多媒体技术和《冲压工艺与冲模设计》教学整合初探

摘要:多媒体技术在《冲压工艺与冲模设计》课程教学中已广泛应用,多媒体教学表现出传统教学所无法比拟的优越性。本文拟对《冲压工艺与冲模设计》课程教学与多媒体技术整合进行探讨,以便提高课堂教学效果,开拓模具教学新途径。

关键词:多媒体技术;冲压工艺与冲模设计;教学;整合

概念分析:多媒体技术和多媒体教学

随着计算机技术的发展和普及,多媒体技术已经广泛运用在各科教学中,尤其对于涉及大量图形的模具设计与制造专业来说更是如此。它把书本知识转换为直观形象、图文并茂、情景交融、有声有色的多媒体课件,对学生的理解认知有较好的辅助作用。

(一)多媒体技术

多媒体的英文单词是Multimedia,它由media和multi两部分组成,可理解为多种媒体的综合。多媒体技术不是各种信息媒体的简单复合,它是一种把文本、图形、图像、动画和声音等形式的信息结合在一起,并通过计算机进行综合处理和控制,能支持完成一系列交互式操作的信息技术。

(二)多媒体教学

多媒体教学的基本模式课堂演播教学模式(课堂讲解教学模式)。这种教学模式在课堂教学中主要有两种方式:教学呈现和模拟演示。

个别化教学模式个别化教学模式的多媒体课件一般包括:介绍部分、教学控制、激发动机、教学信息呈现、问题应答、应答诊断、应答反馈及补救、结束。与个别化教学模式相对应的多媒体课件有两类:多媒体教材和教辅类电子读物。

(三)多媒体教学组成

完成多媒体教学需完成素材制作—课件制作—演播三个过程包,具体如图1所示:

《冲压工艺与冲模设计》教学与多媒体技术的整合点

传统的模具教学模式下存在一些较难解决的问题,如模具挂图效果欠佳,复杂机构(如侧刃、斜楔等)动作较难表达,零件冲压过程不直观,模具零件加工装配工艺流程不够形象,模具新技术、新产品、冲压新工艺的介绍缺乏生动等。多媒体技术则为冷冲压工艺及模具设计的教学改革提供了整合点。

传统模具教学的惯用手段是利用挂图,通常使用的挂图一般是布制和纸制挂图,教师在演示某个模具结构或者图解时存在一个先入为主的问题,挂图是全面呈现到学生面前,缺少一个循序渐进的接受过程,且静态的挂图没有动作,对于初学者理解模具动作较为抽象,学生被动跟随教师的思路进行。采用多媒体技术则可以很好地解决这一问题,如图2所示:

该模具装配图可帮助学生理解并掌握同类模具的结构及其动作原理,传统的讲解方法是:挂图——学生认识零件编号名称——假想模具上下模动作及其他附属机构动作——教师对图分析——学生反馈理解。学生在学习时存在的主要困难是:首先模具零件不够具体形象,其次模具动作复杂,冲孔凸模和凸凹模的运动、卸料板的运动、推件及顶件系统的运动,学生对各部分运动关系一头雾水,就算利用实物模型解释也难以让学生了解其内部运作情况。针对这种情况,多媒体手段则可很好地解决此类问题。

挂图无纸化 为了向学生最大限度地展示模具结构,可以利用pro/E实体造型。pro/E的实体造型功能很强,且可生成爆炸图,模具各部分的组成关系一目了然。也可利用flash来绘制平面图,利用它绘制的平面图色彩鲜艳,通过色彩区分较为直观,既可放大也可缩小,很容易看清一些细微结构,如图3、图4所示。

模具动作高度仿真无论利用模具模型与模具实物,学生很难看清楚模具工作时的动作过程,利用多媒体技术制作的动画则很好地解决了这个问题。图3中,学生观察这个模具的立体剖视图很容易搞清楚凸模、凸凹模的关系,材料与挡料销与导料销的位置关系以及推件系统、卸料系统和顶件系统的动作关系,学生观察完毕运行动画,让它按规定的模具动作运动并最终生产出产品,学生在观察、反馈、质疑的过程中对模具结构、模具各部分的作用有一个较清晰的认识,反复观察后自己就可总结出该模具各部分结构动作的先后次序与动作原理,并最终达到教学目的。图4所示的是该模具flash动画的截图,它也可以很直观地演示该模具结构及实际工作时各零件的动作,为了方便学生细致观察还可以实现局部放大,当把鼠标移到相应的模具零件上时,该零件马上显示出名称,这样也便于学生对模具零件名称及功能的理解识记。通过多媒体软件的高度仿真,学生对模具结构及动作的理解要容易很多。

利用录像设备展示模具制造装配及冲压生产全过程,提高学生的感性认识模具设计与模具制造密切相连,单纯的文字阐述模具加工工艺及装配过程显然有一定的困难。利用互联网搜集相关的视频或者自己动手录像,把模具制造的相关知识制作成视频专辑供学生学习则可收到较好的效果。笔者在实践中制作的模具视频专辑包括模具普通加工技术(车、铣、刨、磨、钳),模具数控加工技术,模具电加工技术,模具装配调整技术,典型模具零件的加工流程,宝马车外壳加工流程等,这些视频对提高学生的学习兴趣及学习效果起到了较好的作用。

利用互联网介绍新产品、新工艺模具技术不断发展,出现了不少的新产品、新设备、新工艺,如高精度连续模、电磁冲床、模具柔性制造技术及模具涂层技术等,可借助校园网在互联网上搜集相关信息,制成电子课件,让学生及时了解到模具界发展的最新动态,增加学习兴趣。

多媒体技术对模具重点难点的解决手段为学生的自学创造了条件,充分发挥以学生为中心的主体作用 利用多媒体技术手段做成的动画、视频、课件放在网络空间可供学生反复观看、体会,学生也可随时把自己的疑问反馈给教师,教师就可以有针对性地解决学生的问题,提高教学效果。多媒体教学为培养学生自学能力提供了条件,帮助教师根据学生的认知基础构造问题情境,指导学生学习并辅之以必要的反馈,总结学习方法,培养学生能力。如在运用多媒体课件进行教学的过程中,先把模具重点知识要点按章节编好,并在章节后把习题编制成一个个的可交互操作的界面。这样极大地提高了课堂教学效率,成功地形成了应有的学习思想与方法,而且充分调动了学生探求知识的欲望,提高了综合运用的知识能力,发挥了以学生为中心的主体作用。

《冲压工艺与冲模设计》教学多媒体技术结合应注意的问题

应根据模具教学具体内容恰当地选择教学方法与手段多媒体教学是一种新的教学方式,它与传统的教学形式相比,有许多优点,但也有些不足。因此,进行多媒体教学首先要考虑教学内容,充分利用计算机技术,才能发挥它的最大潜能。如设计模具时就需要较多传统的方式来完成,最后只是通过CAD辅助人脑完成。

应注意与传统教学密切结合多媒体教学是利用计算机为主要教学工具而进行教学的,而计算机尽管是当今高科技产品的代表,能代替人类进行多方面的工作,但是,它毕竟是机器不是人,它不能代替人类进行所有的工作,如在对话和思维方面,如何利用已有的知识寻找方法、解决具体问题等,而《冲压工艺与冲模设计》教学正是一种以抽象的思维活动为中心的教学,最终教学目的要求学生利用学习过的知识,分析、解决模具设计制作中的问题。因此,多媒体教学不能代替教师进行所有的教学,它必须与传统教学有机结合。

教师应充分挖掘教材内容,找准整合点多媒体教学具有较高的灵活性和较强的交互性,它应当在整个教学过程中使学生参与到学习中,变被动为主动,增加学生的自由学习时间。这些都要求教师充分挖掘教材,找准整合点。《冲压工艺与冲模设计》教学若全部使用多媒体手段则失去意义,重点难点的突破是我们整合的关键。

《冲压工艺与冲模设计》教学与多媒体技术整合的发展趋向

笔者认为,目前模具设计已进入一个高度自动化阶段,但仍然是辅助设计,智能化程度不够,换言之,还需要进行设计软件智能化的探索,也就是在目前辅助设计软件外挂全面数据库(模具设计需要的数据、机构、模块、标准件等),充分满足冷冲模设计的需要。对于模具教学而言,有了这样的软件则可以最快的速度检查学生的学习效果,学生也会有较强的成就感。

在当今科技发展日新月异的情况下,有必要加强多媒体技术和冲压工艺与冲模设计常规教学手段的整合,以便学生能最大限度获得必备的知识与技能,这一艰巨的任务需要教育工作者与软件从业者的共同努力来完成。

参考文献:

[1]冯博琴,赵英良,崔舒宁.多媒体技术及应用[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]翁其金.冲压工艺与冲模设计[M].北京:机械工业出版社,1998.

[3]李昕,孙久文.Flash MX2004高级教程[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

[4]东方人华.Pro/ENGINEER野火版入门与提高[M].北京:清华大学出版社,2005.

作者简介:

王金宏(1973—),男,河南南阳人,广东省佛山市三水区技工学校讲师,助理工程师,研究方向为模具设计及CAD教学。(本栏责任编辑:孟凡云)