“互聯(lián)網+”背景下液壓與氣壓傳動課程三位一體教學實踐探索

閔惠芬 繆菊霞

摘要：文章針對節(jié)流調速回路中進、回油節(jié)流調速回路具有相似的調速特性、節(jié)流調速回路的速度受負載和節(jié)流閥開度影響的理論分析困惑引入三位一體的課程教學實踐。嘗試依托泛雅網絡教學平臺，借助FliuidSIM的虛擬仿真功能，通過課前定量仿真、課堂數據分析對教材理論進行驗證，構建教學內容、虛擬仿真和網絡平臺三位一體的課程教學實踐。

Abstract： The paper introduces the teaching practice of the trinity course in view of the theoretical analysis puzzle that the speed of the throttle circuit， which is affected by the load ，and the opening of the throttle valve in the throttle speed control circuit， which has similar characteristics of the throttle speed control circuit. Based on the Fanya network teaching platform and with the virtual simulation function of FliuidSim， this paper tries to verify the textbook theory through pre-class quantitative simulation and classroom data analysis， and constructs teaching practice of the trinity of teaching content， virtual simulation and network platform.

關鍵詞：“互聯(lián)網+”;三位一體;節(jié)流調速回路

Key words： "Internet +";Trinity;throttle speed regulation circuit

中圖分類號：TH137.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）19-0228-02

0? 引言

“互聯(lián)網+”就是利用信息通信技術以及互聯(lián)網平臺，讓互聯(lián)網與傳統(tǒng)行業(yè)進行深度融合，創(chuàng)造出新的發(fā)展形態(tài)，“互聯(lián)網+教育”體現的是用互聯(lián)網思維對教育整體及部分創(chuàng)新，強化技術對教育創(chuàng)新的支撐，加快推進教育的信息化，通過多元的知識獲取方式和個性化的學習方式更好的培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和綜合素質。三位一體課程教學嘗試通過將教學內容、虛擬仿真和網絡教學平臺三方面有機結合，構建一體化的課程建設，從而保證人才培養(yǎng)質量。

1? 教學現狀分析

節(jié)流調速回路由定量泵供油，用流量閥控制流入執(zhí)行元件或由執(zhí)行元件流出的流量，以調節(jié)其運動速度。根據流量閥在回路中安裝位置的不同，節(jié)流調速回路主要分為進油路節(jié)流調速回路、回油路調速回路和旁路節(jié)流調速回路三種形式[1]。教材中在分析三種回路的調速特點時，從力平衡方程出發(fā)，結合孔口流量公式，得出了活塞的運動速度表達式，并根據表達式得出活塞的運動速度與節(jié)流口通流面積成正比，活塞的運動速度會隨負載變化而波動，進、回油節(jié)流調速回路具有相似的調速特性的結論。對于這些結論，由于理論性較強，學生不易理解，在后面系統(tǒng)分析的綜合運用中經常出現問題。

2? 三位一體教學實踐

三位一體課程教學依托泛雅網絡教學平臺，借助FliudSIM軟件的虛擬仿真功能，將定性分析的理論知識通過定量的數據分析進行直觀呈現，使理論教學的內容直觀形象，便于學生理解和掌握?，F以節(jié)流調速回路為例介紹三位一體課程教學實踐探索。

2.1 課前準備

教師通過平臺通知功能發(fā)布課前任務。具體任務為①利用FluidSIM仿真軟件自行選取相關元件，設計節(jié)流調速回路;②在節(jié)流閥開口一定的情況下，記錄負載分別為0，200N，400N，600N，800N，1000N時速度的數值;③在負載一定的情況下，調節(jié)節(jié)流閥的開度分別為50%，60%，70%，80%，90%，100%，記錄相應的速度數值。④思考速度與節(jié)流閥開度、負載之間的關系及形成原因。為了方便數據分析，給定液壓源參數為溢流閥工作壓力6MPa，液壓泵流量12L/min;液壓缸的參數設定為輸出力0-1000N，最大行程200mm，活塞面積5cm2，活塞環(huán)面積2.5cm2。

學生在接到教師的通知后，利用課余時間進行回路設計并完成相應的數據的收集整理，并在平臺上完成作業(yè)上傳。教師在收到學生的作業(yè)后，對學生回路設計中存在的問題進行點評，對設計回路進行分類匯總，并根據實際的作業(yè)情況對學生進行分組，便于在課堂和課后進行集中討論，同時公布分組名單及每組學生的設計回路。

通過對學生的設計回路進行統(tǒng)計和分析，得到的回路圖如圖1所示，其中液壓缸有雙活塞桿式液壓缸和單活塞桿式液壓缸兩種形式，在此不再列舉。

2.2 課堂活動

2.2.1 概念分析? 教師展示學生設計的回路，明確節(jié)流調速回路的名稱由節(jié)流閥所處的位置決定，節(jié)流閥位于進油路上稱為進油節(jié)流調速回路，節(jié)流閥位于回油路上稱為回油節(jié)流調速回路，節(jié)流閥與液壓缸并聯(lián)時，稱為旁路節(jié)流調速回路。學生在教師講解的基礎上對設計的回路進行正確命名，掌握回路判別的方法。

2.2.2 數據分析? 學生在教師引導下對比表1和表2中的數據，發(fā)現采用雙活塞桿式液壓缸的進、回油節(jié)流調速回路的所有數據均相同。在表1的數據中，在節(jié)流閥開度為70-100%的范圍中，速度隨負載增大而減小，變化較明顯;當開度為50-60%時，隨著負載的增加，速度變化不是很明顯;在同一負載條件下，節(jié)流閥開度越大，速度越大。在表3數據中，在節(jié)流閥60-90%之間，速度隨著負載的增大而減小，變化較明顯;在開度為100%時，當負載為0-400N時，速度隨負載的增加而減小，當負載為600-1000N時，速度為0;在同一負載條件下，開度越大，速度越小。

在完成雙活塞桿式液壓缸的數據分析后，教師給出單活塞桿式液壓缸的數據，引導學生思考為什么此時進油節(jié)流調速回路和回油節(jié)流調速回路得到的數據不同？

2.2.3 結論分析

通過學生討論分析，教師給出結論分析：進、回油節(jié)流調速回路具有相似的調速特性;在負載一定的條件下，運動速度僅與節(jié)流閥的開度有關，在進、回油節(jié)流調速回路中，通過節(jié)流閥的流量為進入液壓缸或液壓缸流出的流量，該流量直接決定了液壓缸的速度，在旁路節(jié)流調速回路中，節(jié)流閥和液壓缸并聯(lián)，節(jié)流閥開度越大，進入液壓缸的流量越小，活塞的運動速度也將變小，節(jié)流閥開度越大，兩端壓差越小，并聯(lián)負載取決于最小值，因此在負載超出一定數值后，液壓缸的運動速度為0;在閥口開度一定的條件下，閥口開度達60%以上，速度隨著負載的增加而減小，開度小于60%時，速度隨負載變化波動不大。

2.3 課后提升

課后學生通過完成教師布置的作業(yè)及時對課堂所學的知識進行鞏固。同時，教師在平臺討論區(qū)發(fā)布話題：采用節(jié)流閥的節(jié)流調速回路的速度受負載變化的影響，速度穩(wěn)定性較差，怎樣改進才能提高速度穩(wěn)定性呢？學生通過軟件仿真、選取不同的流量控制閥進行仿真對比和數據對比，對內容進行發(fā)帖回復，師生通過討論平臺實現更好的交流互動，在鞏固的同時實現拓展提高。

2.4 考核評價

三位一體的教學實踐，所有教學活動的開展都離不開學生的積極參與，為能充分調動學生的學習積極性，必須采用合理的考核評價方式。在考核評價過程中，更多的是進行過程評價，教師首先將評價分成線上線下兩個部分，線上評價主要圍繞包括平臺學習任務的完成度、作業(yè)完成度、討論參與度、創(chuàng)新創(chuàng)意等展開，線下評價則從學生課堂參與度、小組合作等多方面進行。通過制定合理的評價體制，可以充分激發(fā)學生的學習興趣，讓學生能更好的投入課程學習。

3? 結論

“互聯(lián)網+”技術在逐步改變教學理念和教學手段，依托網絡教學平臺，采用三位一體的課程教學實踐模式，通過課前虛擬仿真得到定量的數據;課中圍繞數據分析開展教學活動，可以有效降低理論分析的難度，提高課堂教學效果。網絡平臺的強大功能和合理的考核評價方式，能有效增強學生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學生自主學習的熱情。

參考文獻：

[1]閔惠芬.液壓與氣壓傳動[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2018.

[2]許二娟.FluidSIM-H在節(jié)流調速回路教學中的應用[J].輕工科技，2019（10）：93-94.

[3]譚月玲.FluidSIM在液壓調速回路中的應用[J].科技風，2017（9）：297-298.

[4]劉陸明.“互聯(lián)網+”背景下高校通識課程建設的探索與創(chuàng)新[J].信陽農林學院學報，2020（3）：158-160.

[5]李嬋.基于“氣壓傳動”微課程的翻轉課堂教學設計與實踐[J].科技與創(chuàng)新，2020（08）：96-99.