多媒體技術和《沖壓工藝與沖模設計》教學整合初探

摘要:多媒體技術在《沖壓工藝與沖模設計》課程教學中已廣泛應用,多媒體教學表現出傳統教學所無法比擬的優越性。本文擬對《沖壓工藝與沖模設計》課程教學與多媒體技術整合進行探討,以便提高課堂教學效果,開拓模具教學新途徑。

關鍵詞:多媒體技術;沖壓工藝與沖模設計;教學;整合

概念分析:多媒體技術和多媒體教學

隨著計算機技術的發展和普及,多媒體技術已經廣泛運用在各科教學中,尤其對于涉及大量圖形的模具設計與制造專業來說更是如此。它把書本知識轉換為直觀形象、圖文并茂、情景交融、有聲有色的多媒體課件,對學生的理解認知有較好的輔助作用。

(一)多媒體技術

多媒體的英文單詞是Multimedia,它由media和multi兩部分組成,可理解為多種媒體的綜合。多媒體技術不是各種信息媒體的簡單復合,它是一種把文本、圖形、圖像、動畫和聲音等形式的信息結合在一起,并通過計算機進行綜合處理和控制,能支持完成一系列交互式操作的信息技術。

(二)多媒體教學

多媒體教學的基本模式課堂演播教學模式(課堂講解教學模式)。這種教學模式在課堂教學中主要有兩種方式:教學呈現和模擬演示。

個別化教學模式個別化教學模式的多媒體課件一般包括:介紹部分、教學控制、激發動機、教學信息呈現、問題應答、應答診斷、應答反饋及補救、結束。與個別化教學模式相對應的多媒體課件有兩類:多媒體教材和教輔類電子讀物。

(三)多媒體教學組成

完成多媒體教學需完成素材制作—課件制作—演播三個過程包,具體如圖1所示:

《沖壓工藝與沖模設計》教學與多媒體技術的整合點

傳統的模具教學模式下存在一些較難解決的問題,如模具掛圖效果欠佳,復雜機構(如側刃、斜楔等)動作較難表達,零件沖壓過程不直觀,模具零件加工裝配工藝流程不夠形象,模具新技術、新產品、沖壓新工藝的介紹缺乏生動等。多媒體技術則為冷沖壓工藝及模具設計的教學改革提供了整合點。

傳統模具教學的慣用手段是利用掛圖,通常使用的掛圖一般是布制和紙制掛圖,教師在演示某個模具結構或者圖解時存在一個先入為主的問題,掛圖是全面呈現到學生面前,缺少一個循序漸進的接受過程,且靜態的掛圖沒有動作,對于初學者理解模具動作較為抽象,學生被動跟隨教師的思路進行。采用多媒體技術則可以很好地解決這一問題,如圖2所示:

該模具裝配圖可幫助學生理解并掌握同類模具的結構及其動作原理,傳統的講解方法是:掛圖——學生認識零件編號名稱——假想模具上下模動作及其他附屬機構動作——教師對圖分析——學生反饋理解。學生在學習時存在的主要困難是:首先模具零件不夠具體形象,其次模具動作復雜,沖孔凸模和凸凹模的運動、卸料板的運動、推件及頂件系統的運動,學生對各部分運動關系一頭霧水,就算利用實物模型解釋也難以讓學生了解其內部運作情況。針對這種情況,多媒體手段則可很好地解決此類問題。

掛圖無紙化 為了向學生最大限度地展示模具結構,可以利用pro/E實體造型。pro/E的實體造型功能很強,且可生成爆炸圖,模具各部分的組成關系一目了然。也可利用flash來繪制平面圖,利用它繪制的平面圖色彩鮮艷,通過色彩區分較為直觀,既可放大也可縮小,很容易看清一些細微結構,如圖3、圖4所示。

模具動作高度仿真無論利用模具模型與模具實物,學生很難看清楚模具工作時的動作過程,利用多媒體技術制作的動畫則很好地解決了這個問題。圖3中,學生觀察這個模具的立體剖視圖很容易搞清楚凸模、凸凹模的關系,材料與擋料銷與導料銷的位置關系以及推件系統、卸料系統和頂件系統的動作關系,學生觀察完畢運行動畫,讓它按規定的模具動作運動并最終生產出產品,學生在觀察、反饋、質疑的過程中對模具結構、模具各部分的作用有一個較清晰的認識,反復觀察后自己就可總結出該模具各部分結構動作的先后次序與動作原理,并最終達到教學目的。圖4所示的是該模具flash動畫的截圖,它也可以很直觀地演示該模具結構及實際工作時各零件的動作,為了方便學生細致觀察還可以實現局部放大,當把鼠標移到相應的模具零件上時,該零件馬上顯示出名稱,這樣也便于學生對模具零件名稱及功能的理解識記。通過多媒體軟件的高度仿真,學生對模具結構及動作的理解要容易很多。

利用錄像設備展示模具制造裝配及沖壓生產全過程,提高學生的感性認識模具設計與模具制造密切相連,單純的文字闡述模具加工工藝及裝配過程顯然有一定的困難。利用互聯網搜集相關的視頻或者自己動手錄像,把模具制造的相關知識制作成視頻專輯供學生學習則可收到較好的效果。筆者在實踐中制作的模具視頻專輯包括模具普通加工技術(車、銑、刨、磨、鉗),模具數控加工技術,模具電加工技術,模具裝配調整技術,典型模具零件的加工流程,寶馬車外殼加工流程等,這些視頻對提高學生的學習興趣及學習效果起到了較好的作用。

利用互聯網介紹新產品、新工藝模具技術不斷發展,出現了不少的新產品、新設備、新工藝,如高精度連續模、電磁沖床、模具柔性制造技術及模具涂層技術等,可借助校園網在互聯網上搜集相關信息,制成電子課件,讓學生及時了解到模具界發展的最新動態,增加學習興趣。

多媒體技術對模具重點難點的解決手段為學生的自學創造了條件,充分發揮以學生為中心的主體作用 利用多媒體技術手段做成的動畫、視頻、課件放在網絡空間可供學生反復觀看、體會,學生也可隨時把自己的疑問反饋給教師,教師就可以有針對性地解決學生的問題,提高教學效果。多媒體教學為培養學生自學能力提供了條件,幫助教師根據學生的認知基礎構造問題情境,指導學生學習并輔之以必要的反饋,總結學習方法,培養學生能力。如在運用多媒體課件進行教學的過程中,先把模具重點知識要點按章節編好,并在章節后把習題編制成一個個的可交互操作的界面。這樣極大地提高了課堂教學效率,成功地形成了應有的學習思想與方法,而且充分調動了學生探求知識的欲望,提高了綜合運用的知識能力,發揮了以學生為中心的主體作用。

《沖壓工藝與沖模設計》教學多媒體技術結合應注意的問題

應根據模具教學具體內容恰當地選擇教學方法與手段多媒體教學是一種新的教學方式,它與傳統的教學形式相比,有許多優點,但也有些不足。因此,進行多媒體教學首先要考慮教學內容,充分利用計算機技術,才能發揮它的最大潛能。如設計模具時就需要較多傳統的方式來完成,最后只是通過CAD輔助人腦完成。

應注意與傳統教學密切結合多媒體教學是利用計算機為主要教學工具而進行教學的,而計算機盡管是當今高科技產品的代表,能代替人類進行多方面的工作,但是,它畢竟是機器不是人,它不能代替人類進行所有的工作,如在對話和思維方面,如何利用已有的知識尋找方法、解決具體問題等,而《沖壓工藝與沖模設計》教學正是一種以抽象的思維活動為中心的教學,最終教學目的要求學生利用學習過的知識,分析、解決模具設計制作中的問題。因此,多媒體教學不能代替教師進行所有的教學,它必須與傳統教學有機結合。

教師應充分挖掘教材內容,找準整合點多媒體教學具有較高的靈活性和較強的交互性,它應當在整個教學過程中使學生參與到學習中,變被動為主動,增加學生的自由學習時間。這些都要求教師充分挖掘教材,找準整合點?！稕_壓工藝與沖模設計》教學若全部使用多媒體手段則失去意義,重點難點的突破是我們整合的關鍵。

《沖壓工藝與沖模設計》教學與多媒體技術整合的發展趨向

筆者認為,目前模具設計已進入一個高度自動化階段,但仍然是輔助設計,智能化程度不夠,換言之,還需要進行設計軟件智能化的探索,也就是在目前輔助設計軟件外掛全面數據庫(模具設計需要的數據、機構、模塊、標準件等),充分滿足冷沖模設計的需要。對于模具教學而言,有了這樣的軟件則可以最快的速度檢查學生的學習效果,學生也會有較強的成就感。

在當今科技發展日新月異的情況下,有必要加強多媒體技術和沖壓工藝與沖模設計常規教學手段的整合,以便學生能最大限度獲得必備的知識與技能,這一艱巨的任務需要教育工作者與軟件從業者的共同努力來完成。

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作者簡介:

王金宏(1973—),男,河南南陽人,廣東省佛山市三水區技工學校講師,助理工程師,研究方向為模具設計及CAD教學。(本欄責任編輯:孟凡云)