可視化教學資源在模具實訓中的應用

王磊 章盼梅

摘 要

為了提高實訓教學中理論教學質量，豐富的教學資源是必不可少的。本文基于工程訓練模具實訓教學資源現狀，提出采用可視化的教學方法，運用靜態、動態、仿真軟件、微課等教學資源降低學生學習的難度，幫助學生更快更好地掌握新知識。

關鍵詞

實訓教學;可視化教學;教學方法

中圖分類號： ?G260-4;G434 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.07.028

許多高校在工程訓練的實訓課程中都有模具工種的教學，目的在于使學生掌握常見模具的基本結構，了解相應的成型工藝。此課程概念及知識點較多，面向的學生是文、理、工科各專業大二學生。在常規教學中，學生往往反映教學內容多且不易理解。本文在分析常規教學資源的基礎上，探討采用可視化的理念豐富教學資源，提高教學效果的方法。

1 常規教學資源現狀

1.1 教材

模具工種的教材內容主要采用圖紙示意與文字說明的方式，介紹成型工藝過程、常見模具的基本結構及典型模具的機構。而此課程的教學對象包括文理專業的學生。大部分學生要看懂注塑模的裝配圖還是存在困難的，有些學生根本無法看懂專業的模具裝配圖或其零件圖。而要理解模具工作過程的文字說明，也是在看懂圖紙的前提下才能進行的。

1.2 現場設備

實訓現場設備一般是有不同結構的注塑模具。小的模具結構簡單，但是重量也不輕，通常都至少是25kg以上。而大的模具通常結構復雜，需要用到起重機進行裝拆，而操作起重機需要有特種作業證。因此學生在現場操作中危險系數高，容易受傷或損壞模具。且教學現場通常十幾個學生圍在一個老師身旁看老師操作。由于現場擁擠，有些學生無法看清楚教師的示范操作。且模具中部分零部件間是過盈配合的裝配關系，無法拆裝，很難觀察其內部結構。

2 可視化教學資源的應用

2.1 靜態教學資源

PPT是高校教師上課時進行教學的主要載體，但是還有不少老師存在PPT教材搬家的問題。有些PPT甚至一頁幻燈片就有幾百個文字。而學生理解PPT文字信息的效率遠比圖形，動畫等要低。因此，將PPT作為教學資源時，應盡量采取可讀性強的圖像、圖形、表格等，以降低學生對文字的認知負荷，幫助學生更好地理解教學內容。例如，模具結構本身就可以通過拍攝真實的模具圖像，以直觀顯示其結構。但是，由于部分結構不可拆，所以可以考慮使用CAD軟件將模具繪制成三維模型，幫助學生理解其組裝方式。而模具各部分零部件的名稱和作用是該課程的核心知識點，這些則可通過邏輯思維圖、思維導圖、結構示意圖等來幫助學生將知識系統化，關聯化。

2.2 動態教學資源

用模具制造工業產品涉及一些工藝過程，而這些工藝過程一般是動態的，且在內部發生，是看不見的一個過程。如注塑模在塑成型的過程是在模具閉合狀態下，塑料流體充填型腔的一個過程。整個注塑過程在模具內部完成，高溫且不可觀察。為了能將填充展現在學生眼前，可以通過CAE軟件制作填充過程的動態分析結果，并將填充過程中需要的一些參數實時地顯示出來，非常的直觀形象（如圖1）。

由于此課程知識點多，實操時間有限。而以上資源都沒有音頻講解。可以考慮結合本校學生的特點，制作成微課這種可視化的教學資源講解重難點知識。可視化的微課資源能使學習變得更高效，更便捷。

然而由于微課是以視頻為載體，較難實現與學生之間的互動，難以實現差異化教學。因此可以利用仿真技術，模擬模具拆裝過程。由于是在仿真界面中進行拆裝，模具種類全面，能快速縮短教師示范及學生操作時間，所有學生都可以通過計算機觀看，課堂生動形象。學生可反復操作練習（如圖2），既杜絕了安全問題，又降低教學成本，而且還提高了教學效果。

3 小結

采用可視化的教學資源有助于使學生在較短的時間內高效獲取較多的知識，同時提高了教學效果和教學質量。而可視化的教學資源設計應根據學科特色，選擇合適的載體。只有將靜態和動態教學資源相結合，才能滿足學生個性化的學習需求。隨著技術的發展，在高校中已有部分課程已通過VR/AR技術制作了虛擬仿真實驗教學空間，這將是未來具有更廣闊前景的一種可視化教學資源。

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