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CAI技術在金屬塑性成形工藝及模具課程中的應用
（作者未知） 2009/11/22
［摘要］根據(jù)材料成型及控制專業(yè)教學的需要,開發(fā)了金屬塑性成型工藝及模具課程計算機輔助教學(CAI)軟件。該課件采用豐富的圖形、圖像、動畫等多媒體方式表現(xiàn)教學內容,在教學中達到了優(yōu)化教學過程的效果。文章論述了用Autehorware開發(fā)多媒體CAI課件的目的、步驟及方法。
［關鍵詞］計算機輔助教學(CAI)；Authorware；沖壓；模具設計
一、前言
金屬塑性成型工藝與模具設計課程是材料成型及控制工程專業(yè)本科教學中一門重要的主干課程。課程主要教授學生金屬板料沖壓加工理論、工藝以及沖壓模具的結構設計等專業(yè)內容,具有內容繁雜、知識涵蓋面寬、實踐性和綜合性強等特點。沖壓工藝的種類較多,包括沖裁、彎曲、拉深、翻邊及脹形等,各工藝中坯料的受力狀態(tài)和變形方式存在較大的不同,實現(xiàn)工藝的模具也各有不同，而且工藝與模具設計的內容,雖然有相關的理論基礎,但更多的是從實際生產(chǎn)中總結出來規(guī)律性經(jīng)驗而形成的技術知識 。因此,本門課程的教學需要與實踐緊密聯(lián)系。但由于學生毫無實踐經(jīng)驗,缺乏對工藝及模具的感性認識,給本課程的教學帶來很大的困難,學生感到枯燥難懂,不能抓住重點,難以熟練掌握和應用相關的工藝知識,達不到滿意的教學效果。
CAI 技術以計算機為媒體工具,充分利用計算機的直觀模擬、高速處理等特點,通過人與計算機之間的交互活動,采用文字、圖形、影像、聲音、動畫等多種表現(xiàn)形式將知識信息形象、生動、直觀地提供給學生。CAI 改變了教學方式，突破了傳統(tǒng)教學手段上的局限,能夠使繁雜變得簡單、使抽象變得具體,特別是對于實踐性強的課程,能將實際生產(chǎn)的工藝過程以影像、動畫等生動的形式表示,從而增強學生的感性認識和學習興趣,提高教學效果。
CAI技術應用于《金屬塑性成型工藝及模具設計》教學，將教材中各種知識融入到生動具體、易教易學的CAI課件，將大大提高教學質量，提高學生的學習效果。
二、課件的總體設計思路
1將課程的內容按教學計劃安排的順序進行綜合歸納整理。在充分調研基礎上，依據(jù)多年的教學經(jīng)驗，針對專業(yè)要求，合理安排課程的教學內容。
在計算機輔助教學應用之前，由于許多圖形及模具結構無法演示，課程以工藝理論、工藝計算為主，模具設計部分學時所占的比例較少。經(jīng)過充分的調研，結合收集的資料，重新對教學內容和學時做出合理的安排和規(guī)劃。適當增加了模具結構設計部分的學時，通過應用課件的“模具成型動畫演示”部分進行教學，收到了良好的教學效果。
2合理規(guī)劃每章節(jié)的內容。課件按講授的章節(jié)順序組織內容，操作界面上顯示有正文所在的章、節(jié)及小標題，段落分明。課件在每章每節(jié)中增添了圖形、圖片及多媒體動畫等內容，如各種工藝生產(chǎn)的零件圖片，工藝過程模擬動畫，模具的工作過程演示等等，增強了學生的感性認識和學習興趣。
CAI技術在金屬塑性成形工藝及模具課程中的應用3隨著材料科學的快速發(fā)展，課件應將當前的新材料、新技術、新工藝融進來，并且在實際教學的應用中，能夠隨時進一步完善和改進教學內容并且能夠方便地進行增加、修改。
三、CAI課件的開發(fā)
系統(tǒng)的設計主要是建立軟件合理的結構和框架。在進行系統(tǒng)總體設計時,按照結構化和模塊化原則,將各個課件系統(tǒng)劃分為各個相互獨立,又相互關聯(lián)的主模塊,再視具體內容將各模塊細分為各個子模塊。在確定軟件結構時,采用自頂向下逐步求精的設計方法和單入口單出口的控制結構,各個模塊之間的接口則采用編程手段來實現(xiàn),這樣整個系統(tǒng)就變得易于理解、實現(xiàn)和維護。圖1所示為CAI 課件的系統(tǒng)設計。
圖1CAI 課件的系統(tǒng)設計1工作平臺及編輯軟件
考慮目前計算機在教育行業(yè)應用的現(xiàn)狀,本課件選Windows 為運行平臺，選擇Autehorware作為本課件開發(fā)平臺和編輯軟件。Autehorware是一個功能強大的可視化編程軟件,可以設計優(yōu)美的人機交互圖形界面;通過鏈接功能,能實現(xiàn)對聲音、圖形、影像、動畫的嵌入和控制,編制出各種不同功能的多媒體軟件。而且Atehorware 有較好的應用基礎,非常適用于CAI 課件的開發(fā)。
2應用Authorware開發(fā)CAI課件的方法
Authorware最大的特色是它將整個編制過程表現(xiàn)為直觀的屏幕編輯和一系列人機交互式的參數(shù)填寫過程，大大簡化了軟件編制工作。它提供了一個面向對象的創(chuàng)作環(huán)境，使用13個功能圖標(Icon)，不同的圖標被看作為不同的對象，可隨意穿插或疊合。只要雙擊圖標就可直接往里放置多媒體信息，所以創(chuàng)作人員面對的是有意義的對象元素，而這些多媒體信息是可視的。Authorware的功能強大，提供了250多個系統(tǒng)變量和函數(shù)，具有極強的數(shù)據(jù)采集能力，還可（未完，下一頁）
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