“互联网+”背景下液压与气压传动课程三位一体 教学实践探索
——以节流调速回路为例
Exploration on the Trinity Teaching Practice of Hydraulic and Pneumatic Transmission Course under the Background of "Internet +": Take the Throttle Speed Regulating Circuit as an Example
闵惠芬 MIN Hui-fen
（江阴市华姿中等专业学校，无锡 214401）
（Jiangyin Huazi Secondary Vocational School，Wuxi 214401，China）
摘要：文章针对节流调速回路中进、回油节流调速回路具有相似的调速特性、节流调速回路的速度受负载和节流阀开度影响的理论分析困惑引入三位一体的课程教学实践。尝试依托泛雅网络教学平台，借助 FliuidSIM 的虚拟仿真功能，通过课前定量仿真、课堂数 据分析对教材理论进行验证，构建教学内容、虚拟仿真和网络平台三位一体的课程教学实践。
Abstract: The paper introduces the teaching practice of the trinity course in view of the theoretical analysis puzzle that the speed of the throttle circuit, which is affected by the load ,and the opening of the throttle valve in the throttle speed control circuit, which has similar characteristics of the throttle speed control circuit. Based on the Fanya network teaching platform and with the virtual simulation function of FliuidSim, this paper tries to verify the textbook theory through pre-class quantitative simulation and classroom data analysis, and constructs teaching practice of the trinity of teaching content, virtual simulation and network platform.
关键词：“互联网+”；三位一体；节流调速回路
0 引言
“互联网+”就是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造出新的发展形态，“互联网+教育”体现的是用互联网思维对教育整体及 部分创新，强化技术对教育创新的支撑，加快推进教育的 信息化，通过多元的知识获取方式和个性化的学习方式 更好的培养学生创新能力和综合素质。三位一体课程教 学尝试通过将教学内容、虚拟仿真和网络教学平台三方 面有机结合，构建一体化的课程建设，从而保证人才培养质量
1 教学现状分析
节流调速回路由定量泵供油，用流量阀控制流入执行 元件或由执行元件流出的流量，以调节其运动速度。根据流量阀在回路中安装位置的不同，节流调速回路主要分为 进油路节流调速回路、回油路节流调速回路和旁路节流调速回路三种形式[1]。教材中在分析三种回路的调速特点时，从力平衡方程出发，结合孔口流量公式，得出了活塞的运动速度表达式，并根据表达式得出活塞的运动速度与节流口通流面积成正比，活塞的运动速度会随负载变化而波动，进、 回油节流调速回路具有相似的调速特性的结论。对于这些结论，由于理论性较强，学生不易理解，在后面系统分析的综合运用中经常出现问题。
2 三位一体教学实践
三位一体课程教学依托泛雅网络教学平台，借助 FliudSIM 软件的虚拟仿真功能，将定性分析的理论知识通过定量的数据分析进行直观呈现，使理论教学的内容直观形象，便于学生理解和掌握。现以节流调速回路为例介绍三位一体课程教学实践探索。
2.1 课前准备
教师通过平台通知功能发布课前任务。具体任务为①利用 FluidSIM 仿真软件自行选取相关元件，设计节流调速回路；②在节流阀开口一定的情况下，记录负载分别为 0，200N，400N，600N，800N，1000N 时速度的数值；③在负载一定的情况下，调节节流阀的开度分别为50%，60%，70%，80%，90%，100%，记录相应的速度数值。④思考速度与节流阀开度、负载之间的关系及形成原因。为了方便数据分析，给定液压源参数为溢流阀工作6MPa，液压泵流量12L/min；液压缸的参数设定为输出力0-1000N，最大行程 200mm，活塞面积5cm2，活塞环面积 2.5cm2。
学生在接到教师的通知后，利用课余时间进行回路设计并完成相应的数据的收集整理，并在平台上完成作业上传。教师在收到学生的作业后，对学生回路设计中存在的问题进行点评，对设计回路进行分类汇总，并根据实际的作业情况对学生进行分组，便于在课堂和课后进行集中讨 论，同时公布分组名单及每组学生的设计回路。
通过对学生的设计回路进行统计和分析，得到的回路 图如图 1 所示，其中液压缸有双活塞杆式液压缸和单活塞 杆式液压缸两种形式，在此不再列举。
2.2 课堂活动
2.2.1 概念分析
教师展示学生设计的回路，明确节流调速回路的名称由节流阀所处的位置决定，节流阀位于进油路上称为进油节流调速回路，节流阀位于回油路上称为回油节流调速回路，节流阀与液压缸并联时，称为旁路节流调速回路。学生在教师讲解的基础上对设计的回路进行正确命名，掌握回路判别的方法。
2.2.2 数据分析
学生在教师引导下对比表1和表2中的数据，发现采用双活塞杆式液压缸的进、回油节流调速回路的所有数据均相同。在表1的数据中，在节流阀开度为70-100%的范围中，速度随负载增大而减小，变化较明显； 当开度为 50-60%时，随着负载的增加，速度变化不是很明 显；在同一负载条件下，节流阀开度越大，速度越大。在表3数据中，在节流阀 60-90%之间，速度随着负载的增大而减小，变化较明显；在开度为 100%时，当负载为 0-400N 时， 速度随负载的增加而减小，当负载为 600-1000N 时，速度为 0；在同一负载条件下，开度越大，速度越小。
在完成双活塞杆式液压缸的数据分析后，教师给出单活塞杆式液压缸的数据，引导学生思考为什么此时进油节流调速回路和回油节流调速回路得到的数据不同？
2.2.3 结论分析
通过学生讨论分析，教师给出结论分析：进、回油节流调速回路具有相似的调速特性；在负载一定的条件下，运动速度仅与节流阀的开度有关，在进、回油节流调速回路中，通过节流阀的流量为进入液压缸或液压缸流出的流量，该流量直接决定了液压缸的速度，在旁路节流调速回路中，节流阀和液压缸并联，节流阀开度越大，进入液压缸的流量越小，活塞的运动速度也将变小，节流阀开度越大，两端压差越小，并联负载取决于最小值，因此在负载超出一定数值后，液压缸的运动速度为0；在阀口开度一定的条件下，阀口开度达60%以上，速度随着负载的增加而减小，开度小于60%时，速度随负载变化波动不大。
2.3 课后提升
课后学生通过完成教师布置的作业及时对课堂所学的知识进行巩固。同时，教师在平台讨论区发布话题：采用节流阀的节流调速回路的速度受负载变化的影响，速度稳定性较差，怎样改进才能提高速度稳定性呢？学生通过软件仿真、选取不同的流量控制阀进行仿真对比和数据对比，对内容进行发帖回复，师生通过讨论平台实现更好的交流互动，在巩固的同时实现拓展提高。
2.4 考核评价
三位一体的教学实践，所有教学活动的开展都离不开学生的积极参与，为能充分调动学生的学习积极性，必须采用合理的考核评价方式。在考核评价过程中，更多的是进行过程评价，教师首先将评价分成线上线下两个部分， 线上评价主要围绕包括平台学习任务的完成度、作业完成度、讨论参与度、创新创意等展开，线下评价则从学生课堂 参与度、小组合作等多方面进行。通过制定合理的评价体制，可以充分激发学生的学习兴趣，让学生能更好的投入课程学习。
3 结论
“互联网+”技术在逐步改变教学理念和教学手段，依托网络教学平台，采用三位一体的课程教学实践模式，通过课前虚拟仿真得到定量的数据；课中围绕数据分析开展 教学活动，可以有效降低理论分析的难度，提高课堂教学效果。网络平台的强大功能和合理的考核评价方式，能有效增强学生的创新意识，激发学生自主学习的热情。
参考文献：
[1]闵惠芬.液压与气压传动[M].北京：中国建材工业出版社，2018.
[2]许二娟.FluidSIM-H 在节流调速回路教学中的应用[J].轻工科技，2019（10）：93-94.
[3]谭月玲.FluidSIM 在液压调速回路中的应用[J].科技风，2017（9）：297-298.
[4]刘陆明.“互联网+”背景下高校通识课程建设的探索与创新[J].信阳农林学院学报，2020（3）：158-160.
[5]李婵.基于“气压传动”微课程的翻转课堂教学设计与实践 [J].科技与创新，2020（08）：96-99
作者简介：闵惠芬（1975-），女，江苏宜兴人，高级讲师，工学硕士， 主要研究方向为液压与气压传动控制技术。
简评：文章以《液压与气压传动》课程中的节流调速回路为例，结合教学过程中学生存在困惑，理论分析难以理解等方面实际问题，通过采用网络教学平台、借助虚拟软件的仿真功能，通过课前准备，课堂活动，课后提升三个环节开展教学研究和探讨，通过定量数据分析，虚拟仿真对教材理论知识进行验证，构建教学内容、虚拟仿真和网络平台三位一体的课程教学时间模式。将学生难以理解的知识点进行量化分析，有效降低了课堂教学的难度，同时能让学生更好的参与课堂的教学互动，将抽象的公式具体化，将教学落到实处，在专业课的学习过程中具有较大的借鉴作用。