论文部分内容阅读
液压与气压传动技术是机械传动技术的一种重要形式，同时也是电子技术、计算机技术、控制技术与机械技术之间重要的结合点。在机电一体化技术研究与应用过程中，液压与气压系统是一种重要的传动手段，也是一种典型的控制对象。如今，液压传动的应用程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。随着我国科学技术的不断发展和进步， 液压与气动技术已经在国民经济建设的各个领域发挥着巨大的作用，人们对液压与气动技术的认识也越来越高，过去常说的机、电一体化技术，现在已成为机、电、液一体化技术。因此，高等职业技术院校机电类专业早已把《液压与气动技术》纳入必修的专业基础课行列。
一、目前教学中出现的问题
传统教学计划中总教学课时在100 学时以上，其中包括10 个课时左右的实验学时。随着高职高专教学模式由三年的理论教学变为2+1教学模式，《液压传动》课程的总教学学时已缩至50 学时左右。如何处理好教学学时与应达到的教学目标这一矛盾，是这门课程教改面临的第一关。随着铁路行业的飞速发展，笔者所在的铁路院校的在校生数量急剧上升，而我校的实验室人员和设施的增长却跟不上学生数量的增长，导致做实验时常出现十几个学生共用一台实验器材的现象。此外，随着新技术的不断出现和物价的持续上涨，新型实验器材的价格也不断上涨，这制约着高校实验器材的购买和更新。我校的学生中有高考失利的优等生，有学习成绩略差的高中毕业生， 有初中中专班升入大专的学生。学生的知识水平是参差不齐的。面对以上问题，除了加大资金投入、政策扶持外，还要求广大教师充分利用现有条件，使用液压仿真技术来达到教学目标。结合教学经验和工程实际，笔者认为液压仿真软件FluidSIM可以在课堂教学中解决这些问题。
二、FluidSIM 软件介绍
FluidSIM软件由德国Festo公司和杜伊斯堡大学联合开发，专门用于液压传动和气压传动的教学与培训。它分为两个独立的部分：FluidSIM—H用于液压传动教学;FluidSIM—P用于气压传动教学。软件主要包括三个主要模块： 绘图功能模块、系统模拟仿真功能模块及综合演示功能模块。 <E：＼123456＼速读·上旬201602＼Image＼QQ截图20151216144403.png>
图1 元件库
绘制液压原理图是很繁琐的工作，FluidSIM 软件通过提供基本回路图和元件职能符号，辅助液压系统的绘制，从而使设计者更专注于系统的设计。绘图功能模块中含有100 多种标准液压、气动、电气元件，包含了创建新的回路所必需的气动和电气元件，利用该模块实现液压、气动及电气回路的设计及绘制。图1 所示是系统提供的元件库，在新建文件后，用户首先用鼠标从元件库中拖动所需的元件或回路图至绘图区域中的期望位置上，进行元件的布置。完成元件布置后，在两个选定的油口之间可自动绘制液压管，从而完成液压回路的搭建。
三、FluidSIM软件在理论教学改革中的应用
1.用于演示复杂元件的图形
一些结构复杂的元件，有时教材中插入的图形是采用机械制图的图样绘制的，较为详细准确，但是有时受版面限制显示的图形太小且都是黑白色，扫描到PPT中讲解时投影到屏幕上的图形显示不清楚，导致讲解时学生听课情绪受到影响。采用FluidSIM软件后，软件中配有复杂元件的结构原理图，不同的结构采用不 同的颜色，非常清晰。具体使用方法为：在“教学”菜单栏中的“工作原理”对话框中，选择相应的元件后单击确定，即可演示相应的元件工作原理图，如图2所示。此外，在仿真文件中用右键单击液压元件的职能符号后，选择“元件图片”就可以直接演示出相应元件的实物照片，使学生对液压元件有了更直观的认识。
<E：＼123456＼速读·上旬201602＼Image＼QQ截图20151216144409.png>
图2 教学影片
2.设计与仿真液压系统的回路
下面以磨床工作台液压系统仿真过程来介绍。启动软件，首先我们可以看到界面非常直观，元件库在左半部分，设计界面在右半部分，我们可以直接用鼠标从左边的元件库中拖拉气压元件放在右边的设计区进行设计，回路可以课前设计，也可在课堂上边学边设计。回路仿真过程中动态截屏如图3，其中红色线条代表进油管路。在仿真的过程中，暂停仿真过程，查看各个元件的状态和参数，如鼠标右键点击气压源和气缸符号，在右键菜单中选择“属性”，则显示对应元件当前的参数。通过上述过程的训练，学生可进行多学科知识的学习和融合，提高了学生的综合能力，为学生进入实际工作岗位打下了坚实的基础。
<E：＼123456＼速读·上旬201602＼Image＼QQ截图20151216144417.png>
图3 磨床工作台液压仿真
四、结论
实施教改后，取得了良好的教学效果，使师生能在课上、课下都产生良好的互动，学生的探索欲显著增强;从基本元件认识、基本回路连接到复杂回路联动，每个环节都能让学生运用仿真软件得到反复练习，提高了学生的动手能力，极大地激发了学生的学习兴趣;有效地培养了学生的创新意识，学生的分析能力和创造力有了明显提高;授课教师的业务水平也有了提高，达到了教改项目的预期效果。
参考文献：
[1] 左健民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2000.
[2] 隋文臣，等.浅谈FluidSIM 液压仿真软件在教学中的应用[J].液压与气动，2007，（6）：73-76.
[3] 郭津津，王晓兰，袁旭.FluidSIM 软件在《液压传动》教学中的应用[J].机床与液压，2011，（2）.
湖南省教育科学“十二五”规划2015年度立项课题《“4+1”模式的高职《电工与电子技术》微课开发与应用》XJK015CZY073。
一、目前教学中出现的问题
传统教学计划中总教学课时在100 学时以上，其中包括10 个课时左右的实验学时。随着高职高专教学模式由三年的理论教学变为2+1教学模式，《液压传动》课程的总教学学时已缩至50 学时左右。如何处理好教学学时与应达到的教学目标这一矛盾，是这门课程教改面临的第一关。随着铁路行业的飞速发展，笔者所在的铁路院校的在校生数量急剧上升，而我校的实验室人员和设施的增长却跟不上学生数量的增长，导致做实验时常出现十几个学生共用一台实验器材的现象。此外，随着新技术的不断出现和物价的持续上涨，新型实验器材的价格也不断上涨，这制约着高校实验器材的购买和更新。我校的学生中有高考失利的优等生，有学习成绩略差的高中毕业生， 有初中中专班升入大专的学生。学生的知识水平是参差不齐的。面对以上问题，除了加大资金投入、政策扶持外，还要求广大教师充分利用现有条件，使用液压仿真技术来达到教学目标。结合教学经验和工程实际，笔者认为液压仿真软件FluidSIM可以在课堂教学中解决这些问题。
二、FluidSIM 软件介绍
FluidSIM软件由德国Festo公司和杜伊斯堡大学联合开发，专门用于液压传动和气压传动的教学与培训。它分为两个独立的部分：FluidSIM—H用于液压传动教学;FluidSIM—P用于气压传动教学。软件主要包括三个主要模块： 绘图功能模块、系统模拟仿真功能模块及综合演示功能模块。 <E：＼123456＼速读·上旬201602＼Image＼QQ截图20151216144403.png>
图1 元件库
绘制液压原理图是很繁琐的工作，FluidSIM 软件通过提供基本回路图和元件职能符号，辅助液压系统的绘制，从而使设计者更专注于系统的设计。绘图功能模块中含有100 多种标准液压、气动、电气元件，包含了创建新的回路所必需的气动和电气元件，利用该模块实现液压、气动及电气回路的设计及绘制。图1 所示是系统提供的元件库，在新建文件后，用户首先用鼠标从元件库中拖动所需的元件或回路图至绘图区域中的期望位置上，进行元件的布置。完成元件布置后，在两个选定的油口之间可自动绘制液压管，从而完成液压回路的搭建。
三、FluidSIM软件在理论教学改革中的应用
1.用于演示复杂元件的图形
一些结构复杂的元件，有时教材中插入的图形是采用机械制图的图样绘制的，较为详细准确，但是有时受版面限制显示的图形太小且都是黑白色，扫描到PPT中讲解时投影到屏幕上的图形显示不清楚，导致讲解时学生听课情绪受到影响。采用FluidSIM软件后，软件中配有复杂元件的结构原理图，不同的结构采用不 同的颜色，非常清晰。具体使用方法为：在“教学”菜单栏中的“工作原理”对话框中，选择相应的元件后单击确定，即可演示相应的元件工作原理图，如图2所示。此外，在仿真文件中用右键单击液压元件的职能符号后，选择“元件图片”就可以直接演示出相应元件的实物照片，使学生对液压元件有了更直观的认识。
<E：＼123456＼速读·上旬201602＼Image＼QQ截图20151216144409.png>
图2 教学影片
2.设计与仿真液压系统的回路
下面以磨床工作台液压系统仿真过程来介绍。启动软件，首先我们可以看到界面非常直观，元件库在左半部分，设计界面在右半部分，我们可以直接用鼠标从左边的元件库中拖拉气压元件放在右边的设计区进行设计，回路可以课前设计，也可在课堂上边学边设计。回路仿真过程中动态截屏如图3，其中红色线条代表进油管路。在仿真的过程中，暂停仿真过程，查看各个元件的状态和参数，如鼠标右键点击气压源和气缸符号，在右键菜单中选择“属性”，则显示对应元件当前的参数。通过上述过程的训练，学生可进行多学科知识的学习和融合，提高了学生的综合能力，为学生进入实际工作岗位打下了坚实的基础。
<E：＼123456＼速读·上旬201602＼Image＼QQ截图20151216144417.png>
图3 磨床工作台液压仿真
四、结论
实施教改后，取得了良好的教学效果，使师生能在课上、课下都产生良好的互动，学生的探索欲显著增强;从基本元件认识、基本回路连接到复杂回路联动，每个环节都能让学生运用仿真软件得到反复练习，提高了学生的动手能力，极大地激发了学生的学习兴趣;有效地培养了学生的创新意识，学生的分析能力和创造力有了明显提高;授课教师的业务水平也有了提高，达到了教改项目的预期效果。
参考文献：
[1] 左健民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2000.
[2] 隋文臣，等.浅谈FluidSIM 液压仿真软件在教学中的应用[J].液压与气动，2007，（6）：73-76.
[3] 郭津津，王晓兰，袁旭.FluidSIM 软件在《液压传动》教学中的应用[J].机床与液压，2011，（2）.
湖南省教育科学“十二五”规划2015年度立项课题《“4+1”模式的高职《电工与电子技术》微课开发与应用》XJK015CZY073。