模具设计实验系统的开发研究

殷燕芳

摘要 模具设计实验是综合性、应用性和实践性较强的课程，它能激发学生对工程问题的兴趣，培养学生的工程实践能力。

关键词 模具设计；实践能力；教学改革

中图分类号：G648.2文献标识码：A文章编号：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

实验教学是整个教学工程和素质教育的重要环节，培养具有实践能力和创新精神的高素质人才是社会的要求，在材料成型与控制工程专业的模具课程教学中，显得尤其重要。模具行业是当今制造业中现代高新技术应用最为集中的领域之一，先进制造技术贯穿于模具的设计、制造及应用全过程。因而模具专业的人才要求懂得传统的设计制造方法和现代的先进技术，提升其在社会中的竞争力。传统实验教学既受客观物质环境的影响，又受人员素质、时间、空间的综合制约。建立基于网络的实验体系(Web-Laboratory)，将流媒体技术运用于模具课程实验建设开发中，使实验内容不受实验室仪器设备、实验材料的限制，可以很方便地更新、增加实验内容，解决实验经费不足的问题，促进综合性、设计性、创新性实验的开设，实现课程的开放性、共享性、交互性、协作性、传输性，真正使学生自主学习，提高教育教学质量[1]。

1 流媒体技术

流媒体是指在网络上以数据流的方式实时发布音、视频多媒体内容的媒体，“流”概念的提出，彻底改变了因特网上媒体的处理方式。流媒体技术（StreamingMedia Technology）是用于在IP网络上发布多媒体数据流的技术。这是一个综合技术，包括采集、编码、传输、储存、解码等多项技术，其应用系统分为编码端、服务器端和用户终端。在实验课程中，用编码器对音、视频教学信息进行压缩编码，通过服务器向学生发送流媒体的软件，用户端随时用播放器进行学习。同时，流式教学信息在网络环境下可实时传输、交互控制，将实验操作变为共同参与学习过程的多维动态方式，突破抽象逻辑思维的难点、局限，使教学活动更符合人的思维特征，构建交互式学习模式，获得更好的学习效果和更高的学习效率。

2 实验素材的收集与制作

实验素材是以知识点为基础的，按一定检索和分类规则组织的资料，包括文字、图形、声音、动画、视频等多维信息的集合。资料可以从公开发行的素材库光盘和Internet站点中，筛选、整理出设计实验教学中需要的素材，还可以通过一些软件处理及制作各类素材。由于多媒体素材、CAI 课件中包含大量的图、声、动画、视频等内容，使得一段素材或一个CAI 软件的容量达几十兆或几百兆。要实现网上运行，必须考虑网络环境下多媒体的特征（特别是视音频格式）和网络性能。设计基于流媒体技术的网上视频播放和直播系统，可解决网络带宽不足的瓶颈问题。

2.1 下载流媒体在教学中用到的视频文件格式一般为dat、rm、avi、wmv、swf等，视频资源在网络中基本克服了数据的传输、存储等方面的限制。目前使用的视频资源格式日益增多，文件体积的增加需要为不同的视频文件格式选择与其相对应的播放器。由于这些视频文件容量过大，通过网络进行学习时会出现播放不流畅等现象，影响学习效果。同时，网络上流媒体文件的连接协议并非常见的HTTP、FTP，无法用FlashGet、Netants等常规软件下载。

目前，StreamBox VCR支持下载的流媒体文件有RM（Real Media）、ASX（微软流媒体文件）、SMIL（Synchroniaed MultiMedia Integration Language，同步多媒体集成语言）、PLS（MP3）和MOV（QuickTime文件）等多种格式，也支持断点续传。StreamBox VCR采用独特的分析技术可以把隐藏在ASX后的ASF文件和SMIL后的RM文件找出来并进行下载。但StreamBox VCR的下载速度较慢，而影音传送带Net Transport的下载速度很快，可以实现HTTP、FTP、MMS、RTSP的下载，也支持这些协议的多线程断点续传。下载的ASP、WMV、RM文件若不能播放或未下载完全，可以通过ASFFix和RM-Fix软件在提示状态下运行修复。

2.2 制作流媒体文件实验教学系统的思路是以课程教学内容为对象，以多媒体课件、动画、视频及模具实物等为手段，通过典型案例为知识载体，对模具设计过程进行分析，将模具设计内容的所有关键知识点串起来，实现研究型的实践教学。作为多媒体素材的视频、音频和动画等形式的实验教学资料，可以运用入库转换工具生成流媒体文件形式存储于Real服务器中，同时生成供检索、浏览用的流媒体形式的缩微文件一并存入Real服务器中。利用已有的视频资源，可将其他格式的视频文件转换成FLV等流媒体格式。如利用独立视频编码器 Flash Video Encoder可支持教学视频资源库中常见的各种视频格式，如avi、wmv、mpeg、asf、mov、dat等。通过利用这个视频编码工具，可以实现其他视频文件格式向 FLV流媒体格式文件转换的目的。在默认参数的设置条件下，既能保证视频质量，又能使视频文件体积迅速减小，压缩比达到10:1。利用Macromedia公司提供的视频服务器Flash Communication Server，经过相应设置后，就可采取RTMP协议或 HTTP方式实现流式点播。

3 实验系统的设计

模具行业的实践性和经验性很强，课堂教学以书本知识为主线介绍理论知识，模具结构设计的教学比较复杂，学习难度较大。学生缺乏实践，很难建立对模具的整体概念，对知识的理解、掌握和应用效果不理想。因此，课程的实验内容的设计是结合教学目标、教学大纲和学生特点，以典型的模具结构为例，按照现代化模具企业的整个生产流程来设计，将过程制作成各阶段、系列化、多媒体素材，并将其集合成流媒体实验课件，实现设计网络资源共享，通过对实际应用的典型案例分析，培养学生的形象思维和分析解决实际工程问题的能力[2]。

实验内容紧跟现代模具设计理论与制造技术发展的步伐，应用多媒体等现代化教学手段与生产现场教学、研究性学习、学生参与课堂授课活动等多种授课方式相结合，实现互动式与主动式的教与学模式。以实践教学环节为主线，建立和完善模具装拆、测绘、制造综合实验室，提高学生动手能力。加强与企业合作，建立现场教学基地和实习基地，特聘企业具有丰富实践经验的工程师现场讲授设计方案，使学生把所学知识应用于实践中，提高分析和解决工程实际问题的能力，同时总结在实践中遇到的技术问题，再通过理论课的学习、毕业设计等加以解决[3]。模具实训教学设计如图1所示。

在实验教学中，以模具设计内容为重点，从产品设计分析入手，按实际模具设计过程与方法，针对模具的功能结构模块和设计知识，详细讲解设计过程和分析方法，从模具整体设计优化的角度，帮助学生分析功能结构设计的合理性，启发学生积极思考给出最佳设计方案。在实验教学中，让学生使用模具装拆常用的工具和辅具，亲自动手拆开模具，对照实物正确地草绘模具结构图、部件图和零件图，图纸应达到工程应用水平。针对一副模具让学生分析其设计和制造工艺方面的优缺点，让他们认真观察、思考和积极进行讨论。在模具制造、规程实施等环节，学生由于缺乏设计技巧、工艺知识和工程实践经验，可带着问题通过生产实习寻找答案，并将具体生产现场制作成教学多媒体，配合动画模拟，整合成流式文件实时观看，让学生边设计边学习，扩大教学条件、场室，使实验变得生动、有吸引力。

4 结束语

将生动直观的流媒体网络课件放在网站上供学生在不同时间点播，课件场景逼真、内容生动直观、图像质量好、延时小、交互性强，满足学生根据自身特点和要求有选择地点播学习内容，用户可以通过开始、停止、后退、快进或暂停实现对数据流的最大控制，实现因材施教，交互式教学。互联网的发展决定了流媒体市场的广阔前景，流媒体技术已成为影响校园网络教学的重要技术，基于流媒体传输的网络教学模式必将大大提高网络教学资源的传输利用效率，并对现代教学方式多元化产生深远的影响。

参考文献

[1]曹延欣,闫占辉,等.《模具设计》课程的教改实践[J].理工高教研究,2008,8(4)

[2]王立人,叶久新,等.加强实践教学改革提高学生模具设计能力[J].大学教育科学,2005(1):64-66

[3]闫波.模具专业课实训模式初探[J].长治学院学报,2006,10(5)