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數字化制造課程范文1
【關鍵詞】高職 數字測圖 課程項目化改造 教學目標
教學實施過程
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2012）02C-0046-02
一、課程項目化改造的必要性
數字測圖是我國目前進行數字地球、數字中國和城市地理信息系統GIS、國家基礎測繪的主要技術手段，是目前各種工程測量中地形圖測繪的重要方法，是高職工程測量技術專業的一門重要的職業核心課程。數字測圖的知識和能力的掌握對學習后續課程起到關鍵性作用，數字測圖也是學生就業中重要的職業崗位之一。
數字測圖的內容主要有數字測圖的基本知識和電子全站儀的應用、數字測圖的外業數據采集和內業用計算機進行數據處理成圖等。教學要求，是培養學生具有數字測圖的基本知識和數字測圖的職業能力。一直以來，在教學上是采用先理論、后實踐的教學方法，理論與實際相脫離，教學效果較差，難以達到課程教學目標的培養要求。學生缺乏觀察能力和空間想象能力，對數字測圖技術的整體過程體會不深，一知半解，實踐能力差，嚴重影響了學生應具有的數字測圖的職業工作能力。
高等職業技術教育以培養生產、建設、服務、管理第一線的高端技能型專門人才為主要任務。如何在教學中進行課程項目化改造，用項目和任務訓練學生，理論與實踐一體化教學，提高學生的數字測圖實踐能力,培養高技能型人才，已經成為高職數字測圖教學改革中急需解決的重要課題。
二、課程項目化改造工作思路
所謂課程項目化改造，是根據職業崗位能力培養的需要，將數字測圖課程教學過程轉化為實踐工作任務，將工作任務貫穿于項目教學的始終，以工作任務為基礎驅動項目教學的整個過程。學生在完成工作任務過程中，學習課程的專業知識。這樣可以利用工作任務，激發學生學習的興趣，實現教學做一體化，理論與實踐一體化。課程緊密結合實際工程項目，可以使學生在完成任務過程中鞏固理論知識，訓練實際工作能力，最終具備職業崗位的工作能力。
為了進一步開展各項工作，應確定數字測圖課程項目化改造工作思路：深入各行業和基層進行行業調研與分析；確定數字測圖職業崗位能力目標、職業素質目標和職業知識目標；根據數字測圖崗位的工作過程的不同環節和具體任務，進行課程教學設計；按照課程項目化實施教學。數字測圖課程項目化改造工作思路如圖1所示。
三、課程項目化教學目標
數字測圖是高職工程測量技術專業的一門核心課程，在教學體系中占有著非常重要位置。數字測圖針對于國家基礎測繪、水利水電工程測繪、交通工程測繪、城市建設工程測繪等崗位要求，培養能在生產、建設、服務、管理第一線的從事數字測圖的、具有系統的應用知識和良好的職業素質，并具有可持續發展能力的高素質、高技能型人才。通過行業調研與分析歸納，得出數字測圖課程項目化教學目標見表1所示。
四、課程項目化教學設計
數字測圖項目化改造，是以數字測圖的職業能力目標為核心，以數字測圖過程為主線，通過設計工作任務，構建學習情境，建設仿真和真實的學習場景，讓學生在職業活動中獲取知識、鍛煉職業技能，通過完成系列工作任務來培養學生具有職業能力。根據數字測圖的工作內容和真實工作過程來設計課程的教學內容和順序，每一個教學單元就是一項工作任務，對應一項具體的能力訓練目標。數字測圖為一個貫穿性綜合項目，有4個子項目，見表2所示。
五、課程項目化教學實施
數字測圖課程項目化教學實施是以項目為載體、任務驅動，學生為主體開展教學活動。采用分小組作業的形式各自獨立地完成4個具體的項目工作任務。具體教學實施過程如下：
第一，收集資料。學生根據完成項目任務內容、要求，收集各種必要的資料。主要有原項目已有的各種比例尺地形圖，有關數字測圖測量規范和地形圖圖式，控制測量的成果以及數字測圖技術設計書等。
第二，學生分組。將學生分為若干個小組，每組4～6人，選出組長。組長工作能力直接影響到該組任務的完成，在分組中要注意組長的選定，應選擇具有一定的組織能力、工作能力，責任心較強的學生擔任。
第三，實施方案。各小組根據項目任務的要求和有關行業規范，制訂出項目實施方案。方案的主要內容有數字測圖項目任務內容、相應的實施步驟、測量的方法、時間安排及要求和注意事項等。
第四，實施項目。各小組按實施方案實施項目，各小組依據規范要求協作完成項目任務。主要內容有各組根據實施方案，按規范要求完成數字測圖各項目任務。
第五，教師指導。教師跟蹤檢查和指導學生實施項目任務情況，回答學生提出的問題，對學生進行啟發和及時指導。
第六，任務評價。學生完成各項目任務后，安排學生分組討論總結完成項目任務過程，各小組數字測圖項目成果進行總結和互相交流，每小組派代表匯報完成項目情況，教師進行點評和知識歸納。
第七，成績考核。學生課程成績考核分為4個方面。一是過程考核，主要考核學生在完成各個項目過程中的成果；二是實踐能力考核，主要考核學生的儀器操作能力、繪圖能力；三是知識考核，主要考核學生的數字測圖課程的應用知識；四是考核學生的工作態度，主要考核學生的團隊精神、工作態度、出勤、安全等方面情況。根據學生以上四個方面及小組互評、組內互評和指導教師評價綜合評定學生的成績。
職業教育課程目標的最終目標，就是具有實戰能力――解決問題的綜合能力。數字測圖項目化改造與教學實踐證明，以職業活動為導向，以素質為基礎，突出能力目標，以學生為主體，以項目為載體，以實訓為手段，設計出知識、理論、實踐一體化的課程，教學目標明確，學生在學中做，做中學，邊學邊做。教師在做中教，邊做邊教。教、學、做一體化，理論與實踐一體化，這種課程項目化教學方法，符合高職學生的學習規律，學生學習積極性高，鞏固了理論知識，提高了實踐能力，教學效果良好。
【參考文獻】
［1］戴仕弘.職業教育課程教學改革［M］.北京:清華大學出版社，2007
［2］朱曙光.高職《數字測圖》項目化課程的實施總結與思考［J］.科技信息，2010（21）
［3］黃鵬超.汽車使用性能與檢測課程項目教學改革與實踐 ［J］.廣西教育，2011（9C）
【基金項目】廣西“十一五”教改科研項目（2009C134）
數字化制造課程范文2
關鍵詞：機械專業；數字化設計；數字化制造
計算機技術已全面滲透到機械領域，學生熟練掌握和應用數字化設計制造技術已成為其必備的基本技能，企業在招聘中也將這項能力作為重要考核指標之一。為適應這種快速發展的新形勢，滿足社會的迫切需求，研究和探索如何培養掌握和應用數字化設計制造技術的優秀畢業生具有重要意義。通過廣泛調研和細致分析，結合我校機械專業實際情況，提出了以典型數字化設計、分析、制造技術工程軟件應用為主線，以實踐教學基地和工程訓練中心為載體，以培養學生創新能力、實踐能力為目標，構建了貫穿于機械專業培養過程始終的數字化設計制造技術培養體系。
一、教學體系和教學內容的改革
在保持專業原有優勢和特色的基礎上，著重對數字化設計、數字化制造的教學內容、實習和實訓等進行改革與創新，形成了一套完整的提高學生數字化設計制造技術能力的教學體系。
（一）工程制圖類教學與實踐
工程制圖類是學生認識機械、了解機械的重要專業基礎課，開設了機械制圖、計算機繪圖、三維設計等制圖類課程，在教學中注重各門課程之間的融會貫通。計算機繪圖將制圖基本知識、視圖表達方法、零部件繪制、裝配關系等用計算機實現，提高了效率和設計質量，加深了對機械制圖的理解和掌握。在三維設計中，通過建立三維實體模型、動態仿真，使學生容易理解，更容易激發其空間想象力和創新熱情。
（二）工程力學類教學與實踐
開設了機械系統動力學分析（如ADAMS）和有限元分析（如ANSYS）等分析課，增強工程力學類課程的直觀性。如將剛體的靜力學、動力學分析，變成動態的曲線或動畫等輸出形式，將構件的應力、應變分析等，變成動態的顏色改變、形狀改變以及數據改變，形象直觀，印象深刻。
（三）機械基礎類教學與實踐
機械基礎類包括完整的機器設計過程―運動設計和工作能力設計。利用ADAMS等可以根據機構的運動尺寸建模，對機構進行運動學、動力學分析，為工作能力設計提供技術支持。利用ANSYS等進行應力、應變以及應力集中問題的仿真分析，加深學生對傳動方案、結構尺寸和選用原則的理解。
（四）機制基礎類教學與實踐
機制基礎類教學的一個主要任務是培養學生的工藝設計和夾具設計的能力。針對工程實際中的一個具有典型特征的機械產品零件，根據生產綱領要求以及現實生產條件，進行工藝設計和夾具設計。利用數字化設計表達夾具零件和裝配體，并驗證其設計結果。
（五）數控技術類教學與實踐
針對工程實際中的典型加工對象，利用三維數字化設計首先進行建模、編程，生成加工軌跡，仿真加工及檢驗，后置處理，最終生成數控G代碼。通過串行通訊或網絡，實現上位機與數控機床之間通訊，將編制好的數控G代碼下載到數控設備中，從而進行實際加工。從對象建模、刀具選擇、工藝規劃、代碼生成、實際加工、加工效率檢驗等多方面培養學生的設計制造綜合能力。
（六）現代設計方法類教學與實踐
反求工程是現代設計方法之一。其利用三維激光掃描儀無接觸地掃描被測對象表面輪廓，獲得幾何數據，構建曲面數字化模型，經過后置處理，生成RP需要的模型截面輪廓數據或NC代碼，最終復制出原型或加工出實物。反求工程實現了從產品原型、產品設計到產品制造的數字化，達到了對學生進行綜合應用訓練的目的。
二、工程訓練體系和內容的改革
工程訓練的基本指導思想是四年不斷線，分階段、分內容、分層次系統地進行訓練和培養。
（一）機械基礎認知實習
對于剛入校的學生，進行包括傳統設計、數字化設計、常規制造技術以及數控制造技術等在內的機械設計和制造方法的參觀演示，使學生對主要的設計方法、制造技術和實現方式有一定的感性認識，激發學生對專業知識的學習熱情和對專業的熱愛。
（二）機械基礎技能訓練
進行全面的機械設計技術、制造技術等基礎知識的學習與訓練。絕大部分時間是用于車削、銑削、磨削、鉗工、焊接、鑄造、鍛壓、沖壓、剪切等傳統制造技術訓練。同時，也進行簡單典型零件二維、三維設計、讀圖能力訓練以及基本的數控加工技術訓練。
（三）數控技術訓練
學生使用數字化設計制造手段進行典型零件的設計和數控編程，并在數控機床上完成零件的加工，突出了數字化設計與制造二者的有機融合。
（四）特種加工訓練
訓練學生掌握和使用多種與特種加工有關的設計、加工軟件，掌握特種加工方法。加入這些訓練內容，可使訓練內容更加全面、生動、豐富。
三、項目驅動式第二課堂創新與實踐能力培養
項目實踐過程與聽課不同，是一個主動的學習經歷。項目課題主要來源于三個方面：一是學生自主命題，就是學生將在生活實際中遇到的困難、問題，進行提煉、分析、總結，提出有創造性價值的課題，這有助于培養學生的創造性思維和發現問題、分析問題及解決問題的能力。二是有主題的實踐活動，例如根據各種學科競賽的主題要求，組織學生開展創新設計實踐，選拔優秀的創新設計作品參加競賽，這有助于提高學生的創新能力。三是教師提供項目課題，教師可以根據自己的科研課題為學生提供創新實踐項目。在項目的實施過程中，從設計構思、具體設計、工藝規劃、加工制造、裝配調試以及產品商業化等全過程都需要學生付諸實踐。數字化設計與制造手段為項目課題的順利實施起到重要作用。
四、結語
以數字化設計制造能力培養為切入點進行教學改革，促進了人才培養模式的不斷完善。通過實踐，該方法行之有效。不但使學生在空間思維能力、圖形表達能力、常規工程設計制造能力得到培養和提高，而且其創新設計能力、先進制造能力以及工程實踐能力也得到培養和訓練，適應了知識創新和技術創新的需求。
參考文獻：
[1] 雷輝. 機械類專業實驗創新模式的構建與實踐―鏈式工程訓練實驗教學法研究[J]. 中國大學教育, 2010, (6).
[2] 張樹仁. 構建數字化設計制造技術教學平臺的探索與實踐[J]. 長春理工大學學報（高教版）, 2010, (4).
基金項目：黑龍江省高等學校新世紀教學改革工程項目“機械專業先進技術應用與創新型人才培養模式的研究與實踐”（項目編號：黑教高處函[2009]7號）；黑龍江大學新世紀教育教學改革工程項目“機械專業創新型人才培養模式的研究與實踐”（項目編號：200953）。
數字化制造課程范文3
一、整體規劃、分步實施，建設數字校園，全面推進學校信息化建設
學校把信息化建設作為學校建設的一個重要組成部分，堅持以人為本，構建數字化的教學環境、數字化的科研環境、數字化的管理環境、數字化的服務環境，最終提高學校的核心競爭力，實現學校的跨越式發展。通過對學校數字校園建設狀況的分析，結合當前高校信息化發展趨勢，從長遠發展角度來考慮，學校將信息化建設的總體規劃目標定位為：利用技術創新手段，通過組織和業務流程再造，提高辦學效益和工作效率，提升管理水平，促進科學決策；在技術實現上，建成學校的三大基礎平臺，搭建資源高度共享的業務及應用平臺，提供個性化信息服務，構筑數字化的教學、科研、管理和校園生活環境，從各個層面全面提高學校教育信息化整體水平。學校信息化建設堅持黨政決策指揮和師生集成服務兩個基本點，將信息化工作分為：宣傳文化、學生管理、教學管理、教工管理、社會服務、財務資產管理、后勤安全保障和信息化支撐等八個業務領域（圖1），幾乎覆蓋了學校所有的業務應用需求；每個業務領域按規劃逐步建設完善相應的信息資源庫，并通過學校數據中心初步實現各業務領域信息資源數據共享。經過近5年的建設和發展，學校的信息化水平得到了顯著提升，先后獲得國家數字化學習資源中心（NERC：NationalE-learningResourceCenter）分中心、國家級教育信息化建設試點單位和北京市屬高等學校數字校園示范校建設單位等重大信息化建設項目。此外2012年學校還作為骨干校參與了教育部《高等學校管理信息行業標準》的制訂（JY/T1006-2012），是全國參與該標準制訂的眾多高校中為數不多的三所高職院校之一。
二、以信息化助教促學，提升專業建設水平和人才培養質量
教學信息化是將信息技術有機地融入到教學工作的各個方面，改進教學手段、拓展教學模式、提升教學效果。全面加強教學信息化建設有利于提升專業建設水平和人才培養的質量。
（一）以開發網絡課程和精品課程為抓手，帶動專業建設全面發展
學校建立了包括理實一體教材、網絡課程、實訓仿真軟件、專業媒體素材庫、資料目錄索引庫、文獻資料庫在內的網絡教學綜合平臺。為教師、學生和教學管理人員提供了一個教與學互動、教學資源展示、教學管理和溝通傳播的數字化教學環境，推動學校信息化人才培養環境與培養模式的建立。為改進教學模式，克服教學時空限制，方便學生學習，提升教學效果，學校重點加強了網絡課程建設。分別從經費上資助、從管理上納入教師聘期考核，以調動教師建設網絡課程積極性。同時，規定各級精品課程只能從網絡課程產生，以網絡課程建設為抓手，打磨更高水平的精品課程。目前網絡課程已基本覆蓋全校所有的專業課程。學校從400門網絡課程中評選出校級精品課程96門，并遴選15門課程推薦申報國家級、市級精品課程，其中獲批市級精品課程11門、國家級精品課程4門。課程網站注冊人數3萬余人，訪問量已突破200萬人次。網絡課程建設同時帶動了精品教材建設，獲教育部普通高等教育十二五國家級規劃教材14部，獲北京市高等教育精品教材建設11部，形成國家級教學團隊1個，北京市級優秀團隊11個。
（二）以建設專業教學資源庫為先導，提高教學資源的信息化質量和水平
學校把教學資源庫建設作為教育觀念轉變和教學方式改革的基本動力，通過利用信息技術整合各種教學資源，實現優質教學資源共享，促進主動式、協作式、研究型、自主型學習。學校的資源庫建設從頂層設計開始，形成滿足教師、學習者、企業等三方用戶需求的結構框架，并劃分三級教學資源，分別是：專業級教學資源、課程級教學資源和素材級教學資源。①專業資源庫包括專業介紹、專業人才培養方案、頂崗實習、教學條件配置和整體專業資源等。②課程資源庫由市級和校級網絡精品課程資源課組成。③素材庫建設主要包括虛擬仿真軟件、題庫、企業案例、企業質量標準、企業新技術、新設備和新工藝等元素組成。資源庫中嵌入行業企業信息、職業資格技能和就業信息等模塊，促進了專業和產業企業崗位的對接，畢業證書和職業資格證書的對接。學校在7大類專業群共開發了包括“樓宇智能化工程技術”等9個校級專業教學資源庫；建設了21門核心課程的課程教學資源庫。2013年《Windows移動應用開發》等4門課程被批準為國家級精品資源共享課程。經過多年對民族文化傳承與創新專業的探索實踐與積累，學校積淀了豐富的信息化教學資源與成果。2013年，學校成功獲教育部批準建設“職業教育民族文化傳承與創新專業教學資源庫”。民族文化傳承與創新專業教學資源庫是以“非遺”資源為載體，應用數字媒體技術，按照行業規范和職業標準，“政校企行”共建的具有國內外先進水平的大容量、圖1學校信息化業務應用領域共享型、互動式、持續更新的職業教育民族文化傳承與創新專業教學資源庫，實現民族文化傳承創新專業人才培養與非物質文化遺產傳承對接，也標志著學校教育系息化工作達到了一個新的高度。
（三）以實踐教學信息化平臺為依托，提升學生職業技能水平
“助教促學，高效共享，傳播示范”是學校搭建實踐教學信息化平臺的基本思路“。助教促學”是信息化平臺搭建的首要任務，使之更好地服務于師生“；高效共享”指提高實踐教學系統的運行效率并降低成本，同時服務于全校，乃至兄弟院校、全社會“；傳播示范”指既要對學校有一定的宣傳作用，又要對兄弟院校實踐教學信息化建設起到一定的示范引領作用。為提高實踐教學質量，學校開發建設了高職實訓資源共享平臺。平臺共分為四大功能：展示、資源管理、課程管理和共享。四大功能聯系緊密、相互依托。整個平臺通過展示功能將實驗實訓課程資源、實驗實訓條件資源、實訓內容信息到網絡上，展現給用戶。學生可以通過這個平臺了解實訓學習內容，教師可以了解實踐教學條件、內容等，為自己的實踐教學提供參考。學校的實驗實訓資源由資源管理功能統一、集中管理，提供給平臺其他功能使用。實訓是教學模式之一，也要從課程的角度組織資源、服務于教學。共享功能使實驗實訓設施與設備發揮更大的效益，利用率大大提高，減少重復建設，降低學校建設成本；教學內容、方法、模式的共享使得教師的教學設計可以互相學習、取長補短，從而有效提高實踐教學的質量。
（四）信息化貫穿于教學建設與改革，提升教師信息化教學能力
《教育部關于加快推進職業教育信息化發展的意見》指出，提升職業教育工作者的信息素養是推進改革創新，突破職業教育信息化發展的關鍵環節。提升教師信息化教學能力更是關鍵中的關鍵。學校通過“全國高職院校信息化教學大賽“”多媒體教學軟件比賽”等項目，鼓勵、引導和指導教師充分利用信息化手段建設立體化教學資源并應用于課堂教學中。（1）促進多媒體教學軟件的開發。教師開發的多媒體教學軟件具有豐富的數字技術表現手段，在設計上從實際出發，在應用上沒有操作平臺的限制，應用方便；軟件中的典型案例來自企業，學生的優秀作品被企業采用，同時納入軟件的案例庫。既豐富了案例庫，又學中做、做中學，培養了現代職業人。學校老師開發的“多媒體產品藝術設計”教學軟件獲得2013年全國高職院校信息化教學大賽多媒體教學軟件賽項一等獎。（2）提高課程的信息化教學設計水平。按照現代教學理念，充分利用信息技術和數字化資源，科學、合理、巧妙地安排教學過程的各個環節和要素，優化教學過程。小至單元教學中的學習目標、任務分析、情境設計、學習過程，以及重點、難點解析等，大至整個課程體系的開發設計，各方面都體現出信息化教學設計的優勢。學校教師編寫的“葉片刀具路徑的設置”教學設計獲得2012年全國高職院校信息化教學大賽信息化教學設計賽項二等獎。（3）強化課程信息化教學載體開發的能力。信息化教學載體匯集多門學科理論知識，以多媒體形式（動畫、視頻及音頻等）直觀展示典型零件制作與裝配過程中的各項工序與工藝，鍛煉學生自主學習能力。學校教師開發的《奔馳車模制作與裝配》課程教學載體，提煉了6年多來與北京奔馳汽車有限公司進行校企合作、工學結合課程的教學經驗，并以信息技術手段呈現于課堂教學和實訓過程，建立了《奔馳車模制作與裝配》課程的標準化教學模式并得到推廣。（4）加大課程教學素材庫的建設力度。支持教師利用信息技術改革教學，為學生學習方式的變革提供更多的實踐空間與機會，有效地讓學生借助豐富的學習資源進行相關問題的探索，圍繞主題進行更有實效地自主、合作、探究學習。學校教師開發的“體育教學素材庫”重點著力于“體育課通用素材”的開發建設。針對目前尚無專門的、卻是各層次體育課程教學均需涉及的“開始準備部分”進行素材庫建設，即：體育游戲庫、熱身體操庫、隊列隊形庫、典型教法庫等內容。該素材庫的開發在實際教學應用中取得了良好的效果。
（五）校企合作共同開發符合生產實際的數字化教學系統
基于計算機技術的數字化教學系統是職業教育信息化建設的重要內容。有些實踐教學無法在真正的生產環境中實施，學校充分發揮各學科專業優勢，積極利用企業的實力和技術能力，整合學校信息化實踐教學資源，以培養學生基礎知識和基本技能同時具備一定的創新能力為出發點，推進校企合作共同開發數字化教學系統，模擬企業真實生產工藝流程和典型工件制作加工裝配過程等，提高教學能力，拓展實踐領域，豐富教學內容，開展綠色實訓教學。汽車制造與裝配技術專業與北京奔馳汽車公司圍繞汽車制造四大工藝——沖壓、涂裝、焊裝和總裝而開發的數字化教學系統把汽車的整車制造過程進行分解，按照真實的工藝流程和生產環節進行虛擬仿真，將現代化的汽車制造模式、生產工藝借助多媒體，虛擬互動等手段展現給學生，學生可以了解沖壓、焊裝等關鍵汽車制造工藝，了解汽車制造現場管理的先進模式，學習汽車制造工藝路線的制定、生產節拍的計算、工具的使用，汽車制造質量控制環節等知識和技能。基于工作過程的數字化教學系統實現了專業和產業企業崗位對接、職業教育專業課程內容和職業標準對接、教學過程和生產過程對接，為學生上崗掃清障礙。
三、以用促建、逐步拓展，促進教學管理工作信息化，保障教學管理工作科學規范
學校教學管理信息化建設以教學管理工作為主線，秉承“以用促建、逐步拓展”的理念。首先從教學計劃、開課計劃、課程表、學籍管理、學生選課、成績管理等基礎模塊開始建設逐步拓展應用領域和層次，形成基于信息化的教學管理工作流程。（一）規范基礎信息，制定統一數據標準學校實施了教學管理信息化信息規范建設，對全校各學院、各專業的人才培養方案、課程標準、學生信息、教師信息等進行匯總、整理，提出教學管理信息化建設信息代碼規范并實現全校統一。（二）實現業務協同，數據共享管理信息化建設通過工作業務流、工作信息流連接起各模塊工作，實現業務整體協同和數據互聯互通。學校7個學院、2個教學部和4個校區的教學管理工作依托教學管理信息系統實現了同步和統一。這種同步既包括學籍管理與排課管理等具體工作的同步，也包括階段工作的整體性同步。同步意味著工作時間節點一致、工作質量標準一致，全校的教學資源實現協調安排。（三）實現教學管理信息化建設全方位、數字化學校早在1993年就開發出管理信息系統并應用于教學管理工作中，取得了良好的效果。2006年又開發了《現代教學管理信息系統》。系統依托計算機網絡技術，為教學管理工作提供了新的工作平臺。通過系統建設，教學管理工作流程得到新的改進，實現多校區教學管理網絡協同和工作同步；形成教學管理數據標準規范，實現教學管理信息集中管理和數據共享；最終實現了教學管理網絡化、數字化、綜合化。
四、結束語
數字化制造課程范文4
關鍵詞：高職教育；模具專業；信息化；數字化教學；資源建設
中圖分類號：G712 文獻標識碼： A 文章編號：1672-5727（2016）05-0072-05
數字化教學資源是進行數字化教學和學習的前提，是整個數字化教育賴以存在和發展的基礎。國務院審議并通過的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020 年）》明確指出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視，數字化教學資源作為教育信息化的重要組成部分，對提高教育質量、促進教育公平、服務終身教育有著重要意義。”《教育信息化十年發展規劃（2011―2020年）》也明確提出：要加強信息技術對教育革命性影響方面的深入研究，推進信息技術與教育教學深度融合。顯然，信息技術支撐下數字化教學資源的建設與應用對當前實現教育改革，實現高效、公平、質量教育具有重要意義，同時也是信息化背景下整個教育發展的新愿景。
筆者擬結合高職模具人才素質能力模型，對高職教育“三段式”工學結合人才培養模式中的專業理論與專業技能培養的知識體系框架進行詳細的規劃分析，通過教育技術與模具專業技能人才培養模式的整合，全方位分析和規劃模具專業數字化教學資源的呈現形式和建設方式，并從資源建設的保障措施、實施方式、評價方法等三個方面對建設過程提出合理化的實施策略建議。
一、資源建設需求
（一）模具人才能力模型
隨著制造技術、材料科學、計算機科學、信息技術等的快速發展，作為多學科交叉的產物，模具技術也得到極大的發展。為了適應新時代對模具人才的需求，模具專業人才除應具備高職教育要求的政治、人文、道德的基本素質外，還需要具備綜合的專業技術能力，如技術應用能力、設計能力、企業管理能力等。模具人才應具備的素質能力模型如表1所示。
（二）高職模具專業知識體系框架
根據時代對模具人才綜合技能的需求模型，高職院校相繼采用“三段式”教學模式分別開設了公共基礎課、專業理論課、專業技能課等三方面課程。參考模具專業技能模型對模具專業理論課和專業技能課進行的知識體系框架規劃如圖1所示。
在進行專業知識體系規劃時，根據知識模塊與知識點之間的承接關系，采用樹形結構依次分解到保證知識點完整性的最小單元。
二、資源建設規劃
（一）資源庫建設
模具專業數字化資源庫的建設可為整個專業甚至整個行業提供統一的資源存儲、交流、共享的管理平臺，實現大范圍內的模具優質教學資源互聯互通。同時，形成適應資源建設發展需要的各種標準、規范，建立、完善資源共建共享機制，以保證資源內容的不斷更新、補充，實現資源建設的可持續發展。模具專業資源庫的建設包括模具教學資源和資源管理機制兩大部分，其中資源管理機制用于實現對資源的批量導入、上傳、審核、、分發、評價、舉報、統計、分析、檢索等管理，并實現平臺之間資源的共享與傳輸；模具教學資源是指用于支撐模具專業教學與實踐的各種數字化教學資源，如圖形、符號、表格、公式、圖片、視頻、二維動畫、三維動畫、三維交互動畫、視頻交互、仿真實訓平臺等。
（二）數字化教學資源建設
模具專業數字化教學資源的建設應緊扣高職模具專業課程知識體系，圍繞“三段式”教學目標。根據模具專業的教學特點，模具專業數字化教學資源應分為三個層次、三種類型，三個層次：知識點類教學資源、優秀課例教學資源、技能訓練類虛擬仿真實訓平臺；三種類型：支撐教學過程的教學資源、支撐自主學習的教學資源、支撐仿真實訓的教學資源。
1.支撐教學過程的教學資源
（1）圖片類資源。對于模具材料的相關知識點，需要用表格展示材料的性能參數，通過顯微鏡微觀圖片展示模具材料的分子結構組成，通過實物照片展示材料外觀特征，通過靜態圖片資源展示此類教學知識點。具體方式為顯微鏡微觀照片、實物照片、美工繪制圖片等。
（2）二維動畫資源。對于模具成型工藝類的各種成型工藝原理、模具材料熱處理過程、模具設計中各種模具結構的動作原理、模具成型設備中設備各部分結構的工作原理等，此類知識點主要用于表現材料的流動成型與塑性變形過程以及機構動作順序，表現形式適合于二維動畫資源。其制作方式是教師提供實際教學需求，二維動畫人員按教師需求用Flash軟件制作二維動畫。
（3）三維動畫資源。模具設計中的模具結構展示類知識點、模具拆裝操作類知識點、模具設備工作過程及原理、模具制造中各種模具零件的加工工藝過程等知識點，對真實性和三維立體感要求較高，此類知識點主要強調空間立體結構，適合于三維動畫資源。其制作方式是教師提供實際教學需求，三維動畫人員按教師需求用3Dmax、Maya等軟件制作三維動畫。
（4）視頻資源。對于模具拆裝操作過程、模具成型設備操作過程、模具制造中各種模具零件的加工過程以及各種操作中的安全注意事項等，這類對場景和知識載體的操作性和真實性要求極強的知識點，適合于視頻資源。其制作方式是對知識點進行合理設計，采用攝像機直接錄制專業人員規范的操作過程，經過后期的視頻剪輯合成、配音、配字幕等處理后形成視頻教學資源。
（5）視頻交互資源。對于模具拆裝操作過程、模具成型設備操作過程、模具的安裝與調試、模具制造中各種模具零件的加工方法以及各種操作中的安全注意事項等，在對這些知識點內容進行展示的同時，需要融入對操作方法和知識掌握程度的基于過程的學習檢驗及融入學生的主觀判斷時，可以采用視頻交互資源的表現形式。其制作方式是拍攝操作過程視頻，并按照知識點內容對視頻進行切割，用虛擬現實工具VRP、unity 3d等對視頻進行交互控制，實現基于操作過程的主觀判斷與檢驗。
（6）三維交互動畫資源。模具拆裝操作、模具設計中的結構及工作過程、模具的安裝與調試、模具成型設備操作等知識點，對內容的立體結構和真實性要求較高，同時對操作過程、操作方法、操作順序的動態過程要求也較高，在此情況下，可以采用三維交互動畫資源的表現形式，既可以實現對設備和模具的交互操作式結構分析，又可以實現動態原理展示。其制作方式是采用機械行業CAD軟件建立三維模型，通過Pdf u3d、3Dvia composer、eDrawings等軟件生成相應的三維交互動畫資源。
2.支撐自主學習的教學資源
（1）優秀課例資源。優秀課例資源是職業教育項目教學法與教育技術有機結合的產物，是對項目教學的教學設計與數字化教學資源的深度融合，同時也是教學資源的具體應用。對于模具專業的所有課程，可按照原有的項目教學法和教學流程，結合支撐教學過程的各種教學資源，制作典型、優秀的課程案例。其制作方式是通過Flash、articulate、office工具、storyline、prezi、虛擬現實工具等制作并生成完整課程的教學課例。
（2）微課資源。微課是指按照微教學設計，以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個小知識點（重點、難點、疑點）或教學環節而開展的精彩的教與學活動全過程。高職模具專業微課資源應圍繞知識體系圖中所有終端葉子節點的小知識點進行微教學設計，結合支撐教學過程的各種教學資源，利用微課制作工具和制作方法，采用錄制屏幕或者視頻錄像的方法進行模具微課資源的制作。
（3）電子書資源。電子書資源是教學設計、教學資源、優秀課例在移動終端學習中的表現形式，是支撐移動學習的重要內容?？筛鶕髁饕苿咏K端平臺的類型，針對高職模具專業各門課程，通過Adobe Acroba嵌入圖片、動畫、視頻、U3d、考核試題等教學資源實現安卓平臺模具電子書的制作；通過ibook author嵌入圖片、動畫、視頻、U3d、考核試題等資源實現ios平臺模具電子書的制作。
3.支撐仿真實訓的教學資源
對于模具拆裝類的模具拆裝技能訓練、模具成型設備操作技能訓練、模具安裝調試技能訓練、模具加工制造技能（車削、銑削、模具鉗工、數控加工、電火花加工等）訓練等專業技能型能力的提升，可通過開發相應的虛擬仿真實訓平臺，使學習者模擬編制加工工藝、模擬實施工藝過程、模擬機床設備的仿真操作等，通過虛擬仿真平臺的仿真實訓，提高學生的知識運用能力和動手能力，使技能訓練突破時間和空間的限制，彌補實訓場地和設備的不足。其制作方式是教師按照正確的工藝規則提出仿真實訓平臺建設需求，軟件開發人員利用VRP、Unity 3d等工具開發虛擬仿真實訓及考核平臺。
在數字化教學資源開發的過程中，應根據知識點的類型和學校的信息技術開發能力選擇合適的資源表現形式，采用校企結合的方式，充分發揮各自的優勢進行模具資源建設。
（三）資源平臺建設
在教學資源建設完畢之后，應重點著眼于資源建設的可持續性和資源應用，即資源平臺的建設，具體包括數字化資源開發平臺、資源管理平臺和資源應用平臺等。
1.資源開發平臺
資源開發平臺就是能夠便捷地支撐教師快速制作出簡單、易用的數字化資源的工具和軟件，如storyline、3Dvia composer、Flash、VRP、精品課平臺、視頻點播系統、Articulate、Prezi、Office工具等。
2.資源管理平臺
資源管理平臺用于連接資源庫，其接口對接資源開發平臺、數字化考試系統、資源應用平臺，針對外購資源和自主研發的資源，實現對資源的增刪、統計，按照課程、知識點及資源類型進行分類查找，方便教師引用，并解決信息孤島現象，實現優質資源共享。同時與數字化考試系統建立共享傳輸，方便數字化試題的創建及基于過程考核的順利實施，并與多種資源應用平臺建立連接，提高資源應用的便利性。
3.資源應用平臺
資源應用平臺是教師開展信息化教學與學生自主學習的有效載體，是方便教師利用數字化素材實現自己的教學設計，方便學習者使用教學資源獲得想要的知識內容的應用平臺。
（四）數字化考試系統建設
數字化考試系統的建設是在傳統在線考試及題庫系統的基礎上，引入數字化教學資源和數字化試題，除了具備傳統考試系統必備的題庫管理、試題管理、試卷生成、身份認證、考生答案存儲、自動閱卷等功能外，還應具備多媒體教學資源試題的出題與題目診斷分析，如仿真交互試題，在學生仿真交互操作過程中對整個操作過程進行跟蹤、判斷、分析，并根據知識點分值權重生成考試成績。此外，試題的題干不只是單一的文字，也可以是基于場景和工作過程的動畫、視頻、圖片等，以增加試題的真實度和實用性，真正實現數字化支撐下的基于場景和基于過程的考核方式。
（五）精品課程建設
精品課程是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程，精品課程建設是深化教學改革、提高教學質量、加大專業內涵建設、構建具有課程特色的辦學模式的重要舉措。模具專業精品課程的建設是指將課程定位、課程目標、課程教學資源、教學大綱、教案、習題、實驗指導等集成到精品課程網站之中，包含相應的課程建設信息，并且免費開放，實現優質教學資源共享，促進師生互動學習。在精品課程建設過程中，按照國家級精品課程建設欄目要求，可以采取校企結合的方式，共同實現精品課程建設，也可以通過精品課平臺快速生成并精品課程。
三、實施策略
（一）保障措施
為保證模具專業數字化教學資源建設的順利實施，首先，學校應從政策層面對參與資源建設的人員進行支持與鼓勵，調動資源建設人員的積極性，真正設計出符合自身教學需要的實用性強的特色教學資源。其次，要統一數字化資源標準，在建設過程中，為資源的開發平臺、管理平臺及應用平臺提供統一的接口，充分保障資源基本屬性的一致性，實現資源的共建共享。再次，要加強教師數字化資源建設的理論與技能培訓，使教師真正融入資源建設過程中，并充分發揮其在特色、優質資源建設過程中的引導作用。
（二）實施方式
1.需求設計
在數字化教學資源建設過程中，教師是資源建設和資源應用的主體，資源建設的實際需求來源于一線教師，建設成果又回到教師的教學中，應積極引導教師有效參與教學資源開發，根據自身的教學經驗和教育信息化應用能力，設計特色的教學資源，提出資源設計的詳細需求。
2.資源開發
在資源開發過程中，要根據學校的自身特點采用不同的開發方式。一是校內自行組織開發，通過本校的專業教師與信息技術中心的教師組建資源開發團隊，對校內技術優勢進行有機整合，使計算機專業的教師按照其他專業教師的建設需求開發校內數字化教學資源，其優點是資源建設的可持續性強，有利于校內教育信息化建設能力的整體提升，但需要學校合理有效的組織與引導。二是校企結合組建開發團隊，充分利用企業的技術優勢，快速高效地實現資源建設過程，通過校企間建設經驗的相互借鑒，可以使教師的信息化建設能力得到快速提升，但是校企結合需要強大的資金支持。在資源開發的過程中，學校應根據自身的特點選擇適合的方式，通過數字化資源建設促進教學改革目標的實現。
（三）評價方法
對資源建設的成果需要采取合理、有效的評價方法，通過建立合理的評價方法和評價指標，有效地引導和促進資源建設取得新的進展。筆者建議，對資源建設成果的評價應從以下幾個方面進行：
首先，對信息化教學資源支撐的教學活動建立師生互評機制，教師評價學生的學習積極性和學習效果，學生評價教師的課堂組織形式、知識傳授方式及知識傳授效果，通過雙方的互評匯總對教學資源進行初步評價。
其次，在校內定期舉辦信息技術課件大賽，教師相互之間進行評價與總結。
再次，通過精品課程對課程信息和教學資源進行整合，通過互聯網免費開放，并開設網上測評模塊，實現網上測評。
最后，定期參加省級或國家級信息化教學大賽，通過大賽組委會、信息技術專家、參賽同人共同評價，共享建設成果。
筆者在對高職模具專業知識體系框架和模具人才能力模型分析的基礎上，提出從資源庫建設、數字化教學資源建設、資源平臺建設、數字化考試系統建設、精品課程建設等五個方面建設高職模具數字化教學資源的看法，并重點對模具專業各知識模塊數字化教學資源的表現形式和制作方式進行了詳細的闡述，最后給出資源建設過程中合理化的保障措施、實施方式和評價方法。然而，信息技術日新月異，模具專業數字化教學資源的建設也應順應時展要求，緊密貼合一線模具專業教師的教學需求，并結合學校自身的特點，開發出具有特色的教學資源。
參考文獻：
[1]柯和平.高校數字化教學資源系統的建設與管理[J].遠程教育雜志，2006（4）：39-42.
[2]張建武.對教育技術與課程整合的思考[J].電化教育研究，2005（6）：54-57.
[3]殷燕芳.模具設計學科知識體系與結構的探討[J].大眾科技，2006（4）：45-46.
[4]夏克堅.我國模具工業的發展及對人才的培養要求[J].機械職業教育，2002（6）：9-10.
[5]周建.高職院校專業資源庫建設探究[J].教育與職業，2012（6）：160-162.
[6]楊志惠，胡維治，徐福剛.數字化教學資源分類體系的設想[J].科技信息（學術研究），2007（17）：47-49.
[7]孟祥增，劉瑞梅，王廣新.微課設計與制作的理論與實踐[J].遠程教育雜志，2014（6）：24-32.
[8]王偉，鐘少春，尚建新.中職示范校數字化資源體系建設及推進策略研究[J].中國電化教育，2014（5）：113-120.
[9]劉玉俠，王迎.數字化考試現狀分析與關鍵技術設計[J].現代遠程教育研究，2013（5）：84-90.
數字化制造課程范文5
關鍵詞 圖學教育 改革 現代制造技術
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.10.064
Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical
Drawing of Digital Manufacturing Technology
SUN Baofu， ZHONG Zhixian
（College of Mechanical and Control Engineering， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004）
Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology， graphics education in teaching content， teaching method and teaching means also faces the reform， to adapt to the development needs. In this paper， the present situation， reform ideas and reform measures are studied， and the detailed reform steps are formulated.
Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology
0 引言
隨著現代工業的飛速發展，產品更新速度的加快，新型的制造技術在我國的應用越來越廣泛，其中，數字化的制造技術已成為其典型代表。所謂數字化制造技術是指：在數字化技術和制造技術融合的背景下，并在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下，根據用戶的需求，迅速收集資源信息，對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組，實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。發達國家以及我國大部分大中型企業已經實現了數字化的制造技術，它包括了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程分析（CAE）、計算機輔助工藝規劃（CAPP）、產品數據管理（PDM）等內容。①而其中，產品的數字模型作為貫穿所有制造過程的一條主線，其表現形式、包含內容、建立方法、信息含量等尤為重要。在傳統制造中，二維的工程圖樣承擔了制造過程中的所有信息。然而，隨著計算機技術和信息技術的飛速發展，以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮，傳統的信息載體已越來越不適應現代制造技術的發展水平，改革勢在必行。
1 改革思路
在傳統的機械制圖教學體系中，產品裝配圖和零件圖的閱讀與繪制是制圖教學的最終落腳點。產品的裝配工藝離不開裝配圖中的裝配與配合尺寸、明細欄、裝配要求等相關內容，而零件的制造的工藝信息則存在于零件圖中的尺寸標注、技術要求之中。然而，無論是哪一種圖樣，對零件的形狀、結構以及組成的表達都是讀圖與繪圖的基礎，所以，對工程圖樣表達方法的學習仍然是制圖教學的重中之重。而對圖樣表達方法的掌握是以畫法幾何內容的學習為基礎的，它是利用投影的基本知識，實現了三維實體與二維圖樣的相互轉換。然而，由于畫法幾何部分內容的抽象性，造成了學生學習制圖的枯燥與乏味，嚴重影響了學習的效果。
為適應現代制造技術的發展，機械制圖的教學則需從以下幾個方面進行相應的改革：（1）機械制圖建模方式的轉化?；跀底只圃旒夹g之上的工程信息的載體已經從傳統的二維模型向三維模型轉化，依照三維建模設計的思想，根據實體的構成原理與構成方法，進行三維實體建模。這一建模理念忽略了點、線、面在制圖中的基礎作用，減少了教學內容，同時也培養了學生現代設計思想和設計方法。所以，從工程圖學的教學內容來看，三維建模應貫穿教學全過程;（2）機械制圖與計算機技術的融合。計算機技術在現代制造技術的地位和作用是無以替代的，作為基礎課程的機械制圖，自然也是無法割舍的。許多年來，眾多的專家學者在二者的結合內容、形式、方法、途徑等方面進行研究與實踐，但大部分都歸結于二者內容比例問題、時間前后問題。因為是傳統的二維工程圖樣的教學，所以所用的教學軟件基本都是AutoCAD，從而不能適應三維建模的需求?，F代制造技術下的機械制圖，其三維建模軟件得到了根本性的改變，往往是運用一些大型的、集成的軟件，例如UG、Pro/e、Solidworks等。選擇什么樣的軟、硬件，如何實現與理論教學進行合理有效融合將是我們面臨的另一選擇;（3）機械制圖與相關專業知識的整合。利用集成軟件進行建模的過程實際上就是一個對零件設計、分析、檢驗的工程，所以這門課程的名稱也應該稱之計算機輔助設計與繪圖（CADD），它不僅需要計算機技術的支持，同時也要求建模者具備充分的專業知識和專業技能。②怎樣實現這一教學內容的整合，又如何恰當把握教學時機的安排是教學改革的重要課題。
上述的三項內容是相互關聯、彼此依存的，而建模方式的轉變是一條主線貫穿其中，對此，大連理工大學、清華大學以及北京航空航天大學均有研究，然而對與專業課程的整合雖有專家提出，卻沒有實際的研究成果，更沒有符合這一教改思想的教材或教學內容大綱，這在全國尚屬首創。
2 改革實踐
在獲得廣西教育廳教改工程項目立項支持之后，我們在實際的教學中專門拿出了一個實驗班，自己編制教材，進行了相關的課程改革試驗。在教學過程中，取消了點、線、面的投影，截交線、相貫線的投影等原來較為繁瑣且較抽象的內容，但保留了投影的基本知識，使得學生清楚二維工程圖樣的由來。三維建模則采用Solidworks軟件，從棱柱、棱錐、圓柱、圓錐等基本形體的建模開始，完成基本形體的切割、基本形體的疊加等組合體的建模過程，然后將三維實體模型進行二維轉換，直接形成二維工程圖，從而加深對工程圖的理解。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后，對工程圖樣的表達方法、標準件常用件的表達方式、零件圖、裝配圖等章節的學習依然不能缺少。他們是機械制圖學習的落腳點，也應該是學習的重點。這便又從三維回到了二維，所以，投影知識的學習是必不可少的。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后，通過對相關課程內容的整合，它不僅是機械制圖這一門課程的任務，還關聯到相關的專業及專業基礎課程，涉及的面廣，改革的難度較大。通過與計算機技術的融合，從而實現建模方式的轉變，是我們研究的重點。符合這一教改思想的教材的編寫、教學方式方法的轉變、教學內容與范圍的確定是這一課題研究的關鍵問題。它需要集中一定的人力、物力，對相關院校及企業進行走訪與調研，并且還要申請相關軟件公司的支持與協助才能夠得以順利實施這一課題的研究。
3 實施方案（圖1）
4 結語
機械制圖是機械、機電專業或近機類專業必修的一門專業基礎課程，但因其對學生的空間思維能力以及空間想象能力要求較高，所以，學生的學習的困難程度較大。改革之后課程從其建模方式將以三維建模為主，從而降低了課程的抽象性，同時也提高了學生對相關軟件的熟悉程度及學習熱情。
教改項目：廣西高等教育教學改革工程項目，桂教高教【2013】28
注釋
數字化制造課程范文6
關鍵詞：農業機械化工程；人才培養；教學資源；數字樣機
Digital prototyping for teaching resources of agricultural mechanization engineering
Yang Xin, Li Jianping, Feng Xiaojing, Liu Junfeng
Agricultural university of Hebei, Baoding, 071001, China
Abstract: The technology connotation and the development principle of the digital prototype instructional resource were put forward through digital prototyping method. The digital prototype models of the typical components, mechanisms and machines were founded with the digital prototyping for the agricultural mechanization engineering instructional resource, and the various forms of simulation teaching based on these digital prototype models were carried out such as mechanical structure learning, the mechanism motion analysis, and the working principle demo.
Key words: agricultural mechanization engineering; talent cultivating; teaching resources; digital prototyping
我校省級重點學科農業機械化工程，多年來一直堅持“非實習不能得真諦，非實驗不能探精微”的教學理念，取得了很好的教學成果[1-3]。但在知識經濟和科學技術飛速發展的今天，農業生產作業方式正向保護性耕作、精準作業、設施栽培等現代化作業方式轉變，農機裝備也隨之向高效、精細、節能和可持續的方向發展。未來若干年，是傳統的農業機械化工程逐步向現代農業機械化工程提升的關鍵時期，農業機械化工程學科不僅要發展外延，更要著重向內涵拓展，培養高質量人才，出高水平成果[4]。考慮新形勢下農業機械化工程教學的服務面向，以提高教學水平為主，不增加教育成本，開發高質量的農業機械化工程數字樣機教學資源，構建農業機械化工程實驗實習教學網絡平臺，已成為農業機械化工程教育信息化和現代化的迫切需要。
1 數字樣機教學資源技術內涵與開發原則
1.1 數字樣機教學資源技術內涵
數字樣機開發(Digital Prototyping)是把一個創意變成一個可以向客戶推銷的數字化產品原型的全過程，是科學研究中新產品設計開發的一種現代化技術手段。利用數字樣機開發技術可使得概念設計、工程設計、制造、銷售和市場部門在產品制造之前虛擬地體驗完整的產品[5]。工業造型師、設計工程師和制造工程師使用數字樣機技術在整個產品開發過程中對產品進行設計、優化、驗證和可視化。市場人員可以使用數字樣機技術在產品制造之前創建產品的真實感，渲染和在實景環境中的動畫模擬。目前，數字樣機技術在機械、電子、航空、汽車、動力工程等諸多領域得到了廣泛的應用。
數字樣機教學資源是指利用數字樣機開發技術對教學資源進行處理，可以在多媒體計算機及網絡環境下運行的多媒體數字化教學材料。按處理的對象劃分，數字樣機教學資源可分為典型零部件、典型機構和典型樣機等；按信息的呈現方式劃分，數字樣機教學資源可分為數字化圖像、投影、視頻以及網上教學資源等。與傳統的教學資源相比，數字樣機教學資源有開發技術數字化、處理方式多媒體化、信息傳輸網絡化等特點。數字樣機教學資源是一種動態的教學素材庫，基于數字樣機教學資源可以在不同教學單元間和教學平臺上共享數字樣機模型數據。
1.2 數字樣機教學資源開發原則
開發數字樣機教學資源應遵循教學性、科學性、開放性、通用性、層次性的原則。
(1)教學性原則：數字樣機開發技術本屬于科學研究中新產品設計開發手段，將其用于教學資源的設計開發中，與科研產品開發有著本質的區別。科研產品開發的目的是得到市場需求的新型產品，滿足人們對產品的功能需求，而數字樣機教學資源應能滿足教與學的需求。
(2)科學性原則：數字樣機教學資源應能正確反映科學知識原理和現代科學技術，所構建的樣機模型應該盡量按實際設備進行1:1建模，按實際工作原理進行運動、動力仿真參數設置。
(3)開放性原則：數字樣機教學資源應確保在任何時候、任何地方、任何師生都可以將自己的數字樣機作品納入其中，可以通過網絡論壇設置不同身份的會員機制，給每一位使用者(教師、學生等)提供提交建議、上傳作品的許可認證接口，尤其是對學生提交的課程設計、畢業設計成果進行審核認定，及時充實和更新教學資源庫。
(4)通用性原則：在相應的技術標準規范下，數字樣機教學資源應能適用于不同的教學情境和多種形式的學習，適用于針對不同專業而設置的同門類學科通論類課程，最大限度地共享資源。
(5)層次性原則：數字樣機教學資源應實行模塊化管理，使學習者通過對不同層次資源的使用和重組，方便進行課程或知識體系的篩選，最大限度地發揮資源的個性化定制潛能。
2 農業機械化工程數字樣機教學資源開發
2.1 將現有教學資源進行數字樣機建模
將現有的教學資源進行數字樣機改造是把現行教學中使用的載體進行數字化改造，形成數字化模型資源?，F有教學資源包括兩大類：一是教研室和實驗室原有成熟的實物教具、機構模型、零部件結構掛圖等。二是在課程設計和畢業設計中師生創作的機械機構作品，包括展示型作品、師生交流作品集、教師對學生進行評價的作品等。將這些教學資源進行數字化樣機設計，建立虛擬教學模型，主要是三維立體模型的制作和開發。圖1所示是根據幾種典型農機部件實物教具建立的數字樣機模型。
(a)典型零件模型
(b)典型部件模型
圖1 實物教具數字樣機模型
可以篩選一批典型資源設立學生設計研究計劃項目，讓學生參與教學資源建設，并借助設計過程提高學生對現代數字化設計軟件的應用能力，將學生技能教育融于教學中，并兼顧提升學生從事科研工作的能力，提前熟悉一些主流設計軟件的使用方法和操作技能。
2.2 將科研產品數字樣機進行教學型轉化
在農業機械化工程諸多核心課程教學中，除了加強理論課程的基礎知識外，更要體現學科前沿知識，在實踐環節中融入最新科研成果，將學科前沿知識帶給學生，讓學生對專業方向有更好的把握和定位。如今農業機械產品開發已經采用了數字樣機開發技術，許多產品生產之前需要借助產品數字樣機進行功能和行為的仿真模擬，在產品開發過程中更是借助數字化手段對研究對象反復仿真分析和評價[6-9]。開發完成的產品本身就是很好的教學資源，尤其是一些新機構、新部件的結構原理、動態特性等。圖2所示是在科研項目中開發的新型機械裝備和核心部件運動仿真分析模型。
(a)果園風送噴霧機 (b)零速投種運動仿真
圖2 科研產品數字樣機模型
通過多媒體技術把典型科研產品設計和仿真過程進行錄制、編輯等，形成用于課程教學的素材。這要求任課教師在參與科研工作的同時捕捉可用于教學的信息，及時收集科研工作中的教學素材，這也有助于科研工作本身的總結和提高。
2.3 將調研產品數據作為數字樣機資源補充
調研數據主要包括舊式農具、農民自制農具和新型農機產品等。這些農具或農機產品是目前教材中沒有的產品類型，但它們對了解農業機械發展歷史和目前農村使用農機的現狀有著不可替代的作用。通過學生假期社會實踐活動，可以搜集到大量舊式農具、農民自制農具和新型農機產品的數據信息。篩選出比較有代表性的機具產品進行數字樣機建模，如圖3(a)所示是我國北方農村現存不多的小麥播種開溝農具，這種農具曾在我國小麥播種區域有著廣泛的應用，改革開放后逐漸淡出歷史舞臺。圖3(b)所示是目前北方農村玉米播種區域廣泛使用的一種勺輪式玉米精量免耕播種施肥聯合作業機，適用于對包衣后的優質玉米種子進行精量播種。
(a)播種開溝舊式農具 (b)玉米精量免耕播種機
圖3 調研產品數字樣機模型
3 數字樣機教學資源應用
3.1 農業機械學省級精品課教學應用
農業機械學是我校農業機械化及其自動化專業必修的一門理論和實踐緊密結合的課程，2003年已經建設成為省級精品課。我們建立的各種數字樣機教學資源在農業機械學省級精品課建設過程中得到了很好的應用。在理論課和實驗課教學課件中采用的數字樣機模型包括耕整地機械、播種機械、中耕管理機械、收獲機械、植保機械等。各種模型素材在各個理論教學單元中以圖片、動畫等形式體現，其中動畫素材與理論教學課件素材占總量的50%以上。尤其是對于結構認知課，學生通過逼真的數字樣機模型分解視圖和生動的三維動畫模擬演示，很快理解了在理論課程中所講的基礎知識。
3.2 “農業機械化工程實驗實習教學網”應用
“農業機械化工程實驗實習教學網”是河北省重點學科農業機械化工程的重點建設內容之一。該教學網于2009年5月開通試運行，其內容以農業機械化及其自動化本科專業課和業務素質課的實驗和實習教學為主體內容，以省級精品課農業機械學的實驗和實習教學為核心，兼顧農學、園藝、畜牧、植保等非機化專業的農機化概論、草業機械化、植保機械等選修課程實驗教學。學生實名注冊為會員后可選擇相應內容學習、下載資料、參與師生互動交流等，實現網絡教學。圖4所示是農業機械化工程實驗實習教學網首頁，通過鏈接數字樣機教學資源，能夠讓學生在任何地方學習農業機械基礎知識和了解學科發展動態，起到事半功倍的效果。
圖4 數字樣機教學資源網絡教學應用
4 結束語
為適應農業機械化工程學科向內涵拓展，培養高質量人才的時代要求，利用數字樣機開發技術建立了大量數字樣機模型作為農業機械化工程學科的教學資源。通過將現有教學資源進行數字樣機建模、將科研產品數字樣機進行教學型轉化和將調研產品作為數字樣機資源補充的途徑，完成了一套比較完善的典型零部件、典型機構和典型樣機的數字化模型。并把這些模型應用到了農業機械學等課程教學和“農業機械化實驗實習教學網”建設中，開展多種形式的仿真教學和網絡教學，為加快農業機械化工程教學由傳統模式向現代模式的轉變提供了實踐性參考。
參考文獻
[1] 馮曉靜,劉俊峰,楊欣.農業機械學課程教學改革思路[J].中國農機化,2004,3:67-68.
[2] 楊欣,馮曉靜,劉俊峰.農業機械化及其自動化專業CAD教學研究[J].農機化研究,2005,5:275-277.
[3] 馮曉靜,劉俊峰,錢東平,等.面向21世紀農業機械化工程實踐教學的探討[J].中國農機化,2007,5:87-88.
[4] 中國農業工程學會.農業工程學科發展報告(2010-2011)[M].北京:中國科學技術出版社,2011.
[5] 吳菌.數字樣機真的是老生常談嗎?[J].中國制造業信息化,2007,7:60-62.
[6] Yang Xin, Feng Xiaojing, Liu Junfeng.Virtual Assembly Associative Design and Finite Element Analysis for Digging Spade of Potato Harvester [C]. Proceedings of 2007 International Conference on Agricultural Engineering, 2007: 426-431
[7] Xin Yang, Junfeng Liu, Jin Tong. Virtual Assembling Associative Design for Digging Spade of Potato Harvester [C].International Agricultural Engineering Conference, Bangkok, Thailand, 2005.
