浅谈问题驱动式教学在高职院校“液压课堂”教学中的应用

发表时间:2021/8/16   来源:《中国教师》2021年第11期   作者:郭震
[导读] 针对高职院校学生的学习特点,本文将以液压课中认知液压传动为例,以问题驱动式教学为本内容的教学策略,浅谈问题驱动式教学在液压课堂教学中是如何应用的。
        郭震
        火箭军士官学校
        摘要:针对高职院校学生的学习特点,本文将以液压课中认知液压传动为例,以问题驱动式教学为本内容的教学策略,浅谈问题驱动式教学在液压课堂教学中是如何应用的。通过层层问题追问引导,学生对知识点学习分析逐步解决问题,最终认知液压传动的工作原理,对液压传动有深刻的理解。实现问题驱动式教学在液压教学中的应用,有很好的课堂效果。
关键词:问题驱动式;高职院校;液压教学
        高职院校目前在我国院校占比相对较大,而高职院校的学生数量也在逐年递增,高职院校的学生获得信息的能力较强,求知欲、学习积极性较高,但高职院校学生的基础较为薄弱,抽象思考能力不高。因此,在上课时需采用问题驱动式教学,以问题为牵引,环环相扣,从而引导学生学习,发挥其主观能动性,积极思考并解决问题,通过问题牵引使学生在课堂上化被动为主动,实现学生在课堂上身份转变。
一、情境设置
        教师首先要明晰认知液压传动这节课的教学内容及明确教学目标。认知液压传动要求学生能够说出液压传动的定义、理解液压传动的工作原理。为了能够设置合理的问题引导,情境设置是必不可少,由教学内容可知,液压传动是一个动态过程,用一个较小的力通过油液传动到终端顶起重物。如果单纯的给学生讲解过程,引入时枯燥且无味,学生对其不感兴趣,课堂效果不佳。但是如果给学生设置情境,引发学生思考,液压系统其实就在我们身边,当车爆胎需要更换轮胎时,这时就需要使用液压千斤顶将车顶起进行维修。引出液压千斤顶实际上就是一个最简单的液压传动系统,贴合生活,学生才能够培养兴趣更好地学习本节课的内容,将分析液压千斤顶的工作原理作为突破口,介绍液压传动的工作原理及组成,学生更容易类比,更容易理解。
二、问题牵引
        选定了介绍液压千斤顶作为认知液压传动的突破口,就需要学生了解其内部结构及工作原理。同时,教师还需在课件上下一定功夫,单纯的图片对于了解液压千斤顶功用还不够直观全面,理解中可能存在误差。因为高职院校学生的形象思维优于抽象思维,而视频、动图方式有助于思考理解,在对千斤顶的介绍及使用过程这里采取了视频播放的呈现形式,让学生能够仔细观察工作全过程。观看视频前,教师还需提前进行观看引导,这样做的目的是让学生思考千斤顶工作过程时有针对性,例如人使用手动杆的动作幅度、活塞运动的情况等。
        通过观察过后,教师针对整个工作过程开始提出问题,这一步骤是问题驱动式教学的重点,目的在于引发学生思考,通过设置悬念,学生产生疑问好奇,一步步对内容的学习最终自主解决问题,达到问题牵引的效果。问题设置应层层递进,具有一定的逻辑性,而每个问题则对应一个相应的知识点,体现了知识体系的完整性。
        根据液压千斤顶使用过程及现象,设置了三个问题作为牵引:
        1.为什么通过不断按压千斤顶杠杆就能将重物顶起?
        2.为什么用较小的力就能顶起很大的重物?
        3.为什么手按压的速度那么快而重物上升的那么慢?
        
三、问题分析
        问题设置与内容相匹配,每个问题的回答都对应一知识点,在教学实施过程中,对问题应层层解决,每个问题解决的背后都是通过学生的努力思考、小组研讨得出的。接下来对待每个问题进行分析与解答:
1.为什么通过不断按压千斤顶杠杆就能将重物顶起?
        分析:液压千斤顶的工作过程可以分为两个步骤,工作原理如图所示,吸油过程与压油过程,首先是吸油过程:上抬杠杆→小活塞上移→单向阀1打开且单向阀2关闭→油液进入小液压缸;其次是压油过程:下压杠杆→小活塞下移→
单向阀1关闭且单向阀2打开→油液进入大液压缸→顶起大活塞。

液压千斤顶工作原理
        2.为什么用较小的力就能顶起很大的重物?
        设大、小活塞的横截面积分别为A2、A1,作用在大活塞上的负载力为G。该力在液压缸中所产生的液体压力P2为:
         P2=G/A2
        理想状态下,不考虑管道中的压力损失,所以液压泵的排油压力P1等于液压缸中的液体压力P2,即:
P1=P2=P
        为了克服负载力使液压缸活塞运动,作用在手动液压泵活塞上的作用力F应为:
         F=P1A1
        在A2、A1一定的情况下,负载力G越大,系统中的压力P也越高,所需的作用力F也越大,液压传动的第一个特征:液压传动中工作压力大小取决于负载。
        3.为什么手按压的速度那么快而重物上升的那么慢?
        设手动液压泵活塞向下移动高度为h1,液压缸活塞向上移动高度为h2,则有:
          h1A1=h2A2
        上式两边同除以运动时间得
v1A1=v2A2=qv
式中:
v1,v2——手动液压泵活塞和液压缸活塞的平均运动速度;
         qv——液压泵输出(或液压缸输入)的平均流量。
        可得:
         v2=qv/A2
        液压传动的第二个特征:活塞的运动速度只取决于输入流量的大小,与外负载无关。
四、反思总结
        问题驱动式教学是一种教学策略,在讲授式教学方法中,问题驱动式经常被用做其中,问题驱动式教学以关键问题为主线,引导问题为辅进行的一种教学策略。在实际教学中,以问题引导的形式贯穿整堂课的教学,通过教师一个一个问题的提出,学生一个一个问题的解决,进而完成本堂课的教学任务。在问题提出和解决过程中实现课堂师生的互动,从而培养学习善于思考的学习习惯,以此达到共同提高的目的。
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