趙 燕

（山東省輕工工程學校，山東 青島 266112）

0 引言

“產(chǎn)品要發(fā)展，模具是關(guān)鍵?！蹦＞咝袠I(yè)越來越體現(xiàn)出在經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位，我校作為國家和省示范院校，模具專業(yè)又作為我校的重點建設(shè)專業(yè)，模具專業(yè)的教育教學模式直接關(guān)系到我校及其他院校職業(yè)教育的發(fā)展前景和人才培養(yǎng)模式。針對目前我校模具專業(yè)和課程體系的特點，筆者探索了模具專業(yè)虛擬＆現(xiàn)實一體化項目課程建設(shè)及一體化教學的模式。

1 一體化項目課程建設(shè)的背景及意義

職業(yè)學校是培養(yǎng)模具專業(yè)人才的重要基地，目前模具專業(yè)的教學模式雖已漸漸注重理論和實踐教學相結(jié)合，但理論和實踐聯(lián)系不緊密。理論教學依然建立在傳統(tǒng)的課程體系上，教材每一章節(jié)的理論知識都是建立在獨立的、隨機的產(chǎn)品及產(chǎn)品模具圖紙上，且大都是二維的圖形結(jié)構(gòu)。單憑課本的理論教學無法讓他們掌握、理解所學的模具知識并加以拓展應(yīng)用，且實踐教學內(nèi)容和課程體系內(nèi)容也是相脫節(jié)的。

實踐技能是培養(yǎng)模具專業(yè)人才的關(guān)鍵，模具專業(yè)要想和企業(yè)對接，培養(yǎng)出應(yīng)用型的人才必須要經(jīng)過實踐。例如，讓學生做某一產(chǎn)品的沖壓模具，由于該產(chǎn)品的工藝分析、設(shè)計計算、模具結(jié)構(gòu)等等在課程體系中沒有進行系統(tǒng)化的講解，模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理又較復(fù)雜，在實踐教學環(huán)節(jié)中學生做模具時就會存在偏差，勢必會給后續(xù)的模具零件加工、裝配帶來困難。所以筆者提出了理論和實踐項目一體化的教學模式。

而純數(shù)字化的課程資源也不能被絕大多數(shù)的中職生領(lǐng)悟和接受，虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用為模具專業(yè)課程的改革和建設(shè)提供了方向。虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者可以沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。所以，我們可以用現(xiàn)代化的技術(shù)把復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)形象化、立體化、知覺化，易于被學生理解和掌握。通過虛擬技術(shù)建立一體化的項目理論體系，然后再應(yīng)用于現(xiàn)實實踐。不僅有利于快速提高課程教學的實效性且貼合模具企業(yè)的生產(chǎn)實際。

因此，建立虛擬（理論）＆現(xiàn)實（實踐）一體化的課程體系和一體化的教學模式已成為促進我校及我校模具專業(yè)課程發(fā)展的關(guān)鍵。

2 一體化項目的設(shè)計思路及內(nèi)容結(jié)構(gòu)框架

模具專業(yè)虛擬＆現(xiàn)實一體化項目課程建設(shè)的改革思路是把課本相關(guān)重點知識內(nèi)容整合到某產(chǎn)品項目中，做與其相應(yīng)的課件、教案、仿真加工、三維動畫等，做成虛擬的數(shù)字化資源。集教學、實訓、考核、開發(fā)功能于一身，建立人機交互的計算機虛擬模擬教學課堂實驗室，滿足教師和學生多方位的使用和需求。使用者進入登錄界面，選擇產(chǎn)品項目，然后就進入該項目的模具理論知識學習。

例如，進入實驗室登錄界面后，我們選擇塑料模具的某一制品，就可學習該項目的理論知識。首先熟悉模具通識，然后對該產(chǎn)品進行工藝分析、計算其收縮率、根據(jù)功能設(shè)計其型腔、型芯，確定模具的結(jié)構(gòu)、選擇零件材料并確定尺寸，然后對零件進行虛擬的仿真加工、裝配、選擇設(shè)備型號等等。制件不同，其結(jié)構(gòu)工藝及要求不同，所以可選擇典型的制件項目做成資源數(shù)據(jù)庫 ，資源數(shù)據(jù)庫中除包含上述的材料外，還包含該模具的二維和三維圖，滿足不同層次需求者的需要。對于初學者可選擇較簡單的產(chǎn)品項目，對于有一定的基礎(chǔ)的可選擇較復(fù)雜的產(chǎn)品項目。除了供自學外，教師也可以在機房用這些項目給學生廣播講授。教師講授完一個項目，即可用現(xiàn)有的考題對學生進行考核考評，然后進入該項目的現(xiàn)實實踐加工環(huán)節(jié)。真正做到項目理論學習和項目實訓加工一體化。構(gòu)建虛擬＆現(xiàn)實一體化項目課程建設(shè)的結(jié)構(gòu)框架如圖1所示：

圖1 虛擬＆現(xiàn)實一體化項目課程建設(shè)結(jié)構(gòu)圖框

冷沖壓模具與塑料模具有很大的區(qū)別，有的冷沖制品需要一套模具就可沖壓成形，其項目結(jié)構(gòu)框圖跟塑料模具基本類似。對于較復(fù)雜的沖壓制品則需要多套模具加工成形，所以進入虛擬實驗室若選擇了較復(fù)雜的沖壓制品，系統(tǒng)會根據(jù)制品結(jié)構(gòu)劃分的工藝工序，選擇本工序模具進入虛擬的理論學習。

虛擬＆現(xiàn)實一體化項目課程的建立打破了原有的課程體系與教學模式，通過現(xiàn)代化的教育手段和方法把抽象、零散的理論知識轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)、條理、形象、一體化的感性認識并加以鞏固實踐。符合中職生的思維特點和教育規(guī)律，對提高教學效果，增強學生的實踐操作技能具有積極的作用。

3 一體化項目建設(shè)的初步成效及應(yīng)用實例

我校作為國家和省示范院校，一直致力于課程改革的研究與探索。我校的模具專業(yè)分為塑料模具和沖壓模具兩大類。目前分別選取盒蓋塑料模具和止動件沖壓模具作為一體化項目的應(yīng)用實例。采用PRO／E、UG、CAD等現(xiàn)代軟件作為開發(fā)工具，制作了大量的產(chǎn)品、模具零件圖、模具總裝圖（二維、三維）、三維仿真模擬加工、模具工作原理動畫、現(xiàn)場加工視頻錄像等。例如，圖2和3分別是我校沖壓模具止動件教學項目和塑料模具盒蓋教學項目開發(fā)的三維動畫圖例。

圖2 止動件落料沖孔復(fù)合模三維動畫效果圖

除了開發(fā)圖例、動畫之外，還要運用現(xiàn)代化的技術(shù)把制作的模擬仿真、動畫等融入到章節(jié)目錄中，圖文并茂、生動直觀，創(chuàng)建高水平的多媒體虛擬課堂，讓學生在虛擬環(huán)境下進行與工作過程一致的訓練，把真實的過程搬到課堂上，在課堂中積極采用討論式、啟發(fā)式、任務(wù)驅(qū)動式等教學方法，鼓勵學生積極思考，大膽創(chuàng)新。例如，圖4是用宇龍數(shù)銑仿真軟件模擬加工盒蓋塑料模具的型芯固定板。

圖4 盒蓋模具型芯固定板數(shù)控銑仿真加工截圖

進入實訓環(huán)節(jié)，可根據(jù)學生學習的程度，利用自行設(shè)計的圖紙，或者資源化數(shù)據(jù)庫已有的圖紙，加工模具零件、組裝、和調(diào)配。要加強學生職業(yè)能力和操作能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)學生分析問題、解決實際生產(chǎn)問題的能力。

圖3 盒蓋單分型面注射模三維動畫效果圖

4 一體化項目建設(shè)的展望

通過初步的項目教學實踐證明，采用虛實結(jié)合的模具教學新模式，給師生一種全新體驗，激發(fā)學習興趣，強化學生對核心知識和技能的學習，提升教學效果?？s短了教學培訓和就業(yè)之間的距離。

雖然我校的一體化建設(shè)已初具成效，并且構(gòu)建了虛擬＆現(xiàn)實一體化項目課程建設(shè)的結(jié)構(gòu)框架，但其真正的實現(xiàn)還需要多方面的支持和努力。

首先需要引進先進的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在現(xiàn)有的二維、三維產(chǎn)品、零件圖紙、模擬仿真加工、三維原理動畫等基礎(chǔ)上構(gòu)建動態(tài)的一體化模具虛擬空間；

其次，建立現(xiàn)代化的多媒體計算機虛擬課堂實驗室和完備的實訓加工場；

再次，不斷學習新知識、新技術(shù)，提高師資隊伍的理論水平和實際操作能力；

最后，不斷擴充、完善一體化項目資源數(shù)據(jù)庫和實訓室實物模型庫，開發(fā)編寫理實一體化的校本教材等等。

5 結(jié)語

模具專業(yè)一體化項目課程建設(shè)，把原課程體系中要掌握的重點相關(guān)內(nèi)容融會貫通到一個產(chǎn)品項目中，運用數(shù)字化資源的課堂教學和現(xiàn)實加工相結(jié)合，把理論、抽象的內(nèi)容形象化、具體化、實物化，容易被職業(yè)院校的學生理解、接受。虛實相輔，教、學、做相結(jié)合，學生可先學后做，亦可邊學邊做。學中做，做中學，理論指導(dǎo)實踐，實踐又使理論得到鞏固和升華。有利于快速掌握模具知識和實踐技能，同時培養(yǎng)了學生的心智技能和操作技能。也為教師提供全新一代的教學平臺和模具資源，極具科學性和實效性。

［1］彭紅蓮.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在模具設(shè)計教學課程中的應(yīng)用［J］.教育教學論壇，2010，（26）.

［2］劉祥偉.機械制造技術(shù)課理實一體化課程設(shè)計與實踐［J］.遼寧高職學報，2011，13（12）.

［3］趙 燕.模塊化＋項目教學法在模具教學環(huán)節(jié)中的探索研究［J］.模具工程，2009，（4）.