模具設計實驗系統的開發研究

殷燕芳

摘要 模具設計實驗是綜合性、應用性和實踐性較強的課程，它能激發學生對工程問題的興趣，培養學生的工程實踐能力。

關鍵詞 模具設計；實踐能力；教學改革

中圖分類號：G648.2文獻標識碼：A文章編號：1671-489X（2009）04-0111-02

Research on Experimental Teaching System of Die & Mold Technology//Yin Yanfan

Abstract Design of mold is a professional mold course. Its comprehensiveness, application and practicality is considerable. In theory teaching, it is necessary to stimulate student interest in the engineering problems. In the practice teaching, students should be further cultivated in engineering practice ability.

Key words design of mold；reform in teaching；practical ability

Authors address Department of Mechanical Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023

實驗教學是整個教學工程和素質教育的重要環節，培養具有實踐能力和創新精神的高素質人才是社會的要求，在材料成型與控制工程專業的模具課程教學中，顯得尤其重要。模具行業是當今制造業中現代高新技術應用最為集中的領域之一，先進制造技術貫穿于模具的設計、制造及應用全過程。因而模具專業的人才要求懂得傳統的設計制造方法和現代的先進技術，提升其在社會中的競爭力。傳統實驗教學既受客觀物質環境的影響，又受人員素質、時間、空間的綜合制約。建立基于網絡的實驗體系(Web-Laboratory)，將流媒體技術運用于模具課程實驗建設開發中，使實驗內容不受實驗室儀器設備、實驗材料的限制，可以很方便地更新、增加實驗內容，解決實驗經費不足的問題，促進綜合性、設計性、創新性實驗的開設，實現課程的開放性、共享性、交互性、協作性、傳輸性，真正使學生自主學習，提高教育教學質量[1]。

1 流媒體技術

流媒體是指在網絡上以數據流的方式實時發布音、視頻多媒體內容的媒體，“流”概念的提出，徹底改變了因特網上媒體的處理方式。流媒體技術（StreamingMedia Technology）是用于在IP網絡上發布多媒體數據流的技術。這是一個綜合技術，包括采集、編碼、傳輸、儲存、解碼等多項技術，其應用系統分為編碼端、服務器端和用戶終端。在實驗課程中，用編碼器對音、視頻教學信息進行壓縮編碼，通過服務器向學生發送流媒體的軟件，用戶端隨時用播放器進行學習。同時，流式教學信息在網絡環境下可實時傳輸、交互控制，將實驗操作變為共同參與學習過程的多維動態方式，突破抽象邏輯思維的難點、局限，使教學活動更符合人的思維特征，構建交互式學習模式，獲得更好的學習效果和更高的學習效率。

2 實驗素材的收集與制作

實驗素材是以知識點為基礎的，按一定檢索和分類規則組織的資料，包括文字、圖形、聲音、動畫、視頻等多維信息的集合。資料可以從公開發行的素材庫光盤和Internet站點中，篩選、整理出設計實驗教學中需要的素材，還可以通過一些軟件處理及制作各類素材。由于多媒體素材、CAI 課件中包含大量的圖、聲、動畫、視頻等內容，使得一段素材或一個CAI 軟件的容量達幾十兆或幾百兆。要實現網上運行，必須考慮網絡環境下多媒體的特征（特別是視音頻格式）和網絡性能。設計基于流媒體技術的網上視頻播放和直播系統，可解決網絡帶寬不足的瓶頸問題。

2.1 下載流媒體在教學中用到的視頻文件格式一般為dat、rm、avi、wmv、swf等，視頻資源在網絡中基本克服了數據的傳輸、存儲等方面的限制。目前使用的視頻資源格式日益增多，文件體積的增加需要為不同的視頻文件格式選擇與其相對應的播放器。由于這些視頻文件容量過大，通過網絡進行學習時會出現播放不流暢等現象，影響學習效果。同時，網絡上流媒體文件的連接協議并非常見的HTTP、FTP，無法用FlashGet、Netants等常規軟件下載。

目前，StreamBox VCR支持下載的流媒體文件有RM（Real Media）、ASX（微軟流媒體文件）、SMIL（Synchroniaed MultiMedia Integration Language，同步多媒體集成語言）、PLS（MP3）和MOV（QuickTime文件）等多種格式，也支持斷點續傳。StreamBox VCR采用獨特的分析技術可以把隱藏在ASX后的ASF文件和SMIL后的RM文件找出來并進行下載。但StreamBox VCR的下載速度較慢，而影音傳送帶Net Transport的下載速度很快，可以實現HTTP、FTP、MMS、RTSP的下載，也支持這些協議的多線程斷點續傳。下載的ASP、WMV、RM文件若不能播放或未下載完全，可以通過ASFFix和RM-Fix軟件在提示狀態下運行修復。

2.2 制作流媒體文件實驗教學系統的思路是以課程教學內容為對象，以多媒體課件、動畫、視頻及模具實物等為手段，通過典型案例為知識載體，對模具設計過程進行分析，將模具設計內容的所有關鍵知識點串起來，實現研究型的實踐教學。作為多媒體素材的視頻、音頻和動畫等形式的實驗教學資料，可以運用入庫轉換工具生成流媒體文件形式存儲于Real服務器中，同時生成供檢索、瀏覽用的流媒體形式的縮微文件一并存入Real服務器中。利用已有的視頻資源，可將其他格式的視頻文件轉換成FLV等流媒體格式。如利用獨立視頻編碼器 Flash Video Encoder可支持教學視頻資源庫中常見的各種視頻格式，如avi、wmv、mpeg、asf、mov、dat等。通過利用這個視頻編碼工具，可以實現其他視頻文件格式向 FLV流媒體格式文件轉換的目的。在默認參數的設置條件下，既能保證視頻質量，又能使視頻文件體積迅速減小，壓縮比達到10:1。利用Macromedia公司提供的視頻服務器Flash Communication Server，經過相應設置后，就可采取RTMP協議或 HTTP方式實現流式點播。

3 實驗系統的設計

模具行業的實踐性和經驗性很強，課堂教學以書本知識為主線介紹理論知識，模具結構設計的教學比較復雜，學習難度較大。學生缺乏實踐，很難建立對模具的整體概念，對知識的理解、掌握和應用效果不理想。因此，課程的實驗內容的設計是結合教學目標、教學大綱和學生特點，以典型的模具結構為例，按照現代化模具企業的整個生產流程來設計，將過程制作成各階段、系列化、多媒體素材，并將其集合成流媒體實驗課件，實現設計網絡資源共享，通過對實際應用的典型案例分析，培養學生的形象思維和分析解決實際工程問題的能力[2]。

實驗內容緊跟現代模具設計理論與制造技術發展的步伐，應用多媒體等現代化教學手段與生產現場教學、研究性學習、學生參與課堂授課活動等多種授課方式相結合，實現互動式與主動式的教與學模式。以實踐教學環節為主線，建立和完善模具裝拆、測繪、制造綜合實驗室，提高學生動手能力。加強與企業合作，建立現場教學基地和實習基地，特聘企業具有豐富實踐經驗的工程師現場講授設計方案，使學生把所學知識應用于實踐中，提高分析和解決工程實際問題的能力，同時總結在實踐中遇到的技術問題，再通過理論課的學習、畢業設計等加以解決[3]。模具實訓教學設計如圖1所示。

在實驗教學中，以模具設計內容為重點，從產品設計分析入手，按實際模具設計過程與方法，針對模具的功能結構模塊和設計知識，詳細講解設計過程和分析方法，從模具整體設計優化的角度，幫助學生分析功能結構設計的合理性，啟發學生積極思考給出最佳設計方案。在實驗教學中，讓學生使用模具裝拆常用的工具和輔具，親自動手拆開模具，對照實物正確地草繪模具結構圖、部件圖和零件圖，圖紙應達到工程應用水平。針對一副模具讓學生分析其設計和制造工藝方面的優缺點，讓他們認真觀察、思考和積極進行討論。在模具制造、規程實施等環節，學生由于缺乏設計技巧、工藝知識和工程實踐經驗，可帶著問題通過生產實習尋找答案，并將具體生產現場制作成教學多媒體，配合動畫模擬，整合成流式文件實時觀看，讓學生邊設計邊學習，擴大教學條件、場室，使實驗變得生動、有吸引力。

4 結束語

將生動直觀的流媒體網絡課件放在網站上供學生在不同時間點播，課件場景逼真、內容生動直觀、圖像質量好、延時小、交互性強，滿足學生根據自身特點和要求有選擇地點播學習內容，用戶可以通過開始、停止、后退、快進或暫停實現對數據流的最大控制，實現因材施教，交互式教學。互聯網的發展決定了流媒體市場的廣闊前景，流媒體技術已成為影響校園網絡教學的重要技術，基于流媒體傳輸的網絡教學模式必將大大提高網絡教學資源的傳輸利用效率，并對現代教學方式多元化產生深遠的影響。

參考文獻

[1]曹延欣,閆占輝,等.《模具設計》課程的教改實踐[J].理工高教研究,2008,8(4)

[2]王立人,葉久新,等.加強實踐教學改革提高學生模具設計能力[J].大學教育科學,2005(1):64-66

[3]閆波.模具專業課實訓模式初探[J].長治學院學報,2006,10(5)