本发明涉及教学系统技术领域，尤其涉及一种面向工程教育的机械类严肃游戏教学模式。
背景技术：
随着现代社会、科技和经济的飞速发展，工程问题更加复杂化，对工程技术人员的要求也越来越高。当前国际工程教育突出强调以学生为中心、以学生学习成果为导向进行教学过程的设计和实施，关注学生解决复杂工程问题能力的培养，关注学生的学习效果，关注学校培养的学生能否适应社会和企业的人才需求。
我国本科高校也逐渐开始向应用型大学转变，而且随着社会的发展，社会更需要懂技术、能创新创业的复合型高层次应用型人才，从学术型转向应用型，缩短学校教育跟实际现场的很大差距，提早为企业改造就业学生观念，关键因素是提高学生实际操作能力，鼓励学生开启创新意识，提高为企业的应用进行技术革新研发能力。
目前高校机械类教学模式大部分仍沿用传统的书本教学加实验室实训教学、厂矿现场实训，教学模式区分机械设计相关模块分别进行，实训内容与现实企业应用脱节，机械类专业毕业生走向社会适应性和知识实用性较差。基于此，本发明提出一种面向工程教育的机械类严肃游戏教学模式。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种面向工程教育的机械类严肃游戏教学模式。
一种面向工程教育的机械类严肃游戏教学模式，包括一个基础运行管理模块、三个设计功能融合模块以及六个设计实训应用模块，所述设计功能融合模块包括2d设计、分析、展现软件，3d设计、分析、展现软件和vr/ar设计、分析、展现软件；所述设计实训应用模块包括基础认知、制图设计、计算分析、加工制造、装配维护和创意实验，所述设计实训应用模块中的制图设计、计算分析、加工制作和装配维护均属于仿真训练范畴，所述创意实验包括引导创新模块和发明设计模块。
优选的，所述基础运行管理模块用于用户角色、信息标准、课件规范、模块管理、评测体系、资源库、题库、系统维护、级别管理、工具管理、交流互动以及课程管理的管理，其在设计功能融合模块展现出来的内容包括以下界面：头像账号等级、经验积分、每天三问、好友、邮件、设置、活动、排行榜、组团讨论、商城、观摩、攻略、创建任务、成就、学习笔记、录屏、工具预置、皮肤背包和资源库。
优选的，所述头像账号等级用于展示用户的头像、账号和等级信息；经验积分用于展示实训过程中获得的相应积分或经验的展示；每天三问为登录实训后回答与智能制造相关的三个问题；好友包括添加好友、搜索好友以及与好友聊天；邮件包括系统邮件和好友邮件；设置用于对操作界面、绘图和工具的参数设置，活动用于查询关闭的活动内容；组团讨论为在线商讨技术问题、召集研讨小组进行讨论研究；商城为使用者利用积分购买人物等级/皮肤、绘图工具、图纸模板提供场所；观摩为同学提供实训中评选出做的好的视频，攻略用于展示软件的使用方法、绘图技巧以及获得积分的方法；排行榜用于展示好友中的经验排名；创建任务用于项目创建、组团、设计任务的设置；成就用于展示在绘图中获得的成就，并可查询各种成就、获得方法及成就给予奖励查询；学习笔记用于随时记录学习要点和心得；录屏用于记录好的作品；工具预置用于在绘制不同图纸之前预设置不同的工具及方式；皮肤可以用积分购买或成就获得精美的人物皮肤；背包为拥有工具装备物存储的位置；资源库包括各类设计手册、案例库。
优选的，所述头像账号等级包括学徒、技术工人、助理工程师、工程师、高级工程师、副教授级工程师、教授级工程师、专家评委和专家委员会委员，所述学徒的累计积分为10000、主导项目个数为1、主导项目规模为1人团队，所述技术工人的累计积分为100000、主导项目个数为3、主导项目规模为1人团队，所述助理工程师的累计积分为300000、主导项目个数为5、主导项目规模为2人团队，所述工程师的累计积分为600000、主导项目个数为10、主导项目规模为5人团队，所述高级工程师的累计积分为700000、主导项目个数为20、主导项目规模为10人团队，所述副教授级工程师的累计积分为800000、主导项目个数为30、主导项目规模为15人团队，所述教授级工程师的累计积分为900000、主导项目个数为40、主导项目规模为20人团队，所述专家评委的累计积分为1000000、主导项目个数为50、主导项目规模为30人团队，所述专家委员会委员的累计积分为1200000、主导项目个数为60、主导项目规模为50人团队。
优选的，所述基础认知包括智能制造、机械设计发展简史、机械分类和设计制造过程简介。
优选的，所述制图设计包括草图设计、手工制图、cad制图1、3d制图1、cad制图2、3d制图2、cad-3d转换、图纸管理、制图工具、制图软件、制图种类以及制图规范。
优选的，所述计算分析包括材料选择、受应力分析、载荷计算、强度校核、结构计算、热平衡计算、流体分析、分析工具、分析软件、计算方法和材料知识。
优选的，所述加工制作包括识图/拆图、拟加工流程、设备选择、工具选择、编织工艺、加工、检验检测、加工设备、加工工具、加工工艺和检验方法。
优选的，所述装配维护包括零件准备、工具准备、零件装配、整机装配、日常维护、故障排查、拆分排查、装配规程、检修规程、装配组织和维护管理。
优选的，其展示流程按先后顺序为：登录、基本认知、制图设计、计算分析、加工制造、装配维护、结束
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、面向工程教育的机械类智能制造设计技术实训教学模式创新，一改以往与现实脱节的刻板的教学模式，创立严肃游戏教学的模式，帮助高校机械类学生及时了解制造行业前沿技术，基于创新模式的应用平台系统，将融合2d、3d、vr/ar等多个功能模块，促使学生在同一平台上获得面向智能制造的机械设计与制造基础认知、实训实践、创新实践等全过程的真实体验；
2、针对学生成绩考评与教师教学测评体系针对性不强、反映度不够与不全面等问题，构建了游戏积分式考核评价机制，设计考核评价要素/指标体系，对知识的点滴积累、技能的循序渐进的掌握过程、创新成果等都有个记录考评；对老师的教学、交流指教、带动研究成果形成过程等进行记录测评等，将有效考评学生和师资水平与能力；
3、拓展与设计相关经营管理领域的知识，形成系统工程思维，提升知识应用融合能力，开创对机械类专业实训的严肃游戏教学模式；
4、丰富教学研究与创新内容，提高学校实践教学水平，降低实训教学成本，提高实训教学质量；
5、积极探索基于现代教育理念和信息技术的教育方式和学习形式创新，增强学习趣味性，强化参与和体验，触发应用者自主拓展内容，提高资源库的适用性和吸引力，促进实训教学整体质量和水平的提高，培养智能制造适用型高素质人才和应用型人才。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例，本发明提出的一种面向工程教育的机械类严肃游戏教学模式，包括一个基础运行管理模块、三个设计功能融合模块以及六个设计实训应用模块，所述设计功能融合模块包括2d设计、分析、展现软件，3d设计、分析、展现软件和vr/ar设计、分析、展现软件；所述设计实训应用模块包括基础认知、制图设计、计算分析、加工制造、装配维护和创意实验，所述设计实训应用模块中的制图设计、计算分析、加工制作和装配维护均属于仿真训练范畴，所述创意实验包括引导创新模块和发明设计模块；所述基础认知包括智能制造、机械设计发展简史、机械分类和设计制造过程简介；所述制图设计包括草图设计、手工制图、cad制图1、3d制图1、cad制图2、3d制图2、cad-3d转换、图纸管理、制图工具、制图软件、制图种类以及制图规范；所述计算分析包括材料选择、受应力分析、载荷计算、强度校核、结构计算、热平衡计算、流体分析、分析工具、分析软件、计算方法和材料知识；所述加工制作包括识图/拆图、拟加工流程、设备选择、工具选择、编织工艺、加工、检验检测、加工设备、加工工具、加工工艺和检验方法；所述装配维护包括零件准备、工具准备、零件装配、整机装配、日常维护、故障排查、拆分排查、装配规程、检修规程、装配组织和维护管理。
所述基础运行管理模块用于用户角色、信息标准、课件规范、模块管理、评测体系、资源库、题库、系统维护、级别管理、工具管理、交流互动以及课程管理的管理，其在设计功能融合模块展现出来的内容包括以下界面：头像账号等级、经验积分、每天三问、好友、邮件、设置、活动、排行榜、组团讨论、商城、观摩、攻略、创建任务、成就、学习笔记、录屏、工具预置、皮肤背包和资源库。
本发明中的头像账号等级分布如下表：
本发明中，所述头像账号等级用于展示用户的头像、账号和等级信息；经验积分用于展示实训过程中获得的相应积分或经验的展示；每天三问为登录实训后回答与智能制造相关的三个问题；好友包括添加好友、搜索好友以及与好友聊天；邮件包括系统邮件和好友邮件；设置用于对操作界面、绘图和工具的参数设置，活动用于查询关闭的活动内容；组团讨论为在线商讨技术问题、召集研讨小组进行讨论研究；商城为使用者利用积分购买人物等级/皮肤、绘图工具、图纸模板提供场所；观摩为同学提供实训中评选出做的好的视频，攻略用于展示软件的使用方法、绘图技巧以及获得积分的方法；排行榜用于展示好友中的经验排名；创建任务用于项目创建、组团、设计任务的设置；成就用于展示在绘图中获得的成就，并可查询各种成就、获得方法及成就给予奖励查询；学习笔记用于随时记录学习要点和心得；录屏用于记录好的作品；工具预置用于在绘制不同图纸之前预设置不同的工具及方式；皮肤可以用积分购买或成就获得精美的人物皮肤；背包为拥有工具装备物存储的位置；资源库包括各类设计手册、案例库。
本发明的提出的面向工程教育的机械类严肃游戏教学模式的展示流程按先后顺序为：登录、基本认知、制图设计、计算分析、加工制造、装配维护、结束。
本发明提出的机械类严肃游戏教学模式借助机械工程师cad开发平台、vr/ar仿真设计平台，以及solidworks系列功能模块等优势资源，结合机械设计类专业实习实训虚拟仿真化教学需求和创新教学需求，从一个基础运行管理模块、三个设计功能融合模块、六大设计实训应用模块三个层面构建“智能制造设计技术实训系统”，作为机械设计与制造设计技术仿真实验教学实训基地的基础应用平台，该平台集开发建设集基础教学仿真课件、教学实习实训、自主创新研发仿真教学课件、教学研发仿真实验等功能于一体，创立严肃游戏实训教程实现方法，创建学生、老师游戏型积分评价体系，帮助教师利用虚拟仿真等先进技术，改进教学模式，丰富教学研究与创新内容，提高学校实践教学水平，为社会企业培养无缝衔接实用的应用型人才提供帮助。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。