液壓與氣動實(shí)訓(xùn)室虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式的應(yīng)用

張佳

摘 要：液壓與氣動實(shí)訓(xùn)室虛實(shí)結(jié)合符合專業(yè)教育目標(biāo)，通過模擬真實(shí)環(huán)境打破了時間、空間限制，實(shí)訓(xùn)模式簡單、高效。但是現(xiàn)階段虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式效果不理想，在諸多方面存在問題，有待進(jìn)一步完善。接下來，筆者結(jié)合實(shí)踐研究，就液壓與氣動實(shí)訓(xùn)室虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式的應(yīng)用方法展開分析。

關(guān)鍵詞：液壓與氣動課程 虛實(shí)結(jié)合 實(shí)訓(xùn)模式 應(yīng)用方法

虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式是指進(jìn)行虛擬仿真實(shí)訓(xùn)展開教學(xué)，有助于學(xué)生扎實(shí)專業(yè)理論知識，培養(yǎng)開放的思維，采取分段、結(jié)合方法擴(kuò)大視野、創(chuàng)新思維。這種教學(xué)模式不會受到較多因素限制，實(shí)現(xiàn)了不同實(shí)驗(yàn)場景模擬與運(yùn)行，模擬傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不足，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

一、虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式分析

伴隨著新課程改革的深化，對于教學(xué)方法提出了新的要求，要求創(chuàng)新教學(xué)方法、創(chuàng)新理念，從而探究式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、任務(wù)驅(qū)動等先進(jìn)的教學(xué)模式得到了廣泛應(yīng)用。液壓與氣動課程具有抽象性、復(fù)雜性特點(diǎn)，重視學(xué)生的實(shí)踐操作能力培養(yǎng)。因此，加大實(shí)訓(xùn)教學(xué)成為必然，傳統(tǒng)教學(xué)以實(shí)物設(shè)備教學(xué)為主，不過市場上很多液壓和氣動實(shí)訓(xùn)設(shè)備與教材不匹配，實(shí)訓(xùn)設(shè)備組件和液壓元件不兼容，液壓設(shè)備異常、組件老化等諸多不穩(wěn)定因素決定了教學(xué)不僅要依賴實(shí)訓(xùn)教學(xué)，還需要適當(dāng)融入虛擬教學(xué)理念，采取虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式從而達(dá)到取長補(bǔ)短作用。不同的教學(xué)模式發(fā)揮不同作用，彌補(bǔ)教學(xué)不足。其實(shí)，結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)分析，實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)效果最為理想，有助于學(xué)生操作技能提高。綜合分析，實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)和虛擬實(shí)訓(xùn)各有優(yōu)點(diǎn)和不足，首先，實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)模擬了真實(shí)環(huán)境，虛擬實(shí)訓(xùn)適用于不同液壓系統(tǒng)創(chuàng)建適應(yīng)性，可以結(jié)合需要創(chuàng)建液壓系統(tǒng)并檢測。實(shí)物設(shè)備則具有較強(qiáng)的局限性。其次，虛擬實(shí)訓(xùn)液壓組件演示簡單、無需較大經(jīng)濟(jì)投入。兩種教學(xué)模式各有所長，因而建議在液壓與氣動課程中建議采取虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式。[1]

二、液壓與氣動實(shí)訓(xùn)室虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式的應(yīng)用

液壓與氣動實(shí)訓(xùn)室虛實(shí)結(jié)合對學(xué)生實(shí)踐操作、技能水平提高具有積極作用，為今后走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。對此，各校應(yīng)給予高度重視，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與人才培養(yǎng)理念展開教學(xué)，創(chuàng)新新的虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式。[2]

1.創(chuàng)建教學(xué)平臺

虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式強(qiáng)調(diào)以虛擬的設(shè)備為實(shí)驗(yàn)器材，創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行仿真操作，教學(xué)方法先進(jìn)、實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的豐富、擴(kuò)大了教學(xué)深度與廣度，有助于學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。虛實(shí)結(jié)合根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生在虛擬的條件下實(shí)驗(yàn)，以此達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo)。為彌補(bǔ)虛擬實(shí)驗(yàn)缺乏真實(shí)環(huán)境體現(xiàn)不足，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室已有資源，如：繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置、電力電子、電力拖動實(shí)驗(yàn)裝置、發(fā)電系統(tǒng)、智能配電等智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，借助物聯(lián)網(wǎng)、測控技術(shù)試驗(yàn)中心等裝置，學(xué)習(xí)先進(jìn)成果，借助實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站分享實(shí)驗(yàn)資源。該階段主要引導(dǎo)學(xué)生對液壓與氣動系統(tǒng)有基本的認(rèn)識，打破陌生感，教師將操作視頻發(fā)布到學(xué)習(xí)平臺，便于學(xué)生觀看學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)后能夠模仿對接正確的液壓線路。秉承著課程設(shè)計(jì)、實(shí)踐訓(xùn)練、運(yùn)行的理念創(chuàng)建數(shù)字仿真與半實(shí)物仿真一體的虛實(shí)實(shí)訓(xùn)模式，為液壓與氣動教學(xué)創(chuàng)造條件。

2.實(shí)訓(xùn)方法

該環(huán)節(jié)實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)是利用液壓元件的串聯(lián)完成一定功能的基本回路，學(xué)生通過自主分析解決問題。結(jié)合該專業(yè)特點(diǎn)將現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)融合，實(shí)現(xiàn)真正的虛實(shí)結(jié)合，融入專業(yè)特征、創(chuàng)新教學(xué)體系、創(chuàng)新教學(xué)方法、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。結(jié)合電路仿真設(shè)計(jì)與測試的基礎(chǔ)層次、物理模擬與混合仿真的拓展層次、工程運(yùn)行與驗(yàn)證為主的創(chuàng)新層次，不同層次設(shè)置不同實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)形式。提出問題后準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、采集實(shí)驗(yàn)信息、數(shù)據(jù)分析、討論研究、證明、練習(xí)、總結(jié)的模式。以學(xué)生為主體的教學(xué)方法，獨(dú)立思考、探索分析，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識。虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式各層次中，結(jié)合數(shù)字仿真、半實(shí)物仿真融合的模式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，分層設(shè)置虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)模式。重視基本技能、專業(yè)技能、科研能力提升。

例如：在基礎(chǔ)的液壓基本回路的實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)后進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室，根據(jù)實(shí)現(xiàn)基本回路所需要的條件選擇液壓元件，隨后，創(chuàng)建仿真環(huán)境，對不同液壓元件能夠滿足要求的壓力、方向、速度的條件進(jìn)行液壓仿真模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)、連接和調(diào)試，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行液壓實(shí)訓(xùn)臺的實(shí)際操作，在實(shí)現(xiàn)模擬仿真基礎(chǔ)上，增加操作機(jī)會，使對元件的連接有仿真提升到實(shí)物層面。從而使理論與實(shí)踐融合起到知識鞏固作用，總結(jié)仿真結(jié)果后了解實(shí)際液壓基本回路的組成、操作方法，虛實(shí)融合。虛實(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)模式關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過程設(shè)計(jì)，達(dá)到虛擬仿真和實(shí)驗(yàn)相互，打破傳統(tǒng)課程時間、空間限制。

3.雙向教學(xué)評價

虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)審核檢查學(xué)生在不同條件下解決問題的能力，教學(xué)評價分為虛實(shí)兩個環(huán)節(jié)，同時也有助于學(xué)生學(xué)習(xí)主動性激發(fā)。考察中，教師結(jié)合學(xué)生設(shè)計(jì)、操作、仿真、測試等評分，一些特殊的環(huán)節(jié)可以通過合作完成實(shí)訓(xùn)，教師自由提問。此外，也可以結(jié)合學(xué)生設(shè)計(jì)的作品展開審核，實(shí)現(xiàn)雙向教學(xué)評價。雙向教學(xué)評價有助于學(xué)生思維創(chuàng)新、保證安全的條件下為創(chuàng)新思路提教學(xué)支持。

實(shí)踐證明，虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)對教學(xué)具有積極作用，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將抽象知識變得具象化，降低學(xué)生理解、操作難度，增加記憶、鞏固知識點(diǎn)。虛擬環(huán)境與現(xiàn)實(shí)設(shè)備融合，采取分段、結(jié)合的形式為學(xué)生提供更多操作機(jī)會，提高綜合技能水平，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用、學(xué)有所用。[3]

結(jié)語

總而言之，虛實(shí)結(jié)合適用于不同教學(xué)環(huán)境，只要將實(shí)物設(shè)備與軟件虛擬融合即可，再根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)、狀態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)模式，有助于虛實(shí)實(shí)訓(xùn)模式作用發(fā)揮，推動液壓與氣動教學(xué)改革深化，達(dá)到理想的教學(xué)效果。同時，虛實(shí)結(jié)合不僅有助于提高教學(xué)質(zhì)量，最重要的是讓學(xué)生實(shí)踐能力得到了提高，扎實(shí)專業(yè)理論知識，提高學(xué)習(xí)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]劉香清.工學(xué)結(jié)合模式下《液壓氣動》實(shí)踐性教學(xué)改革研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（23）.

[2]孫治國.液壓與氣壓傳動課程數(shù)字化教學(xué)改革與實(shí)踐[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（23）.

[3]徐雪鋒，舒慧建，呂闖，高波.我國氣動鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品概況[J].鑿巖機(jī)械氣動工具，2018（04）.