學習，使學生具有較強的液壓與氣壓傳動的理論知識和實際技能，無論對學生的思維素質(zhì)、創(chuàng)新能力以及在工作中解決實際問題的能力以及職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)都有十分重要的作用。2、課程目標通過液壓與氣壓傳動課程的學習，使得學生首先能正確闡述液壓傳動的原理，并在此基礎上，能正確識別常用液壓元件并清晰說明各種液壓元件的結(jié)構(gòu)特征和工作原理；能讀懂一般液壓與氣壓系統(tǒng)以及常用液壓設備的液壓傳動系統(tǒng)圖，并能按照液壓系統(tǒng)圖進行液壓元件的正確選用、連接和調(diào)試。能掌握液壓與氣壓系統(tǒng)設計的一般方法，能夠獨立設計并計算繪制液壓系統(tǒng)原理圖。能夠掌握一般液壓與氣壓系統(tǒng)的故障分析和診斷的一般方法，能夠排除常見故障。課程思政目標：在思政教育方面，本課程以我國裝備制造業(yè)涌現(xiàn)出“大國重器”背后所涉及的大噸位設備加工制造等問題為切入點，讓學生了解該課程理論知識內(nèi)容在實際工作中的應用，并深刻體會其背后的科學精神、創(chuàng)新精神和工匠精神，在培養(yǎng)學生工程思維的同時，讓學生具備作為未來工程師的社會責任感、民族自豪感和國家榮辱觀，進而讓學生能夠利用所學知識投入到祖國的經(jīng)濟建設中，進而培養(yǎng)學生自主學習、團隊協(xié)作精神，將國家的發(fā)展需求與個人專業(yè)領域相結(jié)合來實現(xiàn)人生價值，以此達到液壓與氣壓傳動課程與思政教育的有機融合。通過本課程的學習，要求學生達到以下具體目標：課程目標1：通過緒論、流體及流體力學基本知識等內(nèi)容的學習，使學生了解和掌握流體傳動基本原理、液壓系統(tǒng)組成要素，液壓系統(tǒng)的應用及發(fā)展；同時熟悉常見流體的各種物理特性以及相關(guān)參數(shù)符號表示、單位及相關(guān)計算，熟悉液壓油的選用原則，并具備在實際工作中選擇液壓油的能力，并考慮其選擇對環(huán)境、安全以及健康等方面的影響。課程目標2：通過的學習，使得學生熟悉并掌握各種常見液壓元件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、工作性能、參數(shù)計算等方面的知識，使得學生具備能夠在實際工作中具有選擇合適液壓元件的能力，同時通過液壓元件的拆裝實驗使學生將其理論學習和實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，并考慮實際操作安裝等方面的問題。課程目標3：通過液壓基本回路以及典型液壓傳動回路的學習，使學生能夠熟悉各種液壓基本回路的組成和特點，并能夠基于相關(guān)背景知識對現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)（方案）進行合理分析識別和分解；對現(xiàn)有液壓系統(tǒng)（方案）的特點以及考慮該系統(tǒng)（方案）對環(huán)境、健康、安全的影響等方面進行評價；在另一方面使學生具有設計一般液壓系統(tǒng)的能力，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、以及環(huán)境等因素。同時通過回路的設計搭建實驗進一步強化學生的“實踐是檢驗真理的唯一標準”的工程意識，培養(yǎng)學生細心，認真的態(tài)度，加強其實踐動手操作能力。培養(yǎng)學生能夠?qū)碗s機械工程問題進行分析并提出解決方案的能力。3、課程目標對畢業(yè)要求的支撐課程目標與畢業(yè)要求的對應關(guān)系如下表所示：畢業(yè)要求及其指標點課程目標1課程目標2課程目標3畢業(yè)要求22-1√√√畢業(yè)要求33-1√√√畢業(yè)要求2. 問題分析：能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜機械工程問題，以獲得有效結(jié)論。2.1能夠?qū)碗s機械工程問題進行識別與分解。畢業(yè)要求3. 設計/開發(fā)解決方案：能夠設計針對復雜機械工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的機械系統(tǒng)、零部件或工藝流程，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3.1能夠針對復雜機械工程問題進行分析并提出解決方案。三、課程思政目標課程思政目標如下表所示：本課程的課程思政目標思政體系課程名稱馬克思主義理論與方法P1個人修養(yǎng)與法律P2中國文化與精神P3和諧社會主義核心價值觀P4科技報國P5科學精神P6科學思維P7科學倫理P8工程倫理P9工匠精神P10液壓與氣壓傳動√√√√√四、課程教學基本要求第一章 緒論（課程目標1 思政目標P5、P6、P7、P10）[教學內(nèi)容與要求]了解液壓傳動發(fā)展概述；理解壓力、流量、速度的基本概念；壓力、流量、功率的概念及其關(guān)系式；掌握液壓系統(tǒng)的工作原理、組成及各部分的功用；了解液壓油的黏度和油的可壓縮性等主要物理特性；了解并熟悉液壓油的選用原則。[教學重點]液壓傳動的工作原理，壓力和流量的兩個重要概念；液壓系統(tǒng)的組成；液壓油的黏度。[教學難點]壓力流量大小變化的理解；液壓油的黏度的確定及計算[課程思政要素]（1）講授緒論課時結(jié)合我國液壓發(fā)展史及成就，進一步理解科技進步在國家富強、民族復興中的地位和作用。明確在專業(yè)課學習和研究中精益求精的習慣，愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神的重要性。（2）講授以液壓千斤頂例子中，理解壓力、流量、速度的概念及計算方法時，培養(yǎng)學生的科學思維，增壓水龍頭的例子說明壓力、流量、速度以及功率之間的關(guān)系。杜絕生活中錯誤性慣性思維方式。（3）講液壓應用時，通過工程實例起重機、挖掘機、液壓叉車等以及生活中抽水泵，汽車輪胎胎壓等案列感受液壓與氣壓在我們身邊無處不在，學習時多觀察周圍事物，注意液壓與氣壓應用環(huán)境及設備，體會液壓與氣壓傳動特點以及與其他傳動方式不同之處，激發(fā)學生學習興趣，逐步引導大家學會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；（4）列舉天眼、三峽大壩、中國的深海潛艇蛟龍?zhí)栂聺?000米對于中國核潛艇的研發(fā)以及增強國家安全防衛(wèi)能力等，增強學生民族自豪感，引導學生樹立遠大理想和愛國主義情懷，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，勇敢地肩負起時代賦予的光榮使命，全面提高學生思想政治素質(zhì)。第二章液壓傳動基礎知識（課程目標1 思政目標P6、P7）[教學內(nèi)容與要求]熟悉并掌握液體靜壓力及特性和液體靜力學方程；帕斯卡定律；熟悉并掌握流體力學三個基本方程式：連續(xù)性方程、伯努利方程和動量方程的意義和計算；理解動力學基本概念：理想液體、恒定流動、跡線和流線等；[教學重點]帕斯卡定律、動力學基本概念及連續(xù)性方程；[教學難點]動力學基本概念及連續(xù)性方程；教學建議：多看例題，使學生對方程有充分的理解；教學中不宜引用較深的數(shù)學公式，應著重講解基本概念。[課程思政要素]（1）從能否承受剪切力來深刻理解流體與固體的區(qū)別特性。靜止液體只承受壓力，當受到剪切力時，液體就要流動，此時可與材料力學相聯(lián)系，建立學生學科之間的關(guān)聯(lián)性，降低學生學習畏難情緒。（2）列舉香蕉球、高爾夫球、以及飛機飛行原理、生物流體力學（說話發(fā)聲，打嗝等）流體力學的不完善性（理論和實驗共同構(gòu)成的的學科，因為結(jié)論不是完全由數(shù)學描述推導的）激發(fā)學生的學習流體動力學的興趣。（3）從流體力學的不完善特性引出理想流體等用于簡化研究的理論概念。再引出歐拉和拉格朗日兩位科學家研究流體運動的思想（顆粒研究和實驗測試點），引出流線和跡線的理論概念。從而讓學生深刻體會人類對未知世界的探索過程是經(jīng)歷了一系列的嘗試和實驗，而且依然還有未知領域需要人類繼續(xù)研究和探索，讓學生明白在追求科學真理的過程中，既要掌握正確的科學方法和手段，還要有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和堅持不懈的科學精神。（4）講述當跡線和流線重合時，引出恒定流動（物理量不隨時間發(fā)生變化）的概念。給出視頻資料，激發(fā)學生學習興趣。第三章 液壓動力元件（課程目標2 思政目標P3、P5、P6、P7）[教學內(nèi)容與要求]了解液壓泵的概況、發(fā)展及類型；熟悉各種液壓泵工作原理及主要性能參數(shù)及計算；理解齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的工作原理及結(jié)構(gòu)特點等；掌握液壓泵主要工作參數(shù)計算及齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的工作原理；熟悉并掌握液壓泵的選用。[教學重點]齒輪泵的工作原理和主要性能參數(shù)；限壓式變量葉片泵的工作原理；直軸式軸向柱塞泵的工作原理和結(jié)構(gòu)特點；液壓泵的選用。[教學難點]各種性能參數(shù)的理解及計算；限壓式變量葉片泵的工作原理；[課程思政要素]（1）通過觀看視頻《匠心智造液壓元件的傳奇故事》，朱恒銀，2018年“大國工匠年度人物”。20歲招工到地質(zhì)勘探隊，一干就是43個春秋。他在平凡的工作崗位上，善于發(fā)現(xiàn)和提出問題，并能不斷探索解決問題，研發(fā)的多項技術(shù)成果填補了我國空白，讓學生深刻理解國人在促進科技進步方面一直做著堅持不懈的努力，增強學生民族自信心自豪感，同時講述中國目前35MP以上的高壓柱塞泵技術(shù)卡脖現(xiàn)象，技術(shù)先進性、工作可靠性、使用壽命、變量機構(gòu)控制功能和動靜態(tài)性能指標上都有較大差距，基本相當于國外上世紀90年代初水平，激發(fā)學生科技報國的意愿，增加學生學習的動力和興趣。（2）泵工作原理時，可以引入針管模型和噴農(nóng)藥動態(tài)圖，增加課程生動性，提高學生學習的興趣。（3）在泵拆裝實驗教學過程中，課前觀看拆裝視頻，課程中首先教師演示，強調(diào)正確操作規(guī)范和注意事項。在學生練習中，分組分工練習，要求拆裝、視頻錄制、講解等內(nèi)容，培養(yǎng)學生相互合作的團隊精神，最后教師要根據(jù)學生的拆裝過程給與評價，同時更深一步強調(diào)規(guī)范操作，整理整潔等方面的工作要求，培養(yǎng)學生認真踏實細心的工作態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)。第四章液壓執(zhí)行元件（課程目標2 思政目標P5、P6、P7）[教學內(nèi)容與要求]了解各種液壓液壓馬達的分類、特點及結(jié)構(gòu)形式；了解并掌握各種液壓馬達的工作原理主要性能參數(shù)及計算；了解高速及低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達工作原理；理解常見液壓缸工作原理及結(jié)構(gòu)特點、主要性能參數(shù)計算等；掌握液壓缸活塞運動速度、推力等參數(shù)的計算。[教學重點]單桿雙作用液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)以及相關(guān)參數(shù)計算；液壓馬達的工作原理[教學難點]單桿式雙作用液壓缸差動聯(lián)接時活塞速度與推力計算；馬達參數(shù)計算。[課程思政要素]（1）通過資料展示，讓學生理解我國目前液壓氣壓元件生產(chǎn)制造的現(xiàn)狀，以及在國際市場上產(chǎn)量以及排名。讓學生深刻意識到我們是制造大國，但是我國的制造技術(shù)水平距離世界前列還有很長的路要走，激發(fā)學生科技報國的志向，增強學生學習的動力和興趣。（2）通過向同學介紹有關(guān)液壓元件《液壓缸的設計制造》《液壓缸設計手冊》等輔助書籍，向同學展示元件在設計加工中技術(shù)難題和有關(guān)故事，提高學生學習的興趣，同時讓學生明白在設計過程中不僅要掌握正確的科學方法和手段，還要有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和堅持不懈的科學精神。第五章液壓控制元件（課程目標2 思政目標P3、P5、P6、P7）[教學內(nèi)容與要求]了解液壓閥的分類，以及各種閥正常工作性能要求。了解并掌握各種方向閥、壓力閥、流量閥的結(jié)構(gòu)形式；工作原理及工作特點等；并掌握合理選擇液壓閥的方法。[教學重點]換向閥的換向原理和滑閥機能。先導式溢流閥的工作原理和應用；減壓閥和溢流閥的主要區(qū)別；流量閥節(jié)流口的形式，進油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負載特性、最大承載能力及效率。[教學難點]換向閥滑閥機能的理解及選擇；先導式溢流閥及調(diào)速閥的工作原理；減壓閥和溢流閥的職能符號區(qū)別；節(jié)流口的形式，進油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負載特性；[課程思政要素]通過講述液壓閥工藝加工過程及控制技術(shù)的應用等知識，培養(yǎng)學生善于思考，善于理論聯(lián)系實際，綜合運用知識的能力和嚴謹務實的態(tài)度。第六章液壓系統(tǒng)的輔助裝置（課程目標2 思政目標P6、P7、P10）[教學內(nèi)容與要求]了解蓄能器、濾油器、油箱、管路和管接頭、密封裝置和其它附件的結(jié)構(gòu)功能和用途。理解熟悉并掌握各種輔助元件的職能符號和用途。[教學重點]密封裝置的選用；濾油器的正確使用；濾油器、蓄能器的功用。[教學難點]蓄能器的功能及應用[課程思政要素]通過講述液壓輔件(密封件、過濾器、冷卻器)的安裝調(diào)試、維護檢查、故障診斷與排除等知識，培養(yǎng)學生善于思考，善于理論聯(lián)系實際，提高學生學習的興趣。第七章液壓基本回路（課程目標2 思政目標P5、P6、P7）[教學內(nèi)容與要求]理解并熟悉常見的基本回路的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及特點；掌握常見基本回路的壓力、流量、速度等基本參數(shù)的分析和計算；[教學重點]各種調(diào)速回路、快速運動回路、速度切換回路、順序動作回路的工作原理和特性，學會自己設計一些簡單的基本回路。[教學難點]各種調(diào)速回路特性分析計算。[課程思政要素]通過講述各種基本回路等理論知識的基礎上，組織學生參與實驗回路設計與搭建等教學實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生善于思考，善于理論聯(lián)系實際，讓學生明白在追求科學真理的過程中，既要掌握正確的科學方法和手段，還要有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和堅持不懈的科學精神。第八章典型液壓傳動系統(tǒng)（課程目標2 思政目標P5、P6、P7）[教學內(nèi)容與要求]了解組合機床液壓系統(tǒng)的基本回路組成和此液壓系統(tǒng)特點；了解M1432型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)的液壓工作原理和此液壓系統(tǒng)特點；了解其他常見的典型液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及特點。[教學重點]理解并掌握常見典型液壓系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點。[教學難點]理解并掌握常見典型液壓系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點。[課程思政要素]通過典型液壓系統(tǒng)的講述，培養(yǎng)學生善于理論聯(lián)系實際，讓學生明白在實際工作中要以理論知識為基礎，同時還要掌握正確的科學方法和手段和堅持不懈的科學精神。第九章 液壓系統(tǒng)的設計計算（課程目標2 思政目標P5、P6、P7）[教學內(nèi)容與要求]理解并掌握液壓系統(tǒng)設計計算的內(nèi)容、方法和步驟。[教學重點]液壓系統(tǒng)設計計算的內(nèi)容、方法和步驟[教學難點]液壓系統(tǒng)設計計算的內(nèi)容、方法和步驟[課程思政要素]通過液壓系統(tǒng)設計計算的講述，培養(yǎng)學生工程思維，嚴謹認真的科學研究精神，同時培養(yǎng)學生善于理論聯(lián)系實際，讓學生明白在實際工作中要以理論知識為基礎，同時還要掌握正確的科學方法和手段和堅持不懈的科學精神。五、課程內(nèi)容對課程目標的支撐根據(jù)本課程內(nèi)容，課程內(nèi)容對課程目標的支撐如下表所示：課程內(nèi)容課程目標1課程目標2課程目標3第一章緒論1第二章液壓傳動基礎知識第三章液壓動力元件0.3第四章液壓執(zhí)行元件0.3第五章液壓控制元件0.3第六章液壓輔助元件0.1第七章液壓基本回路0.8第八章典型液壓系統(tǒng)0.2第九章液壓系統(tǒng)設計計算0.2注：表中課程內(nèi)容對課程目標的支撐矩陣，可根據(jù)支撐程度用0.1-1間數(shù)字表示。四、有關(guān)教學環(huán)節(jié)的要求1、教學方法：教學方法包括理論知識講授、課堂討論、自學、實驗課、答疑。（1）理論知識講授：以教師課堂講授為主，讀閱參考文獻、書籍為輔；積極開展課程思政教學方法改革，原則上根據(jù)課程內(nèi)容和課程思政元素采取靈活、分散的方法，把思政要素放在合適的課堂內(nèi)容里、環(huán)節(jié)上，選擇最具代表性圖片或視頻、使用案例教學，使得學生在掌握理論知識解決工程實際問題的基礎上，具備作為未來工程師的社會責任感、民族自豪感和國家榮辱觀，以此達到液壓工程教育與思政教育的有機融合。（課程目標1、3）（2）課堂討論：由教師布置內(nèi)容、提供參考書，學生自己準備，課堂上圍繞提出的問題進行討論，加強課堂師生互動、生生互動，組織學生以討論、研討、發(fā)言、演講的形式參與到課堂中，鍛煉團隊協(xié)作、獨立思考、勇敢表達。（課程目標3）（3）自學：由教師布置自學內(nèi)容，提出重點，指導學生學習。（課程目標1）（4）實驗課：教師指導，學生獨立操作?；谡n程理論知識設計液壓回路原理圖方案、在實驗臺上搭建回路，連接電信號控制回路，完成實驗，觀察回路中各元件狀態(tài)動作，分析并解釋原因，從而達到理論知識與實際問題相結(jié)合。（課程目標2、3）（5）答疑：針對課程的重點和難點及學生提出的問題，教師組織進行答疑。幫助學生掌握理論知識，運用流體基礎知識，液壓工程計算等角度學會分析問題、解決問題。（課程目標2、3）2、教學手段：優(yōu)化教學手段，深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)與課堂教學，實現(xiàn)線上、線下，課前、課中、課后全過程教育。在教學過程中要掌握傳授知識和培養(yǎng)智能的辯證關(guān)系，特別注意培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力，始終貫徹教書育人的思想。講授應靈活多樣，始終貫徹啟發(fā)式教學，做到重點突出、層次清楚、聯(lián)系實際。（課程目標1、2、3）。課程實驗課要求在液壓與氣壓傳動實驗室分組進行，學生應在預習的基礎上，在教師的指導下進行獨立操作，之后并做好觀察和記錄。課后完成相應實驗報告。以分組實驗等活動，來體現(xiàn)團結(jié)合作。（課程目標1、2、3）3、作業(yè)要求：課外作業(yè)的內(nèi)容選擇基于對基本理論的理解和鞏固，培養(yǎng)綜合計算和分析能力、判斷能力以及充分利用圖書館資源及互聯(lián)網(wǎng)資源的能力。作業(yè)要求工整繪圖，整齊認真，步驟完整。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和一絲不茍的職業(yè)素養(yǎng)。（課程目標1、2、3）。4、課程考試：本課程為專業(yè)選修課程，選修考查課。課程考核內(nèi)容為本大綱規(guī)定內(nèi)容，成績評定一般采用結(jié)構(gòu)成績，總評成績由期末考試成績和平時成績兩部分構(gòu)成，注意：期末考試成績?yōu)?0分以下，不允許加平時成績。期末考試可以為開卷考試或提交大作業(yè)。若為開卷考試，試卷命題范圍應涵蓋課程的所有章節(jié)，試題應反映基礎知識的掌握程度和靈活應用所學知識的能力，增加計算及分析能力試題分數(shù)，對學生的知識、能力和素質(zhì)等進行綜合考核。若為提交大作業(yè)，大作業(yè)題目考核應體現(xiàn)課程內(nèi)容的綜合性應用。（課程目標1、2、3）平時成績由作業(yè)、實驗、課堂表現(xiàn)等幾部分構(gòu)成，培養(yǎng)學生認真細心的學習態(tài)度，課后自主查閱參考資料及文獻的能力，實驗課程中踏實細心認真的工作作風，理論聯(lián)系實際和綜合運用知識的能力。（課程目標2、3）具體成績組成如下表所示：成績組成序號成績組成比例2平時課堂表現(xiàn)10%3作業(yè)15%4實驗15%5期末考試60%總計100%評價標準：（1）平時作業(yè)評分標準平時作業(yè)評分標準，見下表所示。平時作業(yè)評分標準平時作業(yè)情況得分作業(yè)嚴格按要求并及時完成；書寫清晰、邏輯性強，正確率90%以上，沒有抄襲情況。75-100作業(yè)按要求并及時完成；書寫清晰，正確率