摘要：在教育教学与信息化技术逐渐融合的背景下，传统的教学方式很难激发学生的学习兴趣，难以实现教育教学效果的最优化。为了获得更理想的教学效果，需要在教学过程中融入信息化教学手段。通过借助虚拟仿真软件，让液压气压元件、液压气动系统回路做到“流动起来”，以直观的视觉效应吸引学生的注意力，加深他们对液压与气动传动系统的理解。

关键词：虚拟仿真；液压与气动应用技术；任务驱动

引 言

在新形势下，职业教育应当根据学生的特点，调整理论课程和实操课程比例，更加注重学生实践能力的培养。结合目前液压与气动应用技术课程教学存在的诸多弊端，我们需要找出有效的改革措施，提高教学质量。以虚拟仿真技术为媒介对液压与气动应用技术课程实施教学改革探索，主要利用UG、Flash、Automation Studio仿真软件引入虚拟仿真技术，对液压气压元件的工作原理、功能特性以及液压气动系统基本回路进行虚拟仿真演示，构建新的教学模式，提高课程教学效果。

1.液压与气动应用技术课程教学问题分析

液压与气动应用技术课程的传统教学模式主要为教师课堂讲解，所学内容几乎全部由老师讲授，学生只是一味机械式地听讲。这一教学模式单一、缺乏活力，没有考虑职教学生基础知识薄弱、理论知识接受能力差的特点。此外，液压与气动应用技术课程的教学实践操作与理论教学的比例往往难以平衡，液压与气动实训室的实训设备也很难满足所有学生一起实训的需求。课中学生动手实操时间有限，并且学生在进行液压系统或气动系统实操的过程中，只是照着老师的演示进行模仿，很少带着问题去思考。实践课时与理论课时安排不合理、实训设备缺少等因素严重影响了液压与气动应用技术课程的教学效果。

2.液压与气动应用技术课程教学改革方向

任务驱动教学以任务为引线，学生围绕任务进行小组讨论、课上答疑、实操演练、成果展示等教学环节，落实课堂上以学生为主、学生为本的教学理念，通过任务驱动使学生更加直接地进入液压系统的应用和实践。考虑到液压与气动应用技术课程内容具有抽象、元件示意图复杂、系统实践性强等特点，以任务为引线，学生可以清晰地掌握知识要点，同时可培养学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。在课程设计中，任课教师需要预先以项目的形式对液压与气动应用技术课程所涵盖的知识点进行划分整合，每个项目分为理论知识和实践操作两部分。在教学过程中教师借助网络教学平台给学生下达任务，学生利用虚拟仿真软件按照要求完成虚拟仿真模拟演练。

3.基于虚拟仿真技术的液压与气动应用技术课程教学改革探索

3.1模拟液压气压元件的拆解过程

液压气压系统中液压缸、控制阀是系统的核心元件，这些元件结构与工作原理学习起来相对抽象。学生可以在实训室拆装液压气压元件，来达到了解其内部构造和工作原理的目的。但是大部分高职院校实训条件达不到学习的要求，实训室缺乏足量的液压气压元件，再加上学生拆装过程长，元件损耗大，拆卸后零件损坏或丢失，不能进行多次重复拆装，导致教学效果不明显。

教师借助UG软件，开发液压气压元件的三维模型，制作相应的虚拟拆装视频。教师引领学生在UG软件上演示液压气压元件的虚拟拆装，以此方式讲解其工作原理。这种课程设计清晰易懂，学生上课也有兴趣，学习积极性也高。同时解决了在实训室拆装液压气压元件的一些弊端，并且课下学生可以随时复习，自己练习液压气压元件的拆装过程，实现了不在实训室也能完成实操课程。

3.2模拟液压气压元件工作原理

在学习液压系统和气动系统时，我们要学会带着问题去分析，很多知识点是抽象的，不易用语言来说明，需要用直观的表达方式来解释。例如液压泵是如何吸入低压油输出高压油的？控制阀是如何控制液压油、压缩空气的流动方向、压力及流量的？利用Flash软件对液压气压元件进行动画模拟演示其工作过程，通过动态效果演示，学生可以直接观看这些元件的工作过程，这种教学方式更直观生动，可有效帮助他们理解这些液压气压元件的工作原理。

3.3液压气动系统基本回路的虚拟仿真

液压气动系统一般由一个或多个基本回路组成。以往课堂上很多学生只是照本宣科地去搭建液压基本回路，他们很少会分析基本回路为什么会有这样的功能。目前大多数高校的液压实训设备老旧，存在油箱、油管漏油的现象，不利于学生的实操。且实训设备缺乏，1个小组分配1个实训台，每组有5人左右，导致很多学生只是观看组内成员搭建基本回路测试其功能，以致实操课程达不到预期效果。

基于信息化技术的广泛应用，利用Automation Studio软件搭建液压气压系统回路观察系统中执行元件的速度、位移压力的变化。利用该换向回路仿真演示执行元件的运动状态，查看系统各处的压力变化。并且通过改变系统各元件的调定值参数，观察液压系统压力、流量的变化，帮助学生掌握各元件的作用以及基本回路的功能实现。

4.虚拟仿真教学实践效果分析

虚拟仿真技术融入液压课程教学，可以使复杂液压系统问题条理化、抽象的液压元件问题形象化。以虚拟仿真软件结合实训室设备的教学方法解决实训设备不足的问题，充分拓展了课堂。把项目引入课堂，以任务驱动的方法引导学生思考、探究、讨论、自主完成实操演练等教师布置的任务。这样的教学方式做到课堂上以学生为中心，让学生经历整个课程所有的环节，课程不仅丰富多彩，同时学生的参与度也大大提高，他们在每个项目上都有收获，教学效果明显提高。利用虚拟仿真技术与实训室结合，一方面提高了实训课程的效果，另一方面学生利用仿真软件平台可以模拟实现许多现实生活中运用液压系统的案例。学生面对的不再是抽象、复杂、模糊的液压系统，这样的课程更加充实、更易被接受。

5.结束语

把虚拟仿真技术与液压与气动应用技术课程结合进行教学实践探索，极大地提高了教学质量。这种教学方式有以下优势：

1）通过课程结合虚拟仿真技术教学可以使学生对抽象的理论知识有更直观的理解，帮助学生迅速理解和掌握液压与气动的基本知识；

2）课程以项目形式展开，学生首先听教师讲解项目液压气动元件和液压气动系统，然后根据教师分配的任务讨论设计液压气压回路，利用仿真软件对其模拟演示。通过这种方式教学可以增强学生学习的主动性，实现理想的教学效果；

3）由于液压气压系统设计回路时选择的元件并不是固定的，利用仿真软件，学生可根据任务要求选择不同的元件，优化设计的液压气动回路，然后通过对比分析，选出最合适的回路；

4）将虚拟仿真技术融入液压与气动应用技术课程教学，可将抽象的液压知识以直观、生动的方式展现给学生，帮助学生轻松掌握教学内容。

参考文献

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