基于FESTO液壓氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)

基于FESTO液壓氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)基于FESTO液壓氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791〔2022〕02〔b〕-0000-00

作者簡介：宋飛燕〔1977-〕，女，滿族，內(nèi)蒙古赤峰人。講師職稱，2022年獲碩士研究生學(xué)位，主要研究方向?yàn)榭刂评碚撆c控制項(xiàng)目。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)是利用有壓流體〔壓力油或壓縮空氣〕為介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)控制和運(yùn)動(dòng)的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)的各種領(lǐng)域，特別是近十幾年來，它與傳感技術(shù)、微電子技術(shù)密切結(jié)合，開展成包括傳動(dòng)、控制與檢測(cè)在內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)，已成為生產(chǎn)自動(dòng)化不可短少的重要伎倆【1】。?液壓與氣動(dòng)技術(shù)》在機(jī)械大類高等教育的課程中，已成為一門重要的專業(yè)課，同時(shí)也是一門能直接用于項(xiàng)目實(shí)際的學(xué)科。2022年，我院利用歐元貸款購買了德國FESTO公司全套教學(xué)培訓(xùn)設(shè)備，其中包括20臺(tái)套液壓與氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和配套FluidSIM仿真軟件。設(shè)備的引進(jìn)結(jié)束了黑板上做實(shí)驗(yàn)的艱難教學(xué)條件，實(shí)現(xiàn)了“任務(wù)下達(dá)――設(shè)計(jì)和仿真〔利用FluidSIM軟件〕――安裝與調(diào)試〔利用FESTO液壓氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備〕――任務(wù)檢查和評(píng)估〞這種任務(wù)驅(qū)動(dòng)式【2】教學(xué)。

1FESTO液壓氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和FluidSIM軟件

FESTO氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)包括能夠完成各種常規(guī)回路的控制閥十余套，能夠完成氣動(dòng)線性工作元件根本控制、復(fù)合控制、步進(jìn)控制、順序控制、壓力控制、電氣動(dòng)回路的故障排除和維護(hù)保養(yǎng)等工程。液壓實(shí)訓(xùn)平臺(tái)提取出實(shí)際生產(chǎn)過程中常用的液壓元件和各種電氣元件，按照工藝應(yīng)用而配備，可以進(jìn)行典型液壓元件、液壓回路等工程的實(shí)訓(xùn)。FluidSIM軟件由德國FESTO公司專門用于液壓、氣動(dòng)及電氣液壓、電氣氣動(dòng)設(shè)計(jì)與仿真的軟件。包括FluidSIM-P和FluidSIM-H兩個(gè)子模塊，分別用于氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該軟件操作簡便，靈活，具備豐盛的多媒體教學(xué)資料，含有150多種規(guī)范的液壓、氣動(dòng)和電氣元件。使用該軟件，可以方便的實(shí)現(xiàn)回路的連接和仿真，可以通過單步仿真逐步理解回路的原理或者進(jìn)行回路的調(diào)試。通過設(shè)置，可實(shí)時(shí)察看系統(tǒng)中各個(gè)元件的參數(shù)值，如缸體的運(yùn)動(dòng)速度、輸出力、油路壓力、泵體壓力等等。實(shí)訓(xùn)設(shè)備和仿真軟件為任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)做一體化教學(xué)提供了硬件根底。

2仿真和實(shí)操相結(jié)合的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式設(shè)計(jì)和實(shí)施

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)本質(zhì)是通過“任務(wù)〞來誘發(fā)、加強(qiáng)和維持學(xué)習(xí)者的成就動(dòng)機(jī)。成就動(dòng)機(jī)是學(xué)生學(xué)習(xí)和完成任務(wù)的真正動(dòng)力系統(tǒng)【3】。學(xué)生在實(shí)踐和學(xué)習(xí)的過程中，經(jīng)過屢次實(shí)踐獲得成功，體驗(yàn)到需要得到滿足后的樂趣，逐漸穩(wěn)固了最初的求知欲，從而形成一種比擬鞏固的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。在設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式時(shí)，教師作為設(shè)計(jì)者，需注意如下幾個(gè)問題：

1、任務(wù)設(shè)計(jì)要契合項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)際，以項(xiàng)目工程作為引導(dǎo)。要讓任務(wù)的設(shè)計(jì)貼近學(xué)生學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際工程，要有相應(yīng)的背景知識(shí)作鋪墊。示例，機(jī)械加工中心液壓回路任務(wù)，需要學(xué)生對(duì)加工中心的外觀、結(jié)構(gòu)、工作原理具備初步的了解，否那么，不易理解和分析出系統(tǒng)需要有夾緊缸、進(jìn)給缸等執(zhí)行元件。

2、在任務(wù)實(shí)施過程中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)清任務(wù)的輪廓、所蘊(yùn)含的目標(biāo)指向和目的意義。教師要努力發(fā)明條件引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)，但不可越俎代庖、過多干預(yù)，否那么學(xué)生無法真正體驗(yàn)到成功的高興。教師要愛護(hù)學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的勇氣，激勵(lì)學(xué)生自主探究完成任務(wù)。示例，液壓缸差動(dòng)連接任務(wù)，學(xué)生已經(jīng)在教師的傳授下理解了執(zhí)行元件在回路中需要利用普通連接實(shí)現(xiàn)工速運(yùn)動(dòng)、利用差動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，則下一步，就需要自行選擇元器件實(shí)現(xiàn)二者在行程某點(diǎn)上的切換。這需要用到學(xué)生們?cè)谇靶蛘n程中習(xí)得的關(guān)于換向閥和行程控制的知識(shí)以及其邏輯推理能力。此時(shí)，教師要沉得住氣，激發(fā)學(xué)生自行設(shè)計(jì)，以期其取得成功后的高興、自信和滿足。

3、在任務(wù)檢查和評(píng)估過程中，教師要及時(shí)引導(dǎo)和總結(jié)，使學(xué)生對(duì)習(xí)得的技能、經(jīng)驗(yàn)和素養(yǎng)養(yǎng)承認(rèn)識(shí)更加清晰化和深刻化。教師要不吝贊美之辭，對(duì)學(xué)生取得的成績和表現(xiàn)出來的人格閃光點(diǎn)給予肯定和激勵(lì)。培養(yǎng)學(xué)生之間相互尊重、相互觀賞，相互學(xué)習(xí)的風(fēng)尚，營造和諧的師生關(guān)系。在學(xué)生通過自身或者團(tuán)隊(duì)的努力成功完成了某個(gè)任務(wù)，教師要告訴學(xué)生：你具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力、推理能力、合作能力、敘述能力、良好的環(huán)境愛護(hù)意識(shí)、保護(hù)集體財(cái)務(wù)意識(shí)等等，要明確告訴學(xué)生，你不遲到、不早退，就是養(yǎng)成了紀(jì)律意識(shí)和尊重他人的素質(zhì)，你完成任務(wù)不作弊、不取巧、按時(shí)提交，這就是老實(shí)守信和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)。教師要善于總結(jié)，善于賞識(shí)教育，正所謂“我看青山多嫵媚，青山看我應(yīng)如是〞，良好師生關(guān)系不但是對(duì)學(xué)生人格的塑造具備強(qiáng)大的力量，同時(shí)教學(xué)相長，對(duì)教師育人能力的也是極好的促進(jìn)。表1是我院液壓局部教學(xué)選取內(nèi)容和任務(wù)設(shè)置。

表1我院液壓局部教學(xué)選取內(nèi)容和任務(wù)設(shè)置表

序號(hào)

學(xué)習(xí)情境

學(xué)習(xí)子情境〔任務(wù)〕

學(xué)時(shí)

合計(jì)學(xué)時(shí)

1

千斤頂液壓系統(tǒng)分析

1.1液壓傳動(dòng)認(rèn)知

4

8

1.2液體缸的拆裝

4

2

供熱油罐車的液壓系統(tǒng)分析

2.1液壓泵及液壓馬達(dá)

8

24

2.2方向閥及方向控制

8

2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和安裝

8

3

機(jī)械加工中心液壓系統(tǒng)分析

3.1流量閥及流量控制

8

16

3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和安裝

8

4

注塑機(jī)液壓系統(tǒng)分析

4.1壓力閥和壓力控制

8

16

4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和安裝

8

5

動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)分析

5.1多種速度控制

8

16

5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和安裝

8

3任務(wù)驅(qū)動(dòng)式“教、學(xué)、做〞一體化教學(xué)模式教學(xué)效果和拓展

我院?液壓與氣動(dòng)技術(shù)》課程