FluidSIM在中職《液氣壓技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：液氣壓技術(shù)是機電類的一門重要課程，但單一的教學(xué)模式和抽象的理論令學(xué)生望而卻步。FluidSIM是一種較好的解決這一問題的仿真手段，它讓教學(xué)過程變得生動有趣，學(xué)生也可在學(xué)習(xí)中根據(jù)實際情況實時補充相應(yīng)的理論知識。在教學(xué)過程中利用該仿真軟件并結(jié)合多媒體教學(xué)，可收到較好的效果。

關(guān)鍵詞：FluidSIM；仿真；液氣壓；電氣控制

《液氣壓技術(shù)》是中職機電類專業(yè)的一門重要課程，有較強的實踐性，要求學(xué)生掌握液氣壓常用元件、元件的選用及典型系統(tǒng)的工作原理和簡單的調(diào)試方法。盡管目的明確，但中職液氣壓教學(xué)的效果一直不盡如人意。究其原因，有這樣幾種情況。（1）陳舊的教學(xué)方法和教學(xué)觀念的制約，部分學(xué)校的部分教師仍然采用單一的教學(xué)手法，不能做到以人為本，觀念決定行為；（2）部分學(xué)校由于硬件的原因，不能做到“做中學(xué)，學(xué)中做”的教學(xué)一體模式，致使學(xué)生對該技術(shù)的認識僅停留在對文化課的認識上，而這恰恰是專業(yè)課學(xué)習(xí)的大忌；（3）職業(yè)學(xué)校尤其是中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生文化基礎(chǔ)差，接受能力差，對學(xué)習(xí)沒有興趣，缺乏主動學(xué)習(xí)的熱情。筆者在所任教的班級做過調(diào)查，在專業(yè)課學(xué)習(xí)中，對教師授課的基礎(chǔ)知識基本不懂的占70%以上，其余學(xué)生中的大部分也只在懵懂之中。如何提高教學(xué)效果，成了液氣壓技術(shù)教學(xué)中的核心問題。隨著現(xiàn)代科教技術(shù)的發(fā)展，很多教師在教學(xué)中采用了多媒體引入了聲音、圖片、動畫等。這對學(xué)生產(chǎn)生了一定的視覺沖擊，但這種沖擊所起的作用只是短暫的，液氣壓學(xué)習(xí)中枯燥無味的現(xiàn)象還是沒有得到根本的解決。

我們在教學(xué)中一方面采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，另一方面引入FluidSIM仿真軟件，收到了較好的效果。

一、FluidSIM軟件的功能及特點

FluidSIM軟件由德國Festo公司Didactic教學(xué)部門和Paderborn大學(xué)聯(lián)合開發(fā)，是專門用于液壓與氣壓傳動的教學(xué)軟件。

1.利用該軟件，能夠補充液氣壓相關(guān)知識

軟件本身自帶相關(guān)液氣元件的說明、插圖、圖片和教學(xué)影片。圖1所示為方向控制閥的實物圖，借助該圖，學(xué)生會有很直觀的視覺感受，然后利用幫助文件來學(xué)習(xí)其相關(guān)知識，如符號、作用及其典型回路等，如圖2所示。圖3為教學(xué)資源的菜單，內(nèi)含演示文稿、工作原理、影片等。圖4為影片的打開窗口，可選擇相關(guān)的影片進行了解和學(xué)習(xí)。

2.利用該軟件，可以很方便地進行液氣壓知識的學(xué)習(xí)

利用FluidSIM軟件學(xué)生可以輕松地進行氣動、電—氣動、液壓、電液知識的學(xué)習(xí)。由于該軟件中的元件符合DIN標準，所以用戶可以很方便地設(shè)計出符合國家工業(yè)標準的電氣控制和液氣壓回路圖，并自動檢測和驗證系統(tǒng)；由于元件參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍與實際設(shè)備完全一致，所以可對設(shè)計的系統(tǒng)進行準確的模擬及測試；強大的仿真功能可以實時顯示系統(tǒng)實際控制時的動作，形象、直觀、逼真，使教學(xué)真正地“活”“動”起來，機和電也得到了真正的銜接，課堂與現(xiàn)場的距離拉近了，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也充分調(diào)動了，學(xué)生在興趣和樂趣中學(xué)習(xí)，取得了極佳的教學(xué)效果。與此同時，學(xué)生學(xué)會了學(xué)習(xí)，能獨立思考，全面鍛煉和提高了學(xué)生的組織能力和創(chuàng)新能力。

二、FluidSIM軟件的典型應(yīng)用

1.設(shè)計液氣壓回路

FluidSIM仿真軟件包括兩個部分：一個是針對氣動系統(tǒng)仿真的FluidSIM-P，另一個是針對液壓系統(tǒng)仿真的FluidSIM-H，這兩種操作界面相同，使用方法相似。圖5為利用FluidSIM-P進行的氣動回路的設(shè)計，該回路可實現(xiàn)純氣動的分料功能。左面為元件庫，右邊為工作窗口，可以直接將左側(cè)的元件拖到右邊，用鼠標按照回路的要求直接連接，也可根據(jù)設(shè)計要求調(diào)整氣路，連接完畢后進行參數(shù)的設(shè)計，比如氣缸行程的設(shè)計、負載的設(shè)定等。按下仿真按鍵，回路中相應(yīng)的元件會在接受指令后產(chǎn)生動作，同時氣路中通路顯示加粗藍色，直觀而形象。

2.電氣控制回路的設(shè)計

在FluidSIM中，有大量的電控元件可供選擇，因此我們可以設(shè)計和液壓、氣動回路相適應(yīng)的電氣控制回路，且可以同時實現(xiàn)液氣壓和電氣控制的仿真。圖6為一分料裝置的電—氣控制回路。

當按下SB時，YA1得電，5/2電磁閥的閥芯左移，左位接通，在壓縮空氣的作用下，活塞右移，此時活塞撞塊離開行程開關(guān)SQ1，YA1失電，由于該閥具備記憶功能，故要保持活塞向右的運動狀態(tài)，直到撞塊壓向SQ2，YA2得電，5/2電磁閥的右位接通，使活塞回縮。在此工作過程中，氣動回路和電控回路分別用紅色和藍色的粗線條來表示接通路徑，直觀而醒目。

三、引入FluidSIM仿真軟件取得的效果

1.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高

在授課中，學(xué)生集中注意力時間明顯的變長了。讓人感到更加欣慰的是，授課氣氛變好，有更多的學(xué)生加入了互動。

2.學(xué)習(xí)效果變好

通過演示和學(xué)生自己動手，學(xué)生對原理的把握變得主動，希望能搞清回路動作的原因，而不是停留在簡單的應(yīng)付作業(yè)和令他們厭煩的考試。

3.教師授課更加省心

整個教學(xué)過程更加符合“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)思想”。學(xué)生有更加主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，教師只需做積極的引導(dǎo)即可。

參考文獻：

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[2]季明善.液氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009（1）.

[3]孫樹文.FluidSIM仿真軟件在機電一體化教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2008（5）.

（作者單位 江蘇省無錫技師學(xué)院）

編輯 薄躍華