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李晓峰，权建洲，赵 通，周大勇
（空军预警学院雷达士官学校，湖北 武汉 430345）
由于液压技术在现代机动雷达天线的举升、翻转及调平等功能实现中发挥了重要作用，因而士官液压传动课程的教学，不仅要使学员掌握液压元件、基本回路的结构组成、工作原理等基础知识，更要掌握典型雷达液压系统工作原理的分析方法，特别是要能够熟悉雷达液压系统的常见故障现象，掌握故障排除的策略、方法与步骤。
然而液压系统封闭运行，状态不易观察、参数不易检测，特别是液压故障所具有的隐蔽性、多样性、不确定性等特征，决定了液压教学具有如下两个特点：一是理论性与实践性均较强，课程不仅包含以流体力学为基础的液压技术原理知识，更需要培养学员雷达液压系统故障排除的实践性技能；
二是对教学资源的开发有较高需求[1-2]，需要模拟训练系统、动画资源库、微课等作为课程教学的支撑。因此从液压教学的任职需求与特点出发，分析现阶段的教学状况，有针对性地提出教学改革的策略与方法[3-5]，就成为液压教学急需解决的重点问题。
士官液压传动课程的教学，应当以培养学员任职能力为核心，围绕技能讲理论，围绕岗位训技能，最终提升学员分析、解决岗位液压问题的能力。经过系统梳理，可以发现当前液压教学存在的差距与不足。
1.1 教学内容方面
一是岗位指向性不强，雷达液压维修工作的内容、过程及要求体现得还不充分，故障案例库的建设相对滞后；
二是一定程度存在“重理论、轻实践”的问题，理论与实践未能有机融合并实现良性互动，特别是针对雷达液压系统的实践教学比重有待提高。
1.2 教学手段方面
虽然已经具备了一定规模的动画、图片、视频来展现结构与原理，配置了用于拆卸安装的液压元件和回路搭接的实验台，但是缺乏模拟训练的手段，使得学员对雷达液压系统结构与原理的理解不深入，对故障排除流程的掌握不牢固。
1.3 教学方法方面
目前的液压教学还是以传统的讲授式为主，而体现液压课程教学特点的演示法、试错法、类比法等教学法运用的广度和深度还有待加强，学员的思维能力、分析能力以及运用理论知识解决实际问题能力的提升受到一定限制。
1.4 教学能力方面
液压教员目前虽然能够熟练开展拆装、搭接等实践操作，但是对复杂液压故障的排除缺少锻炼，液压维修的经验还不够丰富，而且对现代雷达伺服系统的工作机理、维修保障缺乏深刻理解，机电液一体化的系统思维方法尚未牢固树立。
为及时化解液压教学存在的矛盾与问题，有必要以理虚实一体化教学模式改革为总牵引，在教学内容、教学手段、教学方法及教学能力等方面实现突破，从而有效提升士官学员的维修保障能力。
2.1 瞄准原理认知和技能培养，融合教学内容
为满足雷达液压系统维修保障人才培养的需求，在教学内容的选取方面，一是要以典型雷达液压系统的工作原理为牵引，强化与其联系紧密的液压元件、基本回路的讲解，突出在雷达液压系统中的技术应用分析；
二是以典型雷达液压系统的岗位工作为牵引，突出典型故障案例、维修策略与方法、维修经验与技巧的传授。因此在同时兼顾原理认知与技能培养两方面要求的基础上，要以雷达液压系统的典型工作任务为牵引，构建基于工作过程的课程内容体系。
例如某型雷达天线在架设撤收过程中，发生了因电磁换向阀故障导致液压缸不动作的问题，因此将该问题列为一项典型工作任务，构建理论与实践相融合的教学项目，其教学内容的组织可以概述如下：
1）任务引入。通过播放视频引入真实故障案例，使教学内容反映岗位工作。
2）任务分析。理论讲授液压故障诊断的基本原则和基本方法，使学员掌握液压故障诊断的基本知识。
3）任务实施。首先利用模拟训练系统的雷达液压系统结构和原理演示平台，动态展示其工作过程，并且引导学员分析举升回路的原理图，同时复习举升回路的关键液压元件和基本回路的相关知识，学习电磁换向阀常见故障与排除等知识点，讨论换向阀故障排除的步骤与方法，从而为换向阀故障排除的教学奠定理论基础；
其次在模拟训练系统和液压举升模拟器上，根据故障现象，利用已经掌握的举升回路结构原理和液压故障诊断的知识，逐一排查可能的故障元件，并且明确换向阀故障的原因，从而提升学员在模拟环境下的故障排除能力；
最后在某型雷达的实装液压系统上，查找举升回路及各液压元件的安装位置，辨析液压油液的流通路径，完成换向阀的拆卸、解体、维修、安装等实践操作，从而提升学员液压维修的操作技能。
4）任务拓展。介绍换向阀战场抢修和紧急排故等内容。
5）任务总结。回顾教学重点与难点，并对学员学习情况进行实时评价。
2.2 衔接模拟训练和实装训练，完善教学手段
综合运用虚拟仿真、硬件模拟与实装训练等教学手段，实现虚实融合、循序渐进、优势互补，打牢装备与技术基础，培养维修保障实践技能。一是发挥虚拟仿真的直观形象作用，生动展示雷达液压系统的故障现象、故障元件定位、故障原因查找以及故障排除流程；
二是发挥硬件模拟的过渡铺垫作用，通过雷达液压举升模拟器的工作原理及工作过程演示，在“虚拟”的原理认知到“真实”的排故训练之间架起沟通的桥梁；
三是发挥实装训练的技能培养作用，通过在雷达实装上开展排故、保养训练，直接提升学员的维修保障能力。
针对课程教学缺乏模拟训练手段的缺陷，设计并开发了雷达装备液压维修模拟训练系统，系统结构图如图1 所示，该系统的教学、训练、考核三个模块的功能可以简述如下。
图1 液压模拟训练系统组成框图
2.2.1 教学模块
1）液压元件子模块，构建了轴向柱塞泵、先导式溢流阀等20 余种液压元件的立体模型，可以进行三维结构及三维液流动画的演示，有效克服了学员空间想象能力偏弱的缺陷。
2）基本回路子模块，搭建了调压、卸荷、平衡、调速、锁紧等回路的三维模型，不仅生动展现了基本回路的工作原理，而且加深了学员对于元件作用的理解。
3）液压系统子模块，针对多种型号雷达的液压系统，展现天线举升、翻转、调平等分系统的三维液流动画，通过与职能符号原理图的对照，学员对液压系统工作原理的理解得到加强。
2.2.2 训练模块
1）基础训练子模块。通过采用与实际元件拆装相一致的工艺、方法和工具，学员可以开展雷达典型液压元件的虚拟拆装训练；
通过对液压实验台回路搭接实验的模拟，学员可以开展雷达典型液压基本回路的虚拟搭接训练。
2）维修训练子模块。针对雷达液压系统的天线举升、撤收、翻转及支腿展开等四类工作过程，总结了十余种典型液压故障，在进行排故训练时，首先需要学员根据原理图，在三维液压模型中找出对应分系统的所有液压元件；
其次从故障现象出发，根据液压元件的功能和故障后可能造成的后果，准确定位故障元件；
最后排查所有可能的故障原因，并模拟实际故障排除的流程及操作，完成液压元件的更换或调整工作。
2.2.3 考核模块
针对液压技术的重要知识点，通过设计选择题、判断题来开展理论考核，针对拆装、搭接、排故、维保等模拟训练，设计评价指标体系和评分标准，开展虚拟操作的考核。
2.3 遵循心理认知和技能培养，精选教学方法
以项目式教学法为基础，深化理虚实一体化教学模式的运用，灵活运用演示法、试错法、类比法、案例法、研讨法、启发法、分析法、比喻法等教学方法，运用演示法对课件、动画、视频进行虚拟演示，对液压元件、模型、实验台进行实物演示；
运用试错法开展故障排除的实验教学；
运用类比法对相似的液压元件、回路、系统进行对比分析。
1）演示法。传统的以二维剖视图展示液压元件的结构、以职能符号图展示液压回路及系统的原理，已经不能适应学员的学习基础。因而应当在开发三维模型的基础上，展示液压元件、回路、系统的三维立体结构和三维液流动画，并结合实物、实装进行对比分析，从而极大地提高学员的理解接受程度和学习兴趣。例如在讲解雷达液压系统的工作原理时，传统的职能符号图不能反映液压元件的安装位置和实际液流路径，只有与三维立体液压模型、三维液流动画和实装液压系统进行联合演示，才能加深学员对工作原理的理解，实现原理与实装的有效对接。
2）试错法。在液压实验教学中，可以鼓励学员采用多种实验路径进行试错练习，同时强化师生、生生互动，则会提高学员的参与、体验意识，达到启迪思维、开阔思路的作用。例如在举升故障排除的教学中，可能的故障原因有溢流阀调压失灵、节流阀堵塞、换向阀阀芯卡死或电磁铁故障、平衡阀中的单向阀或顺序阀故障、液压缸故障等，这时需要学员排查所有可能的故障原因，通过不断地试错、尝试、摸索，并在教员的启发引导下，最终实现故障原因的准确定位。
3）类比法。液压课程中存在着大量相似的液压元件、回路、系统，如果抓住其中的有机联系开展教学，不仅会降低教学工作量，学员也会因为辨明了逻辑关系而加深了理解，从而达到事半功倍的教学效果。例如某型雷达的液压系统由蛙腿、调平腿、天线折叠、天线举升等分系统组成，除调平腿分系统外，其余三个分系统在结构组成上相类似，因而在讲解分系统工作原理时，可以只针对典型的举升分系统进行详细介绍，类似分系统则重点阐述在组成、功能、特性等方面的局部差异，学员就会容易抓住重点并实现融会贯通。
2.4 夯实理论基础和维修经验，提升教学能力
液压教员主要来自于地方学历教育院校，从教育理念到实践性教学能力等方面与士官职业技术教育的要求还存在一定差距，因此应当从打牢液压技术基础、强化液压技术运用、拓展液压教学能力三个方面提高教学能力与水平。
1）打牢液压技术基础。由于雷达液压系统包含的液压元件、基本回路类型众多、结构复杂、功能各异，特别是雷达液压系统由各个厂家专门研制，在结构、原理、功能等方面存在较大差异，因而液压教员必须打牢液压技术基础，一是在液压元件方面，液压教员在理论上要掌握雷达液压系统常用的液压泵、马达、液压缸、控制阀及附件的构造特征、液流原理，在实践上要掌握液压元件常见故障的排除方法及维修方法；
二是在基本回路方面，要掌握雷达液压系统常用压力回路、速度回路、方向回路及其他回路的结构组成、工作原理，要能够通过基本回路的虚拟仿真和实物搭接深入理解其功能特性，从而为掌握其在雷达液压系统中的作用奠定良好基础。
2）强化液压技术运用。液压教员要积极拓展专业视野，主动实现液压技术与雷达液压系统维修保障工作的有机结合，同时将固有的理论演绎型思维方法转换为解决雷达液压系统排故修理、操作维护等实践问题的工程思维方法，因而液压教员必须强化液压技术运用，一是在熟练掌握液压元件、基本回路技术原理的基础上，深刻理解各型新体制雷达液压系统的功能作用、安装结构、工作原理；
二是要深入雷达部队和雷达制造、维修厂家，不仅要向液压维修人员学习故障排除的知识和经验、进行排故策略与方法的训练、掌握应急维修的技术和技巧，更要亲身体验雷达液压系统的维修工作，掌握工作的内容、方法、流程和标准要求等事项，逐步培养操作技能并积累实践经验。
3）拓展液压教学能力。现代雷达的伺服系统，不仅仅局限于液压技术的运用，而是涵盖了液压、机械、传感器、自动控制、信息处理和电气工程等多门专业技术，特别是雷达液压故障往往与电气故障、机械故障相互交织、相互影响，因而液压教员必须拓展液压教学能力，一是要树立机电液一体化的系统思维方法，从雷达伺服系统的技术原理出发，主动补齐在电气控制、机械传动两个专业技术领域的知识、技能短板，不仅能够掌握雷达伺服系统的结构组成、工作原理，也能够对伺服系统开展维修保障工作；
二是要加强雷达新伺服系统、新液压技术和新维修工艺、方法的学习，在深刻领悟发展特点与趋势的基础上，开拓出科学研究的新方向。
士官液压传动课程的教学改革，要突出提升士官学员的维修保障能力这个主要目标，并以学员是否满足部队液压维修工作的任职需求为衡量标准。通过教学改革，学员不仅掌握了雷达液压系统工作原理的分析方法，更通过模拟与实装的反复训练，提升了故障分析和排除能力，同时学员的学习兴趣和对教员的教学满意度均得到提高。
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