摘 要：以模具工艺课教学为例，介绍了计算机技术在各教学环节中的应用，包括多媒体技术、计算机仿真技术等，提高了教学效果，强化了计算机软件的应用能力，达到培养适应企业需要的模具人才的目的。

关键词：多媒体技术；计算机仿真技术；模具工艺课；辅助教学

Application of computer technology in the teaching of die process courses

Wang Lijuan， Yan Huajun

Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang， 050018， China

Abstract： With the development of science and technology， computer technology has gradually penetrated into all aspects of university teaching. The teaching of die technology courses is used as an example， applications of computer technology which include multimedia technology and computer simulation technology in all aspects of teaching were introduced. Applications of the teaching methods can improve teaching effectiveness， strengthen the ability of computer software applications， and train die talents that meet the business needs.

Key words： multimedia technology； computer simulation technology； die technology courses； assisted teaching

冲压工艺及模具设计、锻造工艺及模具设计是模具核心主干工艺课程，要求学生通过课程学习掌握金属成形的流动规律，能够完成一般模具的设计，直接服务于生产实践，因此，实践性和实用性都很强。计算机技术的飞速发展对各行各业都产生了深刻的影响，越来越多的模具企业采用先进的CAD系统提高生产率[1]。科学的进步，模具行业的发展，对模具教学提出了更高的要求，这就要求我们既要培养学生基本的模具设计能力，又要培养学生相关学科的计算机应用能力，以适应企业人才的需求。

鉴于此，在学校课程改革项目支持下，笔者将现代化的计算机技术融入工艺课教学的各个环节，以调动学生的学习兴趣，提高教学质量，培养企业需求的综合型人才。

1 大力开展多媒体教学，提高教学效果

多媒体教学作为一种先进的教学手段，已广泛应用于各学科的教学中，它具有传统教学方法无法比拟的优势[2]，尤其是对涉及大量图片和结构的模具工艺课程更能发挥其特长，可将传统教学手段难以表达和难于观察的模具结构、工作原理等内容，通过图片、模型、仿真动画及视频等多媒体手段生动、形象、直观地展现在学生面前，变繁杂为简单，变抽象为具体，便于学生理解和掌握，激发学生的学习兴趣和积极性，对促进学生的理解和认知有着良好的辅助作用[3]。

1.1 制作虚拟模型、动画素材，辅助课堂教学

冲压模具结构复杂，种类繁多，教师要讲清其结构、原理，尤其是动作过程，仅靠教科书的二维平面图形并辅以有限的模型及挂图是比较困难的[4]。如冲模的刚性打料装置，是很重要的卸料装置之一。在介绍其原理、动作过程时，涉及冲床的打料横梁、打料螺钉等零件的动作状态，模具与设备二者分别讲解，学生不能透彻理解，经过后续课程设计后，仍有相当一部分学生对该部分内容没有给予足够的重视，以致在课设答辩甚至毕设答辩时不能正确回答。为此，我们利用计算机软件Solidworks和3DMAX软件将其制作成虚拟模型并生成3D动画(如图1所示)，使其抽象内容具体化、静态图形动态化，形象直观，便于讲解和理解，再加上实验设备的现场教学，这个装置给学生留下深刻印象。另外，小型的废料切刀形状小而复杂，我们将其制成虚拟和模型并旋转展示，对于学生理解其安装、废料切除原理有很好的辅助作用。

图1 刚性打料装置模型

锻造工艺众多，模具型腔复杂，不同类型的锻件锻模型腔也不尽相同。课程学习目标要求学生掌握各型腔的结构类型、组成、作用、尺寸设计等教学内容。在锻模教具有限的情况下，为了让学生看到更多不同的锻模结构，笔者利用Solidworks软件分别制作了直长轴类、阶梯轴类、叉类等锻件及其锤锻模三维虚拟模型(如图2和图3所示)，不同的模膛、钳口、飞边槽等采用不同的色彩渲染，学生一目了然。三维虚拟模型弥补了锻模教具不足的缺陷，节省了教学成本，取得了良好的教学效果。

图2 杠杆锻件模型

图3 杠杆锤锻模模型

1.2 搜集最新科技信息视频素材，丰富课堂教学内容

由于专业发展迅速，课本无法及时反映新技术、新工艺、新装备等学科前沿信息，这些内容均可通过互联网、新闻报道等途径收集，以文字、图片、视频等形式展示给学生。例如：中央电视台“经济半小时”新闻报道“36 000吨黑色金属巨型垂直挤压机诞生记”“1.65万吨自由锻造油压机在沪试生产”；中央电视台“探索与发现”栏目的“百兵之神―龙泉剑”“宝马汽车的生产过程”等视频资料，经剪辑后让学生观看，使学生在单位时间内通过大屏幕获取更多的信息，开阔学生的视野，拓展知识面。

1.3 制作虚拟实习课件，辅助实习教学

利用多媒体技术，通过多种途径制作和搜集素材，以工厂录像、网络视频、3D动画及文字图片多种形式制作系列生产实习课件，要求：录制视频文件，时长30分钟，以每个车间(成形方法)或每一种产品的生产方法为主题，如针对铜加工厂的连铸连轧工艺、特种成形工艺；汽车拖拉机厂的覆盖件生产工艺；压力容器厂的高压容器生产工艺；轴承厂的高速冲压工艺；矿山机械厂的大型自由锻造工艺等，主要解决实习中看不清楚、看不懂、看不到的实习内容，在实习前后给学生观看。虚拟实习课件在很大程度上丰富了生产实习内容，弥补了生产实习的不足，提高了生产实习效果，在当前实习经费紧张，实习时间有限的情况下，起到了很好的辅助实习效果。

2 将计算机软件引入教学，加强软件的应用能力

2.1 将绘图软件引入实验教学

随着计算机技术的发展，模具专业越来越离不开计算机绘图软件，AutoCAD，CAXA，Pro/E，Solidworks等具有绘图准确、直观、形象、快速、便于修改等特点，成为模具工程师必备的基本绘图工具之一。在实验教学中引入计算机绘图软件，是对学生软件应用基本能力的训练。例如：模具拆装实验教学，要求学生通过熟悉模具结构，测量各零件尺寸，最终徒手绘制出规范的模具装配图或零件图。引入平面绘图软件AutoCAD，CAXA或三维造型软件Pro/E，Solidworks后，学生可以利用计算机绘制模具图或由模型直接生成模具二维工程图样。既可丰富实验内容，又可训练学生对软件的操作和应用能力，同时，将学生绘制的模具工程图样、模具模型等打印出图留作教学资料或制成展板(如图4所示)，以备下届学生实验教学之用。

图4 模具拆装室展板

2.2 将仿真技术融入理论教学及实践教学

在冲压理论教学后，我们通常会让学生通过作业的练习巩固理论知识。如《拉深》一章的作业是拉深次数及模具参数的设计，教师可利用计算机数值模拟软件，将作业中完成的多次拉深工艺过程进行数值模拟，检验参数计算合理与否并在课堂上讲评，分析对比理论与模拟的差异，加深学生对理论知识的掌握。在实践教学环节引入模拟软件，学生可以在较为充足的时间内对软件进行学习和应用。

表1是冲压工艺课程设计等实践环节的综合案例设计过程。仿真技术在教学中的应用，弥补了由于学生缺乏实践经验，模具不能投入生产，模具结构的合理性难以确定等造成的“纸上谈兵”的缺憾。丰富模具工艺课教学的内容，使部分学生尽早接触先进的模具设计软件和模具设计思想，充分调动学生学习积极性和学习工程设计软件的热情，为进入模具企业工作打下软件应用的基础。

表1 课程设计及个性发展实践环节的案例设计过程

3 结束语

在模具工艺课教学中应用多媒体技术，激发了学生的学习兴趣，提高了工艺课的教学效果和教学质量；同时将计算机软件引入教学，使专业课教学紧跟行业发展的步伐，培养学生软件应用能力及利用软件解决问题的能力。

参考文献

[1] 艾会勇.计算机技术在服装专业教学中的应用[J].辽宁教育行政学院学报，2008，25(4)：121.

[2] 李姜.理性看待多媒体教学[J].教育信息化，2005(4)：19-20.

[3] 王金宏.多媒体技术和《冲压工艺及冲模设计》教学整合初探[J].职业教育研究，2009(8)：155-156.

[4] 王丽娟，高颖，张双杰.对冲压工艺及模具设计课程教学改革的几点体会[J].中国现代教育装备，2011(7)：58-60.