探讨热处理高职《模具材料与热处理》CAI网络教学平台制作探索

摘要：结合高职《模具材料与热处理》课程的特点，探讨了CAI课件在高职《模具材料与热处理》课程教学中的应用，探讨了运用网页制作和多媒体技术软件，建立《模具材料与热处理》课程教学网站，实现现代教育技术与该课程有机结合的途径。
关键词：高职；模具材料与热处理；CAI；网络教学平台；动画模拟
1672-5727（2013）09-0168-02
《模具材料与热处理》是高职模具设计与制造、冶金、机械类专业学生必修的专业基础课，一般在第一学年开课，主要讲述模具材料和热处理工艺的基本知识，阐述材料成分、组织结构、性能和加工使用之间的规律，以及模具材料的选用、热处理工序安排和成型工艺确定的原则。课程的特点是内容覆盖面广，所涉及的理论知识概念多、抽象，课程的实践性较强。尤其是热处理过程中的组织变化是教师难以用言语描述的。在以往的教学中，教师往往采用板书作为教学手段向学生灌输知识，学生理解困难，教学效果不理想。另外，模具材料是一个发展变化的领域，随着工艺的改进和材料成分的变化，模具材料的性能也在发生变化。尤其是近年来，新的模具材料层出不穷，要求《模具材料与热处理》课程的教学内容也相应进行更新。计算机辅助教学能将文字、图像、视频、声音有机结合，生动、直观地传递信息。随着社会的进步，多媒体教学手段的普及，多媒体网络教学平台的开发是提高《模具材料与热处理》教学效果和效率的一个重要的手段。
针对《模具材料与热处理》课程的内容和特点，可采用Fireworks、Photoshop CS、Flash、Word 2007、Authorware 7.0、Dreamweer8等软件进行CAI网络教学平台的开发，通过这些具体措施，达到良好的教学效果。
CAI网络教学平台内容设计
本平台依据大连理工大学出版社出版的《模具材料与热处理》（吴元徽主编）设计制作而成。内容主要包括14个部分，分别是绪论、材料的种类与金属材料的性能、材料的结构与组织、材料的变形、钢的热处理、模具材料概述、冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料、模具加工件材料概述、模具失效、模具材料标准、模具热处理的缺陷及预防措施、综合实验等，还根据各个知识点，设置了相应链接，使各章节内容之间可相互跳转，并且可以在页面主区域内浏览到相关的课件、动画、图文信息。
CAI网络教学平台界面功能设计

(一)教学平台的设计

《模具材料与热处理》CAI网络教学平台由课程描述、教师队伍、教学内容、教学方法、教学效果、实训基地、网络资源、习题库、师生交流等模块组成。每个模块由相应的子模块构建，由对应的浮动按钮获得超链接。网站页面采用了蓝色的主体色，配以字体和图片，营造一种轻松的学习氛围，使整个学习页面获得良好的视觉效果，于简洁中体现模具材料与热处理的课程知识。《模具材料与热处理》CAI网络教学平台设计的结构示意图如图1所示。

(二)教学平台的功能

图1展示了《模具材料与热处理》CAI网络教学平台中的模块分布。通过“课程描述”模块的介绍，学生能迅速对课程性质、课程难度、参考书目等有大致了解，从而做到对该课程有总体认识。
“教学内容”模块主要包括介绍该课程所用教材、对应的电子教材、多媒体课件和多媒体视频等几部分内容。其中，“多媒体课件”和“多媒体视频”包含部分课堂授课环节的视频文件，分别对应《模具材料与热处理》课程重点和难点内容，使学生通过观看课程录像，把握本课程重点，提高自学效果。
学生可以结合“网络资源”中典型案例、热处理典型操作、新型材料等内容，掌握《模具材料与热处理》课程的研究重点、学习难点和实验操作要领，从而提高学习质量和效率。在“新型材料”中收集了一系列与模具材料有关的数据、显微结构照片以及工程材料在机械、模具等领域的应用图片，并列出了“热处理论坛”（http：///forum.Php）等相关热处理网站链接，增大了课程信息量，能帮助学生拓宽视野，丰富专业知识。该模块可以直接在Windows XP、Windows 2000等操作系统中单独运行使用。
“实训基地”模块使学生认识到模具材料热处理所需的技能以及设备，通过校内外实训基地的技能训练，掌握一定的技能技巧，具备一定的模具材料加工以及热处理的顶岗能力。
通过“习题库”中的基础习题库以及热处理工习题库的练习，一方面，可以对学生的学习效果进行实时评分，促进学生学习成绩提高；另一方面，在课程学习结束之后可以进行热处理工的考试，让学生了解自己是否达到考证的水平，激发学生的学习积极性，提高教学效果。
“在线答疑”模块提供了师生相互交流的子平台，学生在论坛里提出想法和问题，教师和其他学生可以通过跟帖解答问题或是相互讨论，达到互相交流，互相学习、共同提高的目的。
CAI网络教学平台实例

(一)教学平台页面设计

依据上页图1的平台结构示意图，我们采用Dreamweer 8制作了学习页面。学习页面包含教学内容、课程介绍、在线交流、友情链接、网络资源等快捷图标，学生可以通过导航区完成页面的自由跳转，进入相应的环节进行学习。模具材料与热处理学习页面设计总图如图2所示。

(二)奥氏体化过程的展示

钢在加热时奥氏体的形成过程是一个形核和长大的过程，以共析钢为例，其奥氏体化过程可简单地分为如图3所示的四个步骤。图3是材料学教科书上比较经典的奥氏体化过程示意图。但是，通过观察示意图加上教师的讲解，学生往往仍难以理解。随着科学技术的进步、教学手段的更新，有必要采用动态演示使学生更加直观地了解和掌握奥氏体化过程。
我们采用Flash软件开发了一些动态课件展示共析钢的奥氏体形成过程，如图4所示。用动态模拟方式来展示《模具材料与热处理》中涉及的组织转变及原子扩散等过程，将微观过程宏观化，使教师单纯的语言描述变为动画模拟演示，形象、生动、直观感染力很强，可大大简化复杂的教学过程，使学生能更好地理解和记忆热处理过程中钢的组织变化。
CAI网络教学平台是目前开展网上教学和远程教育的资源基础。它能充分发挥师生互动的优势，延伸课堂空间，拓展思维方法，有利于培养高素质的综合型人才。本研究开发的《模具材料与热处理》CAI网络教学平台整体布局设计合理，强调专业知识的学习；同时具有开放性、灵活性的特点，有效地解决了该课程课时少、内容多的矛盾，同时，形成课堂教学、课后自学的教学环境，对推动教学改革，提高教学质量具有重要的意义。
参考文献：
贾淑果，宁向梅，等.材料科学基础多媒体教学探讨[J].中国现代教育装备，2010（93）：87-89.
于影霞，何柏林，李力.国内外模具材料的现状及发展趋势[J].热加工工艺，2009，38（2）：45-48，97.
[3]张玉红，王志安，吕敬萍.高校教师多媒体课件制作能力培养研究[J].教育与职业，2011（2）：59-60.
[4]吕妍昱，解凯.建立多媒体教学设施质保体系的研究[J].实验技术与管理，2011，28（2）：204-207.
[5]汪红烨.谈CAI教学模式在心理学教学中的运用[J].教育探索，2006（181）：71-72.
[6]李永锋，宋涵慧.CAI教学服务平台的实际与实现[J].计算机时代，2009（8）：77-79.
[7]吴元徽，赵利群.模具材料与热处理[M]，大连源于：大学生毕业论文www.618jyw.com
：大连理工出版社，2009.
[8]顾东袁，傅晓婕，等.个性化的教学平台设计与实现[J].浙江工业大学学报，2009，37（4）：437-441.
[9]雷明，宁雷，等.新型远程实验教学系统的开发[J].实验室研究与探索，2009，28（4）：229-231.
[10]王利国，曹文博，等.《材料科学基础》教学实验动画演示设计与实现[J].实验室科学，2005（1）：62-65.
作者简介：
董虹星（1981—），女，浙江淳安人，博士，杭州科技职业技术学院讲师，研究方向为新型金属材料制备。