基于CBR技術＋三維UG可視化視角的模具專業課堂教學模式創新探索

車清論 鄭少梅 梁森 張建軍 楊勇

[摘 要]黨的十八大以后，建設世界一流大學和學科是黨中央做出的重要戰略決策，提高本科課堂教學質量是邁向一流大學和學科的基本策略。近年大數據和三維UG可視化技術已成為機械工業領域重要工具和媒介，但其在模具專業課堂教學領域應用仍涉及較少，這嚴重制約了模具專業課堂教學模式轉變。在課堂教學模式上我們要緊跟時代步伐，以CBR技術+三維UG為載體的課堂可視化技術融入課堂教學，推進課堂教學動態發展，增強課堂可視化效果和渲染，從而提高學生課程興趣及課程教學質量，為高等院校模具課程教學模式創新和改革提供借鑒。該文對此進行了專題研討。

[關鍵詞]模具設計;教學可視化;三維UG;CBR技術

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-04-30

一、前言

隨著工業技術的不斷發展，一國制造業水平是衡量科學技術進步和經濟持續發展的動力源泉。模具技術是現代制造業的重要組成部分，被稱為“工業之母”，其深遠地影響著我國工業發展水平和國際競爭力[1，2]。因此我國高等院校不斷推動模具技術創新和變革，以滿足國家戰略需求，為發展制造業強國提供技術支撐和人才儲備。然而傳統課堂教學的單向灌輸大大降低了教學效果，嚴重制約了學生主動學習的能力。面對新時代下我國經濟社會發展對高素質人才的迫切需求，全面推行高校課程教學改革提升高等教育質量勢在必行。探索基于CBR+三維UG可視化技術的模具專業課堂教學模式創新將具有重要的現實意義[3，4]。

二、國內外模具專業課程教學研究現狀

隨著我國制造業技術水平蓬勃發展，高端裝備行業對模具技術提出了嚴峻挑戰。鑒于模具設計專業的重要作用和地位，國內外眾多高校對模具設計課程教學改革進行了研究。

國內研究方面，合肥工業大學率先在沖壓工藝與模具設計課程教學中進行了創新研究，將項目教學引入課堂，增加實踐工程問題的環節，提高學生解決實際問題能力。青島理工大學基于探究教學思想和CDIOI工程教育的先進理念，結合機械制造工藝學課程卓越工程師教改試點工作，提出了探究項目式教學設計思路，并在卓越工程師班級進行了實踐應用。國內高校結合各自的辦學特點、優勢，在模具設計系列課程上進行了多種創新教學改革，國家提出的校企聯合培養模式創新最為典型。國外研究方面，國外大學針對課堂單一灌輸行為也采取相應的策略。多倫多大學課堂教學顯著特點是作業，其作業是多個學科知識綜合應用的實用題型[5]。其中大多數課時為討論課，使學生在課下認真對待課程內容，加深學生的理解、消化和記憶。美國大學課堂改革方式為互動式課堂，是整個課堂教學的靈魂，課堂講解主要以交流為主，同時注重培養學生的個體自主發展和合作意識精神。

國內外研究者在模具設計系列課程改革中雖取得了一些進展。然而基于傳統的教育理念，國內課堂教學改革仍以教師為中心，注重理論體系知識傳授十分普遍。課堂創新教學模式如何嵌入整個課程體系，如何促進學生能力的養成，并沒有給予重視，已成為模具設計系列課堂教學改革中亟待解決的重要課題。

三、模具專業課堂教學模式創新探索

案例數據化和三維可視化的有機結合型教學方法強調的是課堂案例數據化、視角沖擊和渲染力，提高課堂效率。本文將基于CBR技術+三維UG可視化視角，構建模具專業課程教學創新模式。第一，課堂數據案例化，也稱為邏輯型教學。離散型教學要么注重學生自主學習能力，要么被動學習。當今信息化大數據快速發展，也為課堂教學模式帶來一線光芒。信息化課堂將是未來發展趨勢，如果教師將知識點、任務、解答、疑問等課堂數據案例化，構建數據庫供學生隨時調閱，老師也可以隨時更新數據庫案例，既減輕教師課堂學時，又能增加學生自主學習能動性。這種案例化教學是將學生和老師與數據庫關聯，形成邏輯統一有機體。第二，課堂教學三維視角化，強調視角沖擊和渲染。課堂教學經過多年發展，課堂上學生依舊不聽，老師滿堂灌輸的局面未能改觀，應從根源上尋找解決辦法。近年企業為了招聘優秀學生，在宣傳上做足了功夫，用視角沖擊和渲染吸引應聘者前來應聘;例如企業產品宣傳廣告，愿意花力氣從視角和渲染博得觀眾的眼球，將產品推銷出去。課堂上老師講解知識也屬于一種推銷模式，那么問題來了，通過何種方式將知識精準推銷，達到最佳效果，不妨借鑒企業和廣告推銷模式。通過視角沖擊和渲染課堂，將二維課堂轉化為三維課堂，三維課堂具有真實、直觀和美觀等特點，吸引學生注意力，豐富學生課堂視角，使學生在課堂教學中主動探索知識，攝取養料。但需要特種技術完成三維視角化教學內容，在模具設計中三維UG技術實現了造型從二維到三維的轉變技術變革，將產品的設計、修改、完善有機統一，為工業設計者從不同角度提供了視角。模具課堂教學可借鑒三維UG技術設計造型和渲染，使學生從不同視角了解專業知識和解決實際問題的方法。三維課堂是一種動態視角沖擊和渲染的教學方式，不易使學生產生疲勞和抗拒。同時可以隨時隨地調取不同渲染造型，設置不同情境，讓迥異興趣愛好學生的參與其中，激發學生動力。這可能是解決課堂淡味的一劑良藥，從根源尋找課上學生需要什么，愛聽什么;老師怎么樣調動學生興趣，怎么樣演示和講解吸引學生，都可以迎刃而解。當然，難點在于如何采集和搭建課堂教學案例數據庫，如何實現案例數據庫與三維可視化有機統一。

四、結束語

構建模具設計課程新型課堂教學模式是新時期下國家課堂教學改革目標發展的需要，也是新形勢下我國現代化制造業邁向高端制造的保證。模具設計作為機械和材料成型專業學生的核心課程，掌握該課程中的基礎設計和理論知識，使學生走向工作崗位后解決工作中的實際問題得心應手。本文基于CBR技術+三維UG可視化的視角，提出課堂案例、視角沖擊和渲染三位一體的課程教學新模式，通過案例數據庫將學生和老師關聯，任課教師編寫和完善案例數據，學生課上和課下調閱案例自主和互動式學習，從而形成有機的統一體;同時老師通過優化課堂視角維度，站在學生聽課的角度，吸引學生的眼球;三維UG技術為模具設計課堂教學帶來了新的契機，使傳統二維課堂教學轉變到三維度課堂教學，后者給予學生視角沖擊和課堂畫面渲染，可改觀學生的聽課質量，并調動學生主動性和互動性;希望這種新的課堂教學模式可提高模具設計課程的教學質量。

參考文獻

[1]盤臆明.模具教改中如何實現課堂教學質量的提升[J].智庫時代，2019（15）：191+196.

[2]程婧璠，陳帆，付娟娟.模具設計與制造專業應對德國“工業4.0”的教學改革探討[J].現代制造技術與裝備，2017，15（9）：172- 173.

[3]徐新.基于案例驅動的數據結構課程教學方法研究[J].計算機教育，2019，3（44）：44-47.

[4]李玫，張大林.轉動課堂師生課內課外互動模式探索與實踐[J].國網技術學院學報，2018，21（03）：76-78.

[5]李婧，劉洪麗，李亞靜，等.高分子材料與工程專業的“塑料模具”課程教學改革與實踐[J].模具工業，2018，44（4）：74-77.