2017年全國機械行業(yè)職業(yè)教育教學成果報告基于智慧教育背景下模具虛擬試驗室研究與開發(fā)資料

1、2021年全國機械行業(yè)職業(yè)教育教學成果報告成果名稱基于智慧教育背景下模具虛擬實驗室研究與開發(fā)成果 完成人 劉少華、胡智清、文建平、陳黎明、宮敏利、戴金文、蔡艷、熊建武、全波成果完成單位湖南省財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術學院成果類別_ 教學改革類_成果主要形式_ 課件軟件_申報單位蓋章湖南省財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術學院單位類型 高職 中職口 企業(yè)口 其他口推薦時間2021年8月10日湖南財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術學院2021年8月10日1一、成果研究和改革根底1 1、問題的提出教育部?關于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的假設干意見?教高200616號文件指出， “加強實訓、 實習基地建設是高等職業(yè)院校改善辦學條件、彰顯辦學特色

2、、提高教學質(zhì)量的重點。要充分利用現(xiàn)代信息技術，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗。 模具教學具有較強的實踐性，實驗是模具教學中一個重要的環(huán)節(jié)，模具實驗是激發(fā)學生求知欲望，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要途徑。當前，模具實驗室通常提供幾種類型的模具實物或模型供學生拆裝。實物拆裝實驗的優(yōu)點是直觀、形象，但是受場地、時間、模型簡化程度、模具種類等限制，實驗模型的管理、維護、擴充較困難。隨著計算機技術的廣泛應用，虛擬實驗室技術的研究得到了廣泛關注，并在實際應用中取得了良好效果。但是現(xiàn)在的虛擬實驗室主要是以素材庫的形式堆積，沒有針對教學難點、重點形成系統(tǒng)化的解決方案。鑒于此，我們提出了?基于智慧

3、教育背景下模具虛擬實驗室研究與開發(fā)?的建設思路。2 2、研究和改革的必要性和可行性1 研究和改革的必要性虛擬實驗室的建設不僅為技術技能型院校解決實驗教學的問題指明了方向，滿足了高素質(zhì)人才培養(yǎng)的迫切需求，也是院校信息化建設的必然趨勢和提高辦學效益的有效途徑。虛擬實驗的建設可以節(jié)約高校在實驗教學方面的投入，完善現(xiàn)有的教學體系，提高技術技能型院校的教學水平和教學質(zhì)量，促進學生學習的自主性，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新精神。2 2研究和改革的可行性21 1方案可行針對模具專業(yè)教學重點、難點，我們制訂了系統(tǒng)化的設計方案，經(jīng)過多年的教學實踐，方案符合技術技能院校的實際情況與學生實際需求。2 2團隊可行我們的教

4、學團隊較為強大，年齡、學科結(jié)構(gòu)合理，為課題研究提供了強大的技術保障。本課題成員具有豐富的教育教學經(jīng)驗，絕大局部同志課題研究能力強，同時老、中、青年結(jié)合，精力充分，協(xié)作能力、開拓能力強。3 3平臺可行近年來，隨著我院智慧校園建設步伐的持續(xù)推進，各種先進的軟件及技術的不斷得到應用，以及本課題組已獲得的大量理論研究成果和成功的案例共同為本課題研究奠定了根底，搭建了良好的研究和實驗平臺。4 4保障可行我院十分重視教育科研工作，并以科研興校、科研興教作為學校辦學的理念之一。學院領導親自擔任本課題的負責人， 對本課題的研究做直接、有效的籌劃、組織和協(xié)調(diào)。學院已出臺相關制度，將本課題所需經(jīng)費納入年度預算，加

5、以保障。因此，無論從研究資料的獲得、研究經(jīng)費的籌措，還是研究人員的組織等，都給了大力支持。3 3、研究和改革所要解決的核心問題1 1模具空間結(jié)設想象能力不強，空間模型難以建立在模具教學中，學生的模具設計能力是核心職業(yè)能力之一。模具設計的核心是遵循材料變形規(guī)律，進行模具的結(jié)構(gòu)設計，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。模具結(jié)構(gòu)設計是模具設計的靈魂，精巧的模具結(jié)構(gòu)是創(chuàng)新的源泉。而模具結(jié)構(gòu)知識具有較強的抽象性和實踐性，通常需要大量的工作積累和實踐才能掌握。3(2)(2)機械工程背景知識欠缺技術技能型院校學生，一般是從學校到學校，沒有接觸工廠實際，將 工廠典型案例和場景，納入教學過程，是學生提高機械工程感性認識最有 效的方

6、法。(3)(3)配套教學資源缺乏隨著信息化教育的蓬勃開展，教學改革、學科教學急需各種教育資源, 同時學習者渴望借助于有效的教學資源轉(zhuǎn)化為知識，上升為技能。特別是 針對學科特點，突破重點難點的高效教學資源嚴重缺乏。4 4、相關工程立項情況表1 1本工程立項情況一覽表序 號負責人課題來源課題名稱課題編號立項時 間完成情 況1文建平湖南省教育科學規(guī) 劃辦沖壓模具虛擬實驗室的研究與開 發(fā)XJK012CZJ0522021已結(jié)題2文建平湖南省教育廳塑料模具虛擬實驗室的研究與開 發(fā)ZJB20210402021已結(jié)題3胡智清全國機械職業(yè)教育 教學指導委員會機械設計制造類專業(yè)現(xiàn)代學徒人 才培養(yǎng)試點XM-1514

7、2021研究中4胡智清湖南省教育科學規(guī) 劃辦現(xiàn)代學徒制：中高職銜接的策略 研究XJK016BZY0032021研究中5胡智清湖南省教育廳湖南省模具設計與制造專業(yè)中高 職人才培養(yǎng)銜接試點工程建設2021研究中6陳黎明中國職業(yè)技術教育 學會信息化工作委 員會國家級 職業(yè)教育精 品課程資源 模具制造技術專業(yè)精品課子課題?模具專業(yè)培養(yǎng)方案(二)?ZYKC2021162021已結(jié)題7陳黎明湖南省教育廳模具專業(yè)校企合作一體化教學模 式的研究與運用ZJB20210962021已結(jié)題8陳黎明中國職業(yè)技術教育 學會信息化工作委 員會國家級 職業(yè)教育精 品課程資源 模具制造技術精品課程?銃磨工 藝學?精品課程ZY

8、KC2021162021已結(jié)題9陳黎明中國職業(yè)技術教育 學會信息化工作委 員會國家級數(shù)字化精品課程資源模具制造技術專業(yè)?冷沖壓工藝與 模具設計制造?精品課程ZYKC2021162021已結(jié)題10陳黎明湖南省教育廳基于產(chǎn)教深度融合模式下模具設 計與制造專業(yè)教學模式改革的研 究與實踐ZJGB20212042021研究中二、成果的研究和改革實踐41 1、研究方法和研究過程1 1研究過程1 1初創(chuàng)探索階段2021年申報湖南省教育科學“十二五規(guī)劃課題“沖壓模具虛擬實驗室的研究與開發(fā)和湖南省職業(yè)院校教育教學改革研究工程“塑料模具虛擬實驗室的研究與開發(fā)。 并利用其相關研究成果，參加了各級信息化教學比賽，取得

9、了豐碩的成果。2 2開展完善階段2021年到2021年， 隨著課題研究的深入，在院內(nèi)建成了“ 沖壓模具虛擬實驗室與“塑料模具虛擬實驗室，并在教學中進行應用，彌補了實驗類課程設施缺乏的問題。實踐證明，該實驗室突破空間限制，真正做到了以學生為中心的個別化教學，取得了良好的教學效果。并相繼發(fā)表了相關論文10余篇。與此同時，針對其缺乏，提出了?基于智慧教育背景下模具虛擬實驗室研究與開發(fā)?研究思路，針對難學問題，形成系統(tǒng)化的解決方案。3 3成果轉(zhuǎn)化階段2021年到2021年， 為了滿足教學的需要，出版 ?沖壓模具結(jié)構(gòu)實例及其三維演示?專著 和國家規(guī)劃教材?注射模具設計指導與資料匯編?、 ?塑料成型工藝與

10、注射模具設計?及行業(yè)規(guī)劃教材?塑料成型工藝與設備?、 ?沖5壓工藝與模具設計?等，并申報了相應的一系列實用新型專利。4 4推廣實踐階段2021后，課題組加大成果的推廣力度，在實踐中不斷提升，促使教學思想與教學觀念發(fā)生變化， 構(gòu)建了全息共振學習模式。 開發(fā)了 “四化合一的實訓教學模式，實現(xiàn)了集實訓教學、社會培訓和設計查詢“三位一體的教學資源庫。在現(xiàn)有研究成果根底上又成功申報了多個省部級課題和項目。如：湖南省教育科學“十三五一般資助課題?現(xiàn)代學徒制：中高職銜接的策略研究? ， 湖南省職業(yè)院校教育教學改革研究工程?基于產(chǎn)教深度融合模式下模具設計與制造專業(yè)教學模式改革的研究與實踐?等。2 2研究方法本

11、課題主要采用三種研究方法：1行動研究法。2訪問調(diào)查法。3文獻檢索法。2 2、教育教學方案成果解決教學問題的方法成果圍繞提高學生對模具結(jié)構(gòu)的空間能力為目標，制定方案，改良教學模式，凝練教學思想，搭建配套教學資源平臺，探索形成適合技術技能人才培養(yǎng)的現(xiàn)代職業(yè)教育的教學體系。1 1學情分析，明確教學改革方向從教與學兩方面分析產(chǎn)生難學問題的原因，破解學生對模具結(jié)構(gòu)的空間能力的瓶頸。彌補學生機械工程背景知識欠缺，教學模式的針對性、適應性不強，配套教學資源缺乏，教學觀念落后等。62 2創(chuàng)新模式，破解教學難點根據(jù)學科特征、學生特點和技術技能型院校實際情況，運用建構(gòu)主義理論，對混合式教學模式、翻轉(zhuǎn)課堂模式在專業(yè)

12、課的應用進行了創(chuàng)新。構(gòu)建了全息共振學習模式，即利用網(wǎng)絡技術、多媒體技術、仿真技術和虛擬現(xiàn)實技術等構(gòu)建開放式的信息化教學系統(tǒng)，實現(xiàn)師生緊密互動，課內(nèi)、課外、線上、線下共振學習，為學生提供個性化的學習時間、空間和多種學習渠道，使學生能根據(jù)自身情況完成課前自主學習；課堂上能更好地發(fā)揮學習主動性、挖掘其學習潛力；課后能完成知識技能的有效遷移。從而實現(xiàn)了“以學生為主體，以教師為主導的教學理念，從而切實地提高教學質(zhì)量。3 3豐富成果，充實教學資源著作?沖壓模具結(jié)構(gòu)實例及其三維演示?等配套教材，注重模具專業(yè)課程自身思維規(guī)律，構(gòu)建符合教學過程形象化的可視化教學系統(tǒng)，為教學體系實施提供虛實結(jié)合的立體化教學資源。

13、4 4四化合一，提升實驗教學水平成功開發(fā)了“四化合一的實訓教學模式，即實訓教學職業(yè)化、工作原理仿真化、模具結(jié)構(gòu)展示多元化、實訓工程綜合化。實現(xiàn)了實訓教學、社會培訓和設計查詢“三位一體 ，著力培養(yǎng)學生創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新精神。將典型工藝案例轉(zhuǎn)換為教學范例，實現(xiàn)學習與工作無縫對接。對模具的工作原理進行三維動畫仿真，材料的變形過程進行三維動畫模擬，模具結(jié)構(gòu)、零件進行三維演示、虛擬拆裝，對模具零件尺寸進行在線測量，對工藝參數(shù)進行在線查詢，將教學過程形象化。使教學過程符合認知規(guī)律，培養(yǎng)學生的工程意識，突破了教學的重點與難點， 提高了學生的學習興趣和學習能力。5 5過程監(jiān)控，不斷優(yōu)化實施效果。7通過理實教學、課程設

14、計、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)和技能竟賽、專業(yè)技能抽考等考核環(huán)節(jié)構(gòu)建過程監(jiān)控體系，并運用該體系對成果實施過程進行 評價，及時反應成果實施信息，實現(xiàn)質(zhì)量控制。3 3、實施過程1開題認證2行業(yè)、企業(yè)調(diào)研3完善相關學習資料與工具軟件4任務分解，專題研究5成果完善，應用實踐6成果鑒定4 4、取得的理論成果表2 2論文列表8號出版時間論文名稱刊物名稱作者i2021.10塑料模具虛擬實驗室的研究與開發(fā)實驗科學與技術RCCSE中國核心學術期刊文建平22021.5襯套多動作卷圓整形彎曲模鍛壓技術中文核心期刊文建平32021.6不等壁管加工工藝與模具設計鍛壓技術中文核心期刊文建平42021.4自動送料的較鏈成形模結(jié)構(gòu)設

15、計鍛壓技術中文核心期刊文建平52021.8壓板沖孔、切斷、彎曲級進模設計鍛壓技術中文核心期刊文建平62021.1薄壁紫銅管彎曲工藝及模具設計鍛壓技術中文核心期刊文建平72021.12模具虛擬實驗室在教學中的應用研究中國現(xiàn)代教育裝備文建平82021.5沖壓模具課程教學做的研究與實踐機械職業(yè)教育文建平92021.11沖壓模具虛擬實驗室的研究與開發(fā)機械職業(yè)教育文建平102021.4“教、學、做 一體化教學實踐城市建設理論研究文建平112021.7基于AutoCAD的人機交互課件研究與 實踐中國現(xiàn)代教育裝備文建平122021.5多元智能理論在高職專業(yè)教學中的應 用大科技文建平132021.8模具專業(yè)校

16、企合作一體化教學模式的 探索?當代教育實踐與教學研 究?陳黎明142021.11工程教學法在模具制造技術專業(yè)教學 中的探討?當代教育實踐與教學研 究?陳黎明152021.09模具設計與制造技術的開展趨勢?科研?陳黎明 劉少華162021.11機械教學改革策略分析?課程教育研究?陳黎明 胡智清172021.103D打印技術在模具行業(yè)中的應用研究?課程教育研究?陳黎明 胡智清 劉少華182021.10面向數(shù)字化制造的機械制圖教學改革?課程教育研究?陳黎明 劉少華192021.9模具設計的自動化關鍵技術研究?科研?陳黎明 劉少華202021.7鎰系列冶金添加劑節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)工藝中國科技成果胡智清212

17、021.10蘆葦秸粉末高密度材料無膠溫壓成形 與表征中國粉體技術 中文核心胡智清222021.12踐行一體化中高職銜接， 拓展職教人才 培養(yǎng)模式一模具設計與制造專業(yè)湖南才智胡智清表3 3教材列表9序 號教材名稱回出版社版期出日1?沖壓模具結(jié)構(gòu)實例及其三維冊?專者化學工業(yè)出版社20212?注射模具設計指導與資料匯編?“十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材大連理工大學出版 社20213?塑料成型工2與注射模具設 計?“十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材大連理工大學出版 社20214?塑料成型工2與設備?“十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材大連理工大學出版 社20215?沖壓，幺與模具設計?“十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃電子工業(yè)出

18、版社20216?車削加工技術?“十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃立項教材機械工業(yè)出版社20217?冷沖模設計?職業(yè)教育改革創(chuàng)新教材電子工業(yè)出版社20218非金屬材料及應用普逋高等教育“十三五 規(guī)劃教材機械工業(yè)出版社20219?機械制圖?高等職業(yè)教育信息化教學 “十三五規(guī)劃教材上海交通大學出版 社202110?模具裝配、調(diào)試維修與檢驗?職業(yè)教育改革創(chuàng)新教材電子工業(yè)出版社2021表4 4專利列表10序 號授權口 期專利名稱專利號完成人12021.6一種汽車線束支架壓波浪形彎曲成型 模具ZL202121021034.5陳黎明22021.6一種汽車V型加強固定板成型模 具ZL202121021061.2陳黎明3

19、2021.12拉深切邊模ZL202120471646.8陳黎明42021.9一種新型自動化機械手搬運裝置ZL202120338373.4胡智清52021.8一種殼用模具ZL202120253354.1宮敏利62021.9一種高精密器械用模具ZL202120253357.5宮敏利72021.9一種杯器用模具ZL202120430373.7宮敏利82021.9一種可精準定位的模具ZL202120430372.2宮敏利92021. 4可沖三種墊圈的復合模ZL202120221475.3文建平102021. 6一種彈性擋料銷落料模ZL202120404971.2文建平112021. 6一種自動擋料沖孔

20、落料級進模ZL202120405172.7文建平122021. 6一種無廢料排樣沖孔切斷級進模ZL202120404978.4文建平132021. 6一種鏈輪沖齒模ZL202120405076.2文建平142021. 7一種汽車吉奧安裝托架板成型模 具ZL202120477257.6文建平152021.7一種汽車后懸架上臂點焊夾具ZL202120476790. 0文建平162021.7一種汽車組合墊板翻孔簡易模具ZL202120477370.4文建平172021.6一種無廢料切斷彎曲復合模ZL202120405173.1文建平182021.12一種無廢CS10汽車后下擺臂焊接夾 具ZL2021

21、20475682.1文建平192021.1一種汽車排氣管拉索彎曲模具ZL202120476664.5文建平202021.12一種帶保護套的水冷式電焊機焊接槍 頭ZL202120340644.6劉少華115 5、實踐成效1 1實驗技術顯著提升本成果有力促進了實驗技術的提升，豐富了學校智慧校園的內(nèi)涵，加快了教學改革的步伐，節(jié)省教育投入，提高實驗教學的效果。2社會影響反響強烈本成果對技術技能院校與企業(yè)產(chǎn)生了深刻的影響，其中衡陽農(nóng)工貿(mào)職業(yè)學校、衡南縣職業(yè)中等專業(yè)學校、衡陽市播送電視大學、特變電工衡陽變壓器、南岳電控衡陽工業(yè)技術股份等單位應用了本成果，產(chǎn)生了良好的社會和經(jīng)濟效應。3 3技能比賽碩果累累近

22、兩年， 我院該專業(yè)教師參加國家、省、 市級教學比賽獲一等獎9個、二等獎6個、三等獎15個， 獲其它教學榮譽稱號12項；指導學生參加國家、省、市級技能比賽獲一等獎5個、二等獎7個、三等獎15個。三、成果的特色和創(chuàng)新1 1、成果的特色成果從教學思想、教學模式、教學資源、教學實踐等方面入手，針對技術技能院校教學中的難點，如學生空間能力不強、空間模型難以建立、機械工程背景知識欠缺等問題，形成了教學有方法、學習有興趣、實踐有反應、培養(yǎng)有目標的系統(tǒng)化解決方案。2 2、成果的創(chuàng)新之處：理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新1 1對實驗技術進行了創(chuàng)新12模具虛擬實驗室，徹底打破空間、時間的限制，在客觀上實現(xiàn)了實驗室空間和時間的延伸，有效地促進了實驗技術的開展。2 2對教學模式進行了創(chuàng)新構(gòu)建了全息共振學習模式，即利用網(wǎng)絡技術、多媒體技術、仿真技術和虛擬現(xiàn)實技術等構(gòu)建開放式的信息化教學系統(tǒng)，實現(xiàn)師生緊密互動，課內(nèi)、課外、線上、線下共振學習。3 3對教學資源進行了創(chuàng)新模具全息共振實驗室中的模具，是沖壓模具中的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，是紙質(zhì)模具結(jié)構(gòu)圖冊的電子化。 解決了傳統(tǒng)紙質(zhì)出版物在表達模具結(jié)構(gòu)、工作原理、金屬材料的變形過程時既抽象難懂，有關細節(jié)又無法表達或表達不清楚的問題，是對傳統(tǒng)紙質(zhì)模具圖冊的根本性改變。4 4促進了