液壓與氣動實訓室虛實結合實訓模式的應用

張佳

摘 要：液壓與氣動實訓室虛實結合符合專業教育目標，通過模擬真實環境打破了時間、空間限制，實訓模式簡單、高效。但是現階段虛實結合實訓模式效果不理想，在諸多方面存在問題，有待進一步完善。接下來，筆者結合實踐研究，就液壓與氣動實訓室虛實結合實訓模式的應用方法展開分析。

關鍵詞：液壓與氣動課程 虛實結合 實訓模式 應用方法

虛實結合實訓模式是指進行虛擬仿真實訓展開教學，有助于學生扎實專業理論知識，培養開放的思維，采取分段、結合方法擴大視野、創新思維。這種教學模式不會受到較多因素限制，實現了不同實驗場景模擬與運行，模擬傳統實驗不足，值得進一步推廣應用。

一、虛實結合實訓模式分析

伴隨著新課程改革的深化，對于教學方法提出了新的要求，要求創新教學方法、創新理念，從而探究式教學、翻轉課堂、任務驅動等先進的教學模式得到了廣泛應用。液壓與氣動課程具有抽象性、復雜性特點，重視學生的實踐操作能力培養。因此，加大實訓教學成為必然，傳統教學以實物設備教學為主，不過市場上很多液壓和氣動實訓設備與教材不匹配，實訓設備組件和液壓元件不兼容，液壓設備異常、組件老化等諸多不穩定因素決定了教學不僅要依賴實訓教學，還需要適當融入虛擬教學理念，采取虛實結合實訓模式從而達到取長補短作用。不同的教學模式發揮不同作用，彌補教學不足。其實，結合以往教學經驗分析，實物設備實訓效果最為理想，有助于學生操作技能提高。綜合分析，實物設備實訓和虛擬實訓各有優點和不足，首先，實物設備實訓模擬了真實環境，虛擬實訓適用于不同液壓系統創建適應性，可以結合需要創建液壓系統并檢測。實物設備則具有較強的局限性。其次，虛擬實訓液壓組件演示簡單、無需較大經濟投入。兩種教學模式各有所長，因而建議在液壓與氣動課程中建議采取虛實結合實訓模式。[1]

二、液壓與氣動實訓室虛實結合實訓模式的應用

液壓與氣動實訓室虛實結合對學生實踐操作、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。對此，各校應給予高度重視，結合現有實驗室環境與人才培養理念展開教學，創新新的虛實結合實訓模式。[2]

1.創建教學平臺

虛實結合實訓模式強調以虛擬的設備為實驗器材，創建實驗模型進行仿真操作，教學方法先進、實現了教學內容的豐富、擴大了教學深度與廣度，有助于學生實踐能力培養。虛實結合根據虛擬現實、多媒體技術、數據庫、網絡通信模擬實驗環境，學生在虛擬的條件下實驗，以此達到理想的教學目標。為彌補虛擬實驗缺乏真實環境體現不足，結合實驗室已有資源，如：繼電保護實驗裝置、電力電子、電力拖動實驗裝置、發電系統、智能配電等智能電網實驗室，借助物聯網、測控技術試驗中心等裝置，學習先進成果，借助實驗中心網站分享實驗資源。該階段主要引導學生對液壓與氣動系統有基本的認識，打破陌生感，教師將操作視頻發布到學習平臺，便于學生觀看學習，學習后能夠模仿對接正確的液壓線路。秉承著課程設計、實踐訓練、運行的理念創建數字仿真與半實物仿真一體的虛實實訓模式，為液壓與氣動教學創造條件。

2.實訓方法

該環節實訓重點是利用液壓元件的串聯完成一定功能的基本回路，學生通過自主分析解決問題。結合該專業特點將現有實驗教學平臺和虛擬仿真實驗融合，實現真正的虛實結合，融入專業特征、創新教學體系、創新教學方法、優化實驗內容。結合電路仿真設計與測試的基礎層次、物理模擬與混合仿真的拓展層次、工程運行與驗證為主的創新層次，不同層次設置不同實驗實訓的教學形式。提出問題后準備實驗、觀察實驗現象、采集實驗信息、數據分析、討論研究、證明、練習、總結的模式。以學生為主體的教學方法，獨立思考、探索分析，培養學生自主學習能力、創新意識。虛實結合實訓模式各層次中，結合數字仿真、半實物仿真融合的模式虛擬仿真實驗平臺，分層設置虛擬仿真實驗實訓模式。重視基本技能、專業技能、科研能力提升。

例如：在基礎的液壓基本回路的實訓中，學生自主學習后進入實訓室，根據實現基本回路所需要的條件選擇液壓元件，隨后，創建仿真環境，對不同液壓元件能夠滿足要求的壓力、方向、速度的條件進行液壓仿真模擬系統設計、連接和調試，達到設計要求后進行液壓實訓臺的實際操作，在實現模擬仿真基礎上，增加操作機會，使對元件的連接有仿真提升到實物層面。從而使理論與實踐融合起到知識鞏固作用，總結仿真結果后了解實際液壓基本回路的組成、操作方法，虛實融合。虛實結合實訓模式關鍵在于實驗內容與過程設計，達到虛擬仿真和實驗相互，打破傳統課程時間、空間限制。

3.雙向教學評價

虛實結合實驗審核檢查學生在不同條件下解決問題的能力，教學評價分為虛實兩個環節，同時也有助于學生學習主動性激發。考察中，教師結合學生設計、操作、仿真、測試等評分，一些特殊的環節可以通過合作完成實訓，教師自由提問。此外，也可以結合學生設計的作品展開審核，實現雙向教學評價。雙向教學評價有助于學生思維創新、保證安全的條件下為創新思路提教學支持。

實踐證明，虛實結合實驗室實訓對教學具有積極作用，豐富了實驗內容，將抽象知識變得具象化，降低學生理解、操作難度，增加記憶、鞏固知識點。虛擬環境與現實設備融合，采取分段、結合的形式為學生提供更多操作機會，提高綜合技能水平，實現學以致用、學有所用。[3]

結語

總而言之，虛實結合適用于不同教學環境，只要將實物設備與軟件虛擬融合即可，再根據學生學習特點、狀態設計實訓模式，有助于虛實實訓模式作用發揮，推動液壓與氣動教學改革深化，達到理想的教學效果。同時，虛實結合不僅有助于提高教學質量，最重要的是讓學生實踐能力得到了提高，扎實專業理論知識，提高學習水平。

參考文獻

[1]劉香清.工學結合模式下《液壓氣動》實踐性教學改革研究[J].內燃機與配件，2018（23）.

[2]孫治國.液壓與氣壓傳動課程數字化教學改革與實踐[J].內燃機與配件，2018（23）.

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