模具設(shè)計實驗系統(tǒng)的開發(fā)研究

殷燕芳

摘要 模具設(shè)計實驗是綜合性、應(yīng)用性和實踐性較強的課程，它能激發(fā)學(xué)生對工程問題的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。

關(guān)鍵詞 模具設(shè)計；實踐能力；教學(xué)改革

中圖分類號：G648.2文獻標(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

實驗教學(xué)是整個教學(xué)工程和素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)具有實踐能力和創(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，先進制造技術(shù)貫穿于模具的設(shè)計、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)計制造方法和現(xiàn)代的先進技術(shù)，提升其在社會中的競爭力。傳統(tǒng)實驗教學(xué)既受客觀物質(zhì)環(huán)境的影響，又受人員素質(zhì)、時間、空間的綜合制約。建立基于網(wǎng)絡(luò)的實驗體系(Web-Laboratory)，將流媒體技術(shù)運用于模具課程實驗建設(shè)開發(fā)中，使實驗內(nèi)容不受實驗室儀器設(shè)備、實驗材料的限制，可以很方便地更新、增加實驗內(nèi)容，解決實驗經(jīng)費不足的問題，促進綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗的開設(shè)，實現(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)流的方式實時發(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)。這是一個綜合技術(shù)，包括采集、編碼、傳輸、儲存、解碼等多項技術(shù)，其應(yīng)用系統(tǒng)分為編碼端、服務(wù)器端和用戶終端。在實驗課程中，用編碼器對音、視頻教學(xué)信息進行壓縮編碼，通過服務(wù)器向?qū)W生發(fā)送流媒體的軟件，用戶端隨時用播放器進行學(xué)習(xí)。同時，流式教學(xué)信息在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可實時傳輸、交互控制，將實驗操作變?yōu)楣餐瑓⑴c學(xué)習(xí)過程的多維動態(tài)方式，突破抽象邏輯思維的難點、局限，使教學(xué)活動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 實驗素材的收集與制作

實驗素材是以知識點為基礎(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站點中，篩選、整理出設(shè)計實驗教學(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、動畫、視頻等內(nèi)容，使得一段素材或一個CAI 軟件的容量達幾十兆或幾百兆。要實現(xiàn)網(wǎng)上運行，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)進行學(xué)習(xí)時會出現(xiàn)播放不流暢等現(xiàn)象，影響學(xué)習(xí)效果。同時，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續(xù)傳。StreamBox VCR采用獨特的分析技術(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，可以實現(xiàn)HTTP、FTP、MMS、RTSP的下載，也支持這些協(xié)議的多線程斷點續(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)下運行修復(fù)。

2.2 制作流媒體文件實驗教學(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、動畫、視頻及模具實物等為手段，通過典型案例為知識載體，對模具設(shè)計過程進行分析，將模具設(shè)計內(nèi)容的所有關(guān)鍵知識點串起來，實現(xiàn)研究型的實踐教學(xué)。作為多媒體素材的視頻、音頻和動畫等形式的實驗教學(xué)資料，可以運用入庫轉(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。通過利用這個視頻編碼工具，可以實現(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方式實現(xiàn)流式點播。

3 實驗系統(tǒng)的設(shè)計

模具行業(yè)的實踐性和經(jīng)驗性很強，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)計的教學(xué)比較復(fù)雜，學(xué)習(xí)難度較大。學(xué)生缺乏實踐，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，課程的實驗內(nèi)容的設(shè)計是結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)大綱和學(xué)生特點，以典型的模具結(jié)構(gòu)為例，按照現(xiàn)代化模具企業(yè)的整個生產(chǎn)流程來設(shè)計，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驗課件，實現(xiàn)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)資源共享，通過對實際應(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際工程問題的能力[2]。

實驗內(nèi)容緊跟現(xiàn)代模具設(shè)計理論與制造技術(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等多種授課方式相結(jié)合，實現(xiàn)互動式與主動式的教與學(xué)模式。以實踐教學(xué)環(huán)節(jié)為主線，建立和完善模具裝拆、測繪、制造綜合實驗室，提高學(xué)生動手能力。加強與企業(yè)合作，建立現(xiàn)場教學(xué)基地和實習(xí)基地，特聘企業(yè)具有豐富實踐經(jīng)驗的工程師現(xiàn)場講授設(shè)計方案，使學(xué)生把所學(xué)知識應(yīng)用于實踐中，提高分析和解決工程實際問題的能力，同時總結(jié)在實踐中遇到的技術(shù)問題，再通過理論課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等加以解決[3]。模具實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計如圖1所示。

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

4 結(jié)束語

將生動直觀的流媒體網(wǎng)絡(luò)課件放在網(wǎng)站上供學(xué)生在不同時間點播，課件場景逼真、內(nèi)容生動直觀、圖像質(zhì)量好、延時小、交互性強，滿足學(xué)生根據(jù)自身特點和要求有選擇地點播學(xué)習(xí)內(nèi)容，用戶可以通過開始、停止、后退、快進或暫停實現(xiàn)對數(shù)據(jù)流的最大控制，實現(xiàn)因材施教，交互式教學(xué)。互聯(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)生深遠的影響。

參考文獻

[1]曹延欣,閆占輝,等.《模具設(shè)計》課程的教改實踐[J].理工高教研究,2008,8(4)

[2]王立人,葉久新,等.加強實踐教學(xué)改革提高學(xué)生模具設(shè)計能力[J].大學(xué)教育科學(xué),2005(1):64-66

[3]閆波.模具專業(yè)課實訓(xùn)模式初探[J].長治學(xué)院學(xué)報,2006,10(5)