張小東，陳 旋，鐘良偉，萬建文

（共青科技職業(yè)學院，江西 九江 332020）

0 引言

信息化時代的到來對各行業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇，高校作為新技術、新思想的集結地，課堂作為知識傳輸的主戰(zhàn)場，如何利用信息化技術提升課堂教學質量，發(fā)揮信息化技術在教學中的作用十分重要。國際模具及塑膠五金產業(yè)供應商協會秘書長羅百輝認為“對于模具制造行業(yè)，信息化內容主要是模具制造數字化、集成化、柔性化、智能化以及制造過程虛擬化、網絡化與全球化”。

1 現有信息化技術與課程融合模式分析

馮娜等[1]提出面向注射模企業(yè)協同設計與制造服務平臺，如圖1所示，完成了模具協同制造、協同設計、系統商務管理的工作。

武燕等[2]以《沖壓模具設計》課程為例，從遴選教學內容→軟件框架結構設計→編制軟件腳本→收集制作素材→軟件合成→調試優(yōu)化，通過6個過程將典型模具設計轉化為線上教學軟件，進一步樹立以學生為主體，引導學生自主學習，該軟件框架如圖2所示。

圖1 注射模協同服務平臺功能模型

圖2 模具設計與制造多媒體教學軟件結構

張文蘭等[4]認為信息技術與課程整合有效性應以培養(yǎng)學生獲取知識能力、分析問題、解決問題能力作為教學目標，信息技術實施注重整合過程中教學內容的設計、培養(yǎng)教師的全新教學方式，加強學生實踐能力才能保證信息技術與課程整合的有效性。

夏云才等[5]將教學資源信息化上傳到云平臺，在課前通過QQ等即時通訊軟件分享給學生，完成課前預習，然后導入學習案例，進行課堂仿真訓練，利用反轉課堂分享所學知識，最后即興知識測驗，完成教學效果評估。

張艷等[6]研究了信息技術與課程整合在我國的發(fā)展，發(fā)現我國研究主要集中理論探討、模式研究和應用反思3個部分，但是都處于理論研究的初級階段，多而亂且不夠深入。大多研究主要探討了整合的概念，條件（軟件和硬件）、目標、意義、需注意的問題等，即為了整合而整合，廣大學者和教師介入整合的表面探討中，對模式研究和應用涉及較少，不能深入地研究信息技術與課程整合的真諦。

路英華等[7]在集聚狀態(tài)下，建立模具結構設計應用運動仿真試驗平臺，將其應用于高校教學中，利用SolidWorks軟件完成模具模型構建模型庫、模具運動仿真，將三維源軟件、仿真源軟件等整合到超星網絡教學平臺，以智能移動端展現模式，在教學過程中利用該平臺，完成模具課程和信息技術的融合。

蘇君等[8]在塑件結構工藝性分析的基礎上，采用UG中模具設計與加工模塊進行模具設計及模擬模具零件數控加工。通過實例表明，模具設計與制造的一體化應用，縮短了模具設計與制造的周期，提高了生產效率。

通過對現有研究成果進行分析，可以得出以下結論。

本文通過對比以往的一些國家級試點綠色礦山建設情況和當前最新的廣東省綠色礦山建設要求，認為以往的綠色礦山建設在地質災害監(jiān)測方面未充分利用現代化數字手段。本文討論了遙感衛(wèi)星、無人機、大數據、云計算和人工智能等數字化技術綠色礦山建設中的重要意義，提出一種符合廣東綠色礦山建設實際情況的地質環(huán)境監(jiān)測與預警系統，具體包括基礎信息、監(jiān)測、評估、預警4個模塊。在基礎信息模塊使用遙感技術，在監(jiān)測模塊使用無人機技術，評估模塊使用人工智能技術，預警模塊使用大數據、云計算和手機APP技術。通過融合傳統的地災評估方法和最新的數字化技術，多個功能相互結合，可為監(jiān)測和預測礦山地質災害的發(fā)生提供一套可行的方法。

（1）信息化技術與課程融合并不是簡單地將信息化技術在課程教學中的應用，不能采用“使用說”。

（2）信息化技術與課程融合不能一步到位，教師在構建時需要循環(huán)漸進，分階段分步進行。另外，信息技術與課程融合是跨學科的教學設計與應用，僅依靠模具專業(yè)知識無法完成，需要其他學科教師協作完成。

（3）信息化技術與課程融合體系要形成閉環(huán)鏈條，從資源收集到課程效果評價應該是完整、閉環(huán)的鏈條。

（4）信息化技術與課程融合典型模式為：教學資料信息化轉化→融合框架結構設計→教學過程與內容→信息化與課程融合有效性評價→信息化與課程融合體系優(yōu)化→信息化技術與課程融合體系更新。

2 信息化技術與模具課程融合體系構建

高職院校的模具課程體系主要內容如圖3所示，模具課程主要包括模具設計、模具制造以及模具實訓課程。開展信息化技術與模具課程融合，首先要確定是否所有的課程都適合信息化，融合課程能否完全替代傳統課堂教學，融合課程如何與傳統課程相結合實現最優(yōu)解。

2.1 教學資料信息化策略

教學資源主要包括教學資料、支持系統以及教學環(huán)境。將線下、網絡教學資源整理，如模具專業(yè)資料庫，完成教學資料整理與信息化轉化。對于支持系統將傳統的線下支持設備轉化為云端支持，有效實現學生客戶端的調用與線上學習，滿足線上教學需求，教學資源信息化框架如圖4所示。

信息技術構建的資源環(huán)境是數字化學習環(huán)境的保障，利用多媒體集成工具或網頁開發(fā)，將需要呈現的課程學習內容以多媒體、超文本和交互友好等方式進行集成、加工和處理，轉化為數字化學習資源，突破了書本是知識主要來源的限制，用各種相關資源來豐富封閉孤立的課堂教學，擴充了知識量，使學生不再只是學習課本上的內容，而是開闊思路，了解其他知識。學習者在豐富資源環(huán)境下學習，可以培養(yǎng)其獲取信息、分析信息的能力，真正實現個性化學習。

2.2 模具類教學過程的信息化構建

模具教學內容授課方式主要有2種，一種是傳統式教學模式，即“目錄式”教學，按照教材目錄層層遞進，對學生進行授課；另一種是基于項目完成教學任務和目標，即“項目式”教學。不同的教學模式采用的信息化構建策略不同。

圖3 模具課程體系框架

2.2.1 多元化的教學內容呈現

信息化的獨特優(yōu)勢將傳統二維的、教師口述的內容轉化為多種媒體形式，利用媒介傳送給學生，多元化的教學內容呈現有以下幾種形式。

（1）二維結構轉化三維結構。教材的課程內容如圖5所示，學生如果僅看二維結構，對于模架的認識容易出現誤解，二維結構中定模緊固螺釘僅顯示1個螺釘（見圖5（a）），而實際模架中有多個螺釘均勻布置在定模板上。

（2）靜態(tài)圖形轉動態(tài)圖形。模具零件多、結構復雜，如果僅依靠教師口述，則難以描述模具工作原理，所以利用動態(tài)動畫可以更加直觀、簡單地讓學生掌握模具工作原理。動態(tài)模型運動如圖6所示，利用動態(tài)模型可以將成型零件工作過程直觀展現，提高學生學習興趣，更好地理解模具工作原理，使課堂教學情況更加良好。

（3）教材文字轉音視頻文件。教材文字轉化為音視頻文件常見的形式包括微課、MOOC等，利用音視頻文件可以將枯燥的原理、概念性知識等轉化為聲情并茂的音視頻文件，讓知識點以更多種形式傳送到學生大腦，強化記憶，學習效果更佳。

（4）封閉式教學轉化為開放式。上述3種形式更多的是信息技術在模具課程的使用，未來必然是封閉式教學向開放式教學的轉變。在封閉式教學中，不管使用何種方法教師仍是主體，學生僅能聽，不能發(fā)揮學生的主觀能動性。而開放式教學包含教學資源的開放式、教學過程的開放式、教學活動的開放式，如利用云金山文檔、石墨文檔、飛書文檔等軟件，學生在課堂上可以分享教學資源、知識點、新技術等，實現新型翻轉課堂的轉變。

圖4 教學資源信息化框架

圖5 二維結構轉化三維結構

圖6 動態(tài)模型運動

2.2.2 訓練情境信息化構建

模具課程中有專業(yè)實訓，主要包括模具結構認知、模具課程設計以及模具零件加工金工實訓。對于學校，傳統實訓存在以下不足。

（1）模具結構形式無法涵蓋所有類型，高職院校一般只采購常見、典型的沖模、注射模，而對于吹塑模、彎曲模等較少，學生在模具認知實習過程中無法達到應有效果。

（2）模具實訓成本較高，高職院校采購數控機床用于模具零件加工，設備價格昂貴。對于學生，模具零件加工難度較大，機床操作水平有限，如果直接上機操作，對學生安全、學校資產都會產生一定影響。

（3）模具資源配置不均。學生多設備少是民辦高職院校普遍面臨的問題，如果學生同時開展實訓，必然造成資源緊張，分配不均。實操之前，教師講解需要占有一部分時間，部分學生還沒機會上手，實訓已經結束或已經下課。實操知識沒有實踐強化，學習效果差。

利用信息化技術與模具實訓課程相融合可以有效改善上述問題，現階段融合模式如圖7所示。崗位流程信息化情境構建主要針對模具設計、模具制造等課程開設，為每位學生安排1個模具設計工作室職位，每5～10位同學完成虛擬工作室組建。利用企業(yè)管理軟件如REP軟件，學生在系統內對客戶傳來的零件圖或其他描述來形成訂單，每個小組合作完成零件二維工程圖、模具三維裝配圖和相關的設計說明書傳送給客戶。以實際工作流程為基礎，搭建虛擬模具設計工作室，所有的信息傳遞、資料都必須傳輸到系統，按照實際工作流程操作，實現校企無縫銜接。

圖7 實訓課堂信息化構建模式

模具實操虛擬化情境，如模具零件制造時，首先將模具零件劃分為板類零件（固定板、模座等）、軸桿類零件（凸模、型芯、導柱等）、軸套類零件（澆口套、導套等）以及復雜成形零件。實操情景化模擬界面如圖8所示，信息顯示區(qū)界面盡可能和實際機床操作界面、工作環(huán)境保持統一，在條件允許時將學校的機床型號設備轉化為信息化模型應用到模具實操虛擬化平臺上。除了網絡實操平臺外，現在還有VR虛擬操作，通過佩戴相關設備實現虛擬操作，如萬維鏡像-虛擬仿真平臺，可以讓學生走進模具企業(yè)，使所有操作更接近實物。

圖8 實操情景化模擬界面

模具仿真信息化主要利用各種仿真軟件對模具設計進行優(yōu)化，如MoldFlow、DeForm、AutoForm、Mastercam等，將零件網格化后，對設計的模具進行仿真模擬，發(fā)現設計缺陷，優(yōu)化模具結構。

2.2.3 課后延伸信息化策略

課后延伸的信息化主要包括課后教學活動、學生評課以及教學反思。該階段的信息化策略仍以“使用說”為主，課后學生將相關的信息通過網絡平臺或其他通信手段反饋給教師。模具課程與信息化課后延伸整合將“使用”轉化為“融合”，需要遵循以下原則。

（1）真實性原則，所有的課后評價需要將學生真實意見、課堂真實效果反饋。

（2）量化原則，構架課程量化反饋指標，保證模具教學評價全面。

（3）應用化原則，利用評課效果、課后活動來促進教學質量的提升。

依據該原則課后延伸信息化策略，構建課后延伸信息化流程，如圖9所示。利用數據采集系統，對學生匿名評價、量化指標以及教學反思3個板塊完成信息收集，采用智能分析系統，如詞頻分析、智能分析等，找出課堂優(yōu)勢和不足。為了擴大課后延伸，引入討論分析模塊，納入同事、行業(yè)同仁等發(fā)表相關的建議和對策，繼而對教學進行改進和優(yōu)化，完成課后延伸信息化操作。

圖9 課后延伸信息化流程

3 結束語

信息技術與課程融合是未來發(fā)展的趨勢，尤其是在新冠疫情發(fā)生以來，線上授課成為了主要授課模式。將信息技術與課程融合的關鍵在于教學資源的信息化、課堂教學的信息化以及課后延伸的信息化。對3個階段分別提出了相應的信息化策略，構建信息技術與模具課程的深度融合，將傳統的“使用”轉化為“有機融合”，利用信息技術提高模具課程教學質量，完成教學目標。