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基于网络的机械制造工艺

机械制造工艺学是机械类学生必须掌握的一门技术基础课，在机械类专业教学体系中占有重要的地位。课程涉及到较多的机械加工工艺理论与实践知识，这些内容在传统的黑板课堂教学模式中很难进行确切的描述。而多媒体技术能够把原来抽象的理论知识和加工工艺变得形象、具体，把零件工艺的设计、产品加工流程真实地展现在用户眼前。再加上网络有不受时间、空间限制的特点，基于网络为平台的网络的课件模式可以让用户生在不同时间、不同地点，根据需要随时学习，大大提高了课件的使用效率。由于多媒体网络教学具有直观性、知识集成性、可控性等特点，因此多媒体网络应用于教学中有利于提高教学效果,对传统的教学方法改革和优化有极大的促进作用。
　　一、课件开发规划
      （一）教学内容规划
　　今天的机械加工技术同过去相比发生了巨大的变化，某些过去认为属于尖端加工技术的生产方法已经变得非常普通，同时现代机电产品的生产逐渐从以往的“少品种大批量”转向“多品种中小批量”的生产模式，更加紧密地与电子、计算机等集成机电一体产品。但是，传统的工艺理论和工艺方法，设计思想仍然贯穿整个工艺过程的始终。因此，在教学内容的选择上确定了以下几个原则：1.全面性。内容要覆盖整个课程，使课件内容有一定的广泛性。2.主次性。合理布置知识点的主次关系，以基础理论教学为重点，典型零件加工工艺为补充，穿插介绍各种先进加工工艺，做到主次分明，详略得当。3.顺序性。内容安排上考虑教学顺序，由浅入深，使软件具有层次分明、易学易用的特点。
　　根据以上原则，参考各大高校编写的教材，结合以往教学经验，规划出课件的主要知识框架，如图1所示。
　　（二）课件栏目的规划
　　为使该课件能够同时满足让学生和教师共同使用的目的。我们在课件里加入了习题解答和在线学习等内容，学生在做完联系后可以马上对照参考答案进行检验，发现自己的不足。课件内还用asp语言开发了论坛栏目，学生对老师上课有什么意见或建议，以及不懂的学习内容都可以在这里提出讨论，教师或学生都可以论坛成员身份登陆回答各种问题，及时答复学生的疑惑。

　　（三）课件内容的其他规划
　　为使该网络课件使用起来更加方便，在课件的底部加入一些常用站点的超级链接，方便用户能够直接跳转到其他站点，如中国教育网、搜狐网、新浪网等。
　　二、多媒体素材的制作
      本课件所需的多媒体素材主要包括：模拟加工三维动画、现场加工视频、产品实物照片、flash流程图等。
　　（一）模拟三维动画
　　三维动画采用最常用的3DMAX软件制作。它在课件中主要起到动作演示的作用，直观形象地对加工动作和进行说明。我们一共制作了60个加工片段，主要有磨削加工、光整加工、齿轮加工、变速箱体加工工序等。如图2所示研磨加工动画，研磨主要有3个基本动作：零件回转、油石纵向移动、油石高频振动。通过动画，学生可以马上明白并掌握它的加工原理。
　　（二）现场加工视频材料的收集
　　现场加工视频主要有三个来源，一是中央广播电视大学等高校专门摄制的电视教学录像，如镗削加工、插削加工、铣削加工等。它们非常详细地介绍了各种加工的特点、功能，是不可多得的良好教材。二是针对教材中涉及的各种实际案例有目的地进行专项拍摄，针对相应的工序，拍摄该工序的定位夹具、切削机床、切削刀具、加工过程等，这样实践操作过程与理论相对照起来，可以帮助学生更快地掌握。如典型零件加工工艺一章中的连杆加工，我们联系杭州汽车发动机厂实地拍摄，将每一道工序都完整地记录下来，把枯燥的文字变成了形象生动的生产现场。三是各种先进机床加工的片段，这些材料可以在网络上搜索，也可以自行拍摄，主要搜集一些激光加工、五轴联动机床等，作为现代先进加工技术等知识点的视频素材。
　　（三）实物素材的收集
　　对于教材或讲义中涉及的各种零件，我们尽可能的找到实物，把实物的图片与该零件的三视图同时放到课件中，帮助学生更快地建立起空间概念，对于某些确实缺乏的零件，我们采用solidworks软件制作出该零件的三维模型加以替代。
　　三、课件总体特点的确定
      多媒体教学课件必须适应网络化、精品化的潮流，体现出自身的优越性，因此我们计划将其制作成课堂助教与课外网络自学并重的多功能软件。
　　机械制造工艺学的特点是理论与实践并重，许多知识是从实际经验中获得。因此，课堂教学仍然是本课程的主要教学方式，多媒体课件以其直观、动态的画面来辅助教学，提供方便、灵活、友好的界面供大家使用。
      网络型软件方便学生在课外进行预习、复习，学生可以根据自己的能力和需要选取自己需要的内容进行学习。因此，网页内容不能仅仅把课程的要点放上去，而从教学思路、教学手段等方面综合考虑，每一小节制作成一个页面，在页面的开始指出需要掌握的知识点，并划分好难易程度、相关内容等，引导学生从已有知识出发，联系实际，启发性地帮助学生更好地掌握新的内容。
　　四、软件的制作实现
　　（一）选择制作平台
      由于目前绝大部分计算机使用的是windows操作系统和基于万维网的超文本置标语言格式（HTML），为适应这一情况，我们选用Macromedia公司制作的Dreamweaver MX网页编辑软件作为课件的开发软件。该软件具有网页编辑功能外，还带有站点管理等多种功能，能方便地对完成的网页进行调试、维护。
      三维动画制作选用3DMAX，其功能强大,使用方便，上手快，方便地制作出三维场景，文件可保存成avi格式也可保存为swf格式，方便用户下载。
　　视频片段采用超级解霸、Premiere等视频处理程序将需要的内容摘录并编辑，使其符合教学的需要，保存成wmv格式的流媒体文件和avi文件。wmv流媒体格式文件具有文件小、可边看边下载的特点，用户可以不用等文件全部下载完毕就可以看到影片，大大节约了时间。avi格式的视频文件弥补了流媒体文件清晰度不够的缺点。用户在本地站点观看avi格式影片时，尽管文件偏大，由于不必考虑网速，可以有比较好的收看效果。
　　图像和文字的特殊处理分别采用Photoshop，Firework和cool3等软件，他们的界面比较简单，操作方便，可以提供出各种文字与图片的特殊效果，图片主要保存成gif和jpg两种格式。
　　（二）界面框架及主体内容的选定
　　为考虑到软件操作的方便性，我们采用了框架式界面作为课件的主界面，如图所示，左边为目录树，对照要浏览的章节点击，列出该章中分的所有小节，按照所需要内容的点击浏览。上面为软件的标题栏，由“机械制造工艺学多媒体课件”3D动画和小标签组成，标签由“首页，在线学习，习题集，习题解答，搜索，在线留言”组成，也可以在以后根据需要进行添加。主要部分为软件的学习内容页面，它随着用户点选不同内容链接到不同页面。
　　（三）课件的多元化设置
　　由于该门课程涉及的内容广泛，与课程内容联系较紧密的有《金属切削机床》、《金属工艺学》、《机械制造基础》等。在教学过程中我们发现，不少学生对以前已学的知识掌握得不是很好，甚至完全忘记，这给学习本课程带来了许多不便。因此，我们通过召集部分学生座谈征求意见，进行摸底测试等办法确定了100多个联系比较紧密，但又容易遗忘的知识点，如退火、正火、碳素结构钢特性等，专门制作了该知识点的网页，学生需要时可点击文字的超级链接打开相应的网页来复习巩固。
      各个章节之间知识点会有不少联系，在讲解中，某些内容是可能会牵涉到另一章的知识，我们在链接设置上让各章节之间实现了互相切换，如在讲到孔的精加工时会讲到浮动镗加工，而典型机床的加工方法一章里对镗削讲解得比较透彻，学生学习到孔精加工时如果不清楚浮动镗是什么，可以切换到该小节进行学习，非常的方便。
　　五、软件的测试和应用
      软件在发布到服务器前经过反复修改、调试，包括链接的正确性、页面下载速度优化、文字图片大小、清晰度设置等，通过测试使课件具备正确性、完整性和严密性的特点。
      在发布到服务器后，课件内除论坛要求以注册会员身份登陆外，其他内容均可随意浏览。页面下载速度经adsl线路测试，平均20秒就可以完全打开一个只包含文字、图片的页面，动画、视频文件等视大小有不同的下载速度，但由于采用了流媒体格式，用户可以边观看边下载的方式进行学习，大大节省了时间。课件总体上使用方便、快捷。
　　六、总结
　　本课件是在多年教学改革经验积累的基础上研制成的，在开发过程时就有目的地选择一些内容用该课件进行授课试验。在运用本课件授课后，课堂效果在质和量上都有了很大的提高，学生上课注意力集中，纪律明显好转。学生反映，由于本课件图、文、声、影四管齐下，学生学习兴趣普遍提高。课件内容特别是现场加工录像极大地帮助学生加强对所学内容的理解能力，增强了学好本专业的信心。