模具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)研究

殷燕芳

摘要 模具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是綜合性、應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，它能激發(fā)學(xué)生對工程問題的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞 模具設(shè)計(jì)；實(shí)踐能力；教學(xué)改革

中圖分類號：G648.2文獻(xiàn)標(biāo)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(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)工程和素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才是社會的要求，在材料成型與控制工程專業(yè)的模具課程教學(xué)中，顯得尤其重要。模具行業(yè)是當(dāng)今制造業(yè)中現(xiàn)代高新技術(shù)應(yīng)用最為集中的領(lǐng)域之一，先進(jìn)制造技術(shù)貫穿于模具的設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用全過程。因而模具專業(yè)的人才要求懂得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法和現(xiàn)代的先進(jìn)技術(shù)，提升其在社會中的競爭力。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)既受客觀物質(zhì)環(huán)境的影響，又受人員素質(zhì)、時(shí)間、空間的綜合制約。建立基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)體系(Web-Laboratory)，將流媒體技術(shù)運(yùn)用于模具課程實(shí)驗(yàn)建設(shè)開發(fā)中，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不受實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料的限制，可以很方便地更新、增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，解決實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足的問題，促進(jìn)綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，實(shí)現(xiàn)課程的開放性、共享性、交互性、協(xié)作性、傳輸性，真正使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高教育教學(xué)質(zhì)量[1]。

1 流媒體技術(shù)

流媒體是指在網(wǎng)絡(luò)上以數(shù)據(jù)流的方式實(shí)時(shí)發(fā)布音、視頻多媒體內(nèi)容的媒體，“流”概念的提出，徹底改變了因特網(wǎng)上媒體的處理方式。流媒體技術(shù)（StreamingMedia Technology）是用于在IP網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布多媒體數(shù)據(jù)流的技術(shù)。這是一個(gè)綜合技術(shù)，包括采集、編碼、傳輸、儲存、解碼等多項(xiàng)技術(shù)，其應(yīng)用系統(tǒng)分為編碼端、服務(wù)器端和用戶終端。在實(shí)驗(yàn)課程中，用編碼器對音、視頻教學(xué)信息進(jìn)行壓縮編碼，通過服務(wù)器向?qū)W生發(fā)送流媒體的軟件，用戶端隨時(shí)用播放器進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)，流式教學(xué)信息在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可實(shí)時(shí)傳輸、交互控制，將實(shí)驗(yàn)操作變?yōu)楣餐瑓⑴c學(xué)習(xí)過程的多維動(dòng)態(tài)方式，突破抽象邏輯思維的難點(diǎn)、局限，使教學(xué)活動(dòng)更符合人的思維特征，構(gòu)建交互式學(xué)習(xí)模式，獲得更好的學(xué)習(xí)效果和更高的學(xué)習(xí)效率。

2 實(shí)驗(yàn)素材的收集與制作

實(shí)驗(yàn)素材是以知識點(diǎn)為基礎(chǔ)的，按一定檢索和分類規(guī)則組織的資料，包括文字、圖形、聲音、動(dòng)畫、視頻等多維信息的集合。資料可以從公開發(fā)行的素材庫光盤和Internet站點(diǎn)中，篩選、整理出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(dòng)畫、視頻等內(nèi)容，使得一段素材或一個(gè)CAI 軟件的容量達(dá)幾十兆或幾百兆。要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上運(yùn)行，必須考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多媒體的特征（特別是視音頻格式）和網(wǎng)絡(luò)性能。設(shè)計(jì)基于流媒體技術(shù)的網(wǎng)上視頻播放和直播系統(tǒng)，可解決網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的瓶頸問題。

2.1 下載流媒體在教學(xué)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(wǎng)絡(luò)中基本克服了數(shù)據(jù)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(yīng)的播放器。由于這些視頻文件容量過大，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)會出現(xiàn)播放不流暢等現(xiàn)象，影響學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上流媒體文件的連接協(xié)議并非常見的HTTP、FTP，無法用FlashGet、Netants等常規(guī)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?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳。StreamBox VCR采用獨(dú)特的分析技術(shù)可以把隱藏在ASX后的ASF文件和SMIL后的RM文件找出來并進(jìn)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(shí)現(xiàn)HTTP、FTP、MMS、RTSP的下載，也支持這些協(xié)議的多線程斷點(diǎn)續(xù)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(tài)下運(yùn)行修復(fù)。

2.2 制作流媒體文件實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的思路是以課程教學(xué)內(nèi)容為對象，以多媒體課件、動(dòng)畫、視頻及模具實(shí)物等為手段，通過典型案例為知識載體，對模具設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析，將模具設(shè)計(jì)內(nèi)容的所有關(guān)鍵知識點(diǎn)串起來，實(shí)現(xiàn)研究型的實(shí)踐教學(xué)。作為多媒體素材的視頻、音頻和動(dòng)畫等形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料，可以運(yùn)用入庫轉(zhuǎn)換工具生成流媒體文件形式存儲于Real服務(wù)器中，同時(shí)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(wù)器中。利用已有的視頻資源，可將其他格式的視頻文件轉(zhuǎn)換成FLV等流媒體格式。如利用獨(dú)立視頻編碼器 Flash Video Encoder可支持教學(xué)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(gè)視頻編碼工具，可以實(shí)現(xiàn)其他視頻文件格式向 FLV流媒體格式文件轉(zhuǎn)換的目的。在默認(rèn)參數(shù)的設(shè)置條件下，既能保證視頻質(zhì)量，又能使視頻文件體積迅速減小，壓縮比達(dá)到10:1。利用Macromedia公司提供的視頻服務(wù)器Flash Communication Server，經(jīng)過相應(yīng)設(shè)置后，就可采取RTMP協(xié)議或 HTTP方式實(shí)現(xiàn)流式點(diǎn)播。

3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

模具行業(yè)的實(shí)踐性和經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)，課堂教學(xué)以書本知識為主線介紹理論知識，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的教學(xué)比較復(fù)雜，學(xué)習(xí)難度較大。學(xué)生缺乏實(shí)踐，很難建立對模具的整體概念，對知識的理解、掌握和應(yīng)用效果不理想。因此，課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)大綱和學(xué)生特點(diǎn)，以典型的模具結(jié)構(gòu)為例，按照現(xiàn)代化模具企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)流程來設(shè)計(jì)，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(shí)驗(yàn)課件，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)資源共享，通過對實(shí)際應(yīng)用的典型案例分析，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維和分析解決實(shí)際工程問題的能力[2]。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊跟現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)理論與制造技術(shù)發(fā)展的步伐，應(yīng)用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段與生產(chǎn)現(xiàn)場教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)、學(xué)生參與課堂授課活動(dòng)等多種授課方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)式與主動(dòng)式的教與學(xué)模式。以實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為主線，建立和完善模具裝拆、測繪、制造綜合實(shí)驗(yàn)室，提高學(xué)生動(dòng)手能力。加強(qiáng)與企業(yè)合作，建立現(xiàn)場教學(xué)基地和實(shí)習(xí)基地，特聘企業(yè)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師現(xiàn)場講授設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生把所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐中，提高分析和解決工程實(shí)際問題的能力，同時(shí)總結(jié)在實(shí)踐中遇到的技術(shù)問題，再通過理論課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等加以解決[3]。模具實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以模具設(shè)計(jì)內(nèi)容為重點(diǎn)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析入手，按實(shí)際模具設(shè)計(jì)過程與方法，針對模具的功能結(jié)構(gòu)模塊和設(shè)計(jì)知識，詳細(xì)講解設(shè)計(jì)過程和分析方法，從模具整體設(shè)計(jì)優(yōu)化的角度，幫助學(xué)生分析功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，啟發(fā)學(xué)生積極思考給出最佳設(shè)計(jì)方案。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生使用模具裝拆常用的工具和輔具，親自動(dòng)手拆開模具，對照實(shí)物正確地草繪模具結(jié)構(gòu)圖、部件圖和零件圖，圖紙應(yīng)達(dá)到工程應(yīng)用水平。針對一副模具讓學(xué)生分析其設(shè)計(jì)和制造工藝方面的優(yōu)缺點(diǎn)，讓他們認(rèn)真觀察、思考和積極進(jìn)行討論。在模具制造、規(guī)程實(shí)施等環(huán)節(jié)，學(xué)生由于缺乏設(shè)計(jì)技巧、工藝知識和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可帶著問題通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)尋找答案，并將具體生產(chǎn)現(xiàn)場制作成教學(xué)多媒體，配合動(dòng)畫模擬，整合成流式文件實(shí)時(shí)觀看，讓學(xué)生邊設(shè)計(jì)邊學(xué)習(xí)，擴(kuò)大教學(xué)條件、場室，使實(shí)驗(yàn)變得生動(dòng)、有吸引力。

4 結(jié)束語

將生動(dòng)直觀的流媒體網(wǎng)絡(luò)課件放在網(wǎng)站上供學(xué)生在不同時(shí)間點(diǎn)播，課件場景逼真、內(nèi)容生動(dòng)直觀、圖像質(zhì)量好、延時(shí)小、交互性強(qiáng)，滿足學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)和要求有選擇地點(diǎn)播學(xué)習(xí)內(nèi)容，用戶可以通過開始、停止、后退、快進(jìn)或暫停實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)流的最大控制，實(shí)現(xiàn)因材施教，交互式教學(xué)?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展決定了流媒體市場的廣闊前景，流媒體技術(shù)已成為影響校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要技術(shù)，基于流媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式必將大大提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的傳輸利用效率，并對現(xiàn)代教學(xué)方式多元化產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)

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