塑料成型工藝與模具設計的教學(xué)改革論文

　　摘要：分析了塑料成型工藝與模具設計的課程特點(diǎn)及當前教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從教學(xué)方法、教學(xué)手段方面進(jìn)行了探討，提出了綜合采用任務(wù)驅動(dòng)教學(xué)、項目導向教學(xué)、啟發(fā)、互動(dòng)式問(wèn)題討論與總結教學(xué)4種教學(xué)方法，并進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。教實(shí)踐表明，4種教學(xué)方法的綜合應用，在提高了教學(xué)效果、激發(fā)學(xué)生興趣和自信心的同時(shí)，也提升了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力和素質(zhì)，拓寬了就業(yè)面。

　　關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；模具；任務(wù)驅動(dòng)；項目導向

　　塑料模具在塑料成型加工中占 有重要地位，其模具數量達到國內模具總量的40%。塑料制品在汽車(chē)、機電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應用。為了發(fā)展模具工業(yè)及適應工業(yè)需求，我校的機械設計及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科生在大四的上學(xué)期開(kāi)設了塑料成型工藝與模具設計課程。大四的學(xué)生因面臨著(zhù)就業(yè)、考研、專(zhuān)業(yè)課學(xué)習、畢業(yè)設計等多重任務(wù)，學(xué)生平日事情多、時(shí)間緊、壓力大，上課經(jīng)常遲到或缺課，且上課積極性不高、對專(zhuān)業(yè)內容的學(xué)習往往提不起興趣，教學(xué)效果較差。針對以上情況，如果還是采用圍繞大綱系統地滿(mǎn)堂灌式授課，就很難調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性，尤其對于一些復雜的模具結構，如果學(xué)生沒(méi)有強烈的求知欲望是很難讀懂結構、理解動(dòng)作原理的。塑料模具設計作為一門(mén)理論性、實(shí)踐性很強的專(zhuān)業(yè)課，該課程模具圖例多、結構和運動(dòng)關(guān)系復雜，對圖形結構的空間想象力要求高；課程內容枯燥，授課難度大，學(xué)生理解較吃力，對教師的能力和經(jīng)驗要求高。近年的教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生對該門(mén)課程的理解和應用能力并不理想。究其原因主要是對模具結構、原理不甚了解。

　　1課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

　　以往的教學(xué)方法多是采用多媒體幻燈片(PPT)配合部分模具結構的動(dòng)畫(huà)演示授課，這種授課方式存在一定的局限性，表現在以下幾方面。(1)幻燈片上的模具圖例是靜態(tài)的，學(xué)生很難將靜態(tài)的模具結構轉換成模具各零部件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。如對模具分型面內容的學(xué)習是理解模具結構及動(dòng)作順序的基礎，但僅依據靜態(tài)的模具結構很難準確地判斷出分型面的位置，特別是一些具有雙分型面和多分型面的復雜模具，更是無(wú)從著(zhù)手。(2)Flash動(dòng)畫(huà)演示具有較好的教學(xué)效果，但對復雜的塑料模具結構，學(xué)生是在瞬間內被動(dòng)地接受模具結構件的運動(dòng)信息，在思維轉換上會(huì )存在一定時(shí)間段的思維盲區，隨著(zhù)動(dòng)畫(huà)動(dòng)作過(guò)程的往復進(jìn)行，似乎恍然了解了模具結構運動(dòng)原理，實(shí)問(wèn)則似是而非；尤其是對于具有兩個(gè)以上分型面或具有側抽芯的復雜模具結構，分型面每一次分型完成的工序內容、分型和側抽芯的運動(dòng)關(guān)系、頂出和復位的實(shí)現等工序內容，學(xué)生看過(guò)動(dòng)畫(huà)后大多是懵懵懂懂，回答問(wèn)題不知所以然。綜合以上情況，這種通過(guò)被動(dòng)方式接受的圖像、文字信息存在以下不足：接受快，理解不夠具體深入；動(dòng)畫(huà)本身就簡(jiǎn)化了模具結構，因而對模具總體結構、工作過(guò)程的理解和認識不夠全面。

　　2課程教學(xué)改革實(shí)施

　　2.1教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

　　基于以上情況，根據筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)實(shí)踐，決定將授課方式由學(xué)生單一、被動(dòng)接受方式向手腦并用的主動(dòng)接受方式轉變、將教學(xué)手段由“口授、PPT幻燈片”向“實(shí)物建模、多媒體、網(wǎng)絡(luò )化”轉變。讓學(xué)生在學(xué)習理論知識的同時(shí)進(jìn)行模具的三維建模，以獲得感性認識，激發(fā)學(xué)習熱情，提升專(zhuān)業(yè)技能。配合上述教學(xué)改革方式，在教學(xué)中綜合采用任務(wù)驅動(dòng)教學(xué)法、項目導向教學(xué)法、啟發(fā)、互動(dòng)式教學(xué)方法，調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。

　　2.2任務(wù)驅動(dòng)和項目導向教學(xué)方法的實(shí)施

　　(1)學(xué)生分組將學(xué)生按學(xué)習成績(jì)和專(zhuān)業(yè)能力不同進(jìn)行分組，將不同級別的學(xué)生劃分到一個(gè)小組，這樣有利于學(xué)生在項目活動(dòng)中發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢，便于學(xué)生間相互學(xué)習、交流和合作[1]。(2)項目、任務(wù)分配及實(shí)施項目分類(lèi)及每項任務(wù)的內容見(jiàn)表1。各小組圍繞著(zhù)項目任務(wù)展開(kāi)工作，在產(chǎn)品成型工藝分析、模具關(guān)鍵參數的校核計算、澆注系統的設計、成型零部件的結構及工藝性設計、脫模機構設計、側抽芯機構設計、導向系統與模架的選擇、排氣及冷卻系統設計、應用CAD/CAM軟件進(jìn)行三維及二維工程圖的繪制等任務(wù)環(huán)節中，圍繞工作任務(wù)和時(shí)間要求展開(kāi)討論，制定出詳細的`工作步驟和成員分工，小組成員圍繞任務(wù)進(jìn)行設計工作。在這一過(guò)程中，教師不灌輸理論知識，而是參與和引導學(xué)生進(jìn)行積極地探索，使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐積累增長(cháng)知識[1,2]學(xué)生每完成一個(gè)項目的任務(wù)后，教師在課堂上展示他們的階段成果和最終成果，肯定取得的成績(jì)和進(jìn)步，找出缺點(diǎn)和不足。

　　2.3啟發(fā)互動(dòng)式問(wèn)題討論與總結

　　啟發(fā)、互動(dòng)式教學(xué)能充分調動(dòng)學(xué)生思考問(wèn)題的主動(dòng)性，激發(fā)創(chuàng )新式思維，變消極、被動(dòng)的學(xué)習為積極、主動(dòng)學(xué)習，在教學(xué)中起到事半功倍的效果。(1)階段性互動(dòng)討論根據表1中的“問(wèn)題討論與總結”中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行大討論，讓組內成員根據自己的設計任務(wù)，圍繞“問(wèn)題”展開(kāi)討論，形成組內答案。集體討論時(shí)，各小組推出組內代表，表達組內答案，最后由教師協(xié)助梳理知識點(diǎn)，概括各項目中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內容，并總結設計方法和經(jīng)驗。(2)課終啟發(fā)式知識升華塑料成型模具中，雙分型面注射模具和側向抽芯注射模具是結構比較復雜的兩種模具，如圖1和圖2所示。弄清楚這兩種類(lèi)型的模具結構和工作原理是學(xué)好模具設計課程的基礎。在完成表1中的各項目任務(wù)后，學(xué)生對常見(jiàn)塑料注射成型模具已經(jīng)建立起比較系統的結構框架，對其工作過(guò)程也有深入的了解。在此基礎上，教師對每組學(xué)生布置如下任務(wù)。(1)比較圖1、圖2(另：提供動(dòng)畫(huà)演示)中兩種模具結構的相同點(diǎn)。(2)根據圖1，說(shuō)明圖2所示的模具在結構上如何實(shí)現側抽芯功能。

　　摘 要：對于題目1，學(xué)生經(jīng)組內比較分析后很快即能匯總出答案，而題目2將模具結構和功能的關(guān)系提升到了新的高度，學(xué)生會(huì )感到困惑、茫然，此時(shí)，教師可啟發(fā)學(xué)生通過(guò)分析圖1和圖2中不同的模具結構部分分析其能實(shí)現的功能，通過(guò)

　　關(guān)鍵詞：免費模具設計論文下載

　　對于題目1，學(xué)生經(jīng)組內比較分析后很快即能匯總出答案，而題目2將模具結構和功能的關(guān)系提升到了新的高度，學(xué)生會(huì )感到困惑、茫然，此時(shí)，教師可啟發(fā)學(xué)生通過(guò)分析圖1和圖2中不同的模具結構部分分析其能實(shí)現的功能，通過(guò)比較模具結構，尋求、發(fā)現問(wèn)題的答案。以上通過(guò)利用啟發(fā)式教學(xué)方法，層層深入、循序漸進(jìn)地引導學(xué)生認清兩種模具結構的本質(zhì)區別、聯(lián)系，深入、透徹地理解兩種模具結構的工作原理、動(dòng)作順序和模具功能，使學(xué)生對注射模具結構的理解和實(shí)現方法的途徑達到了更高的認知層次。

　　3課程教學(xué)改革實(shí)踐效果

　　3.1變被動(dòng)為主動(dòng)提高了教學(xué)效果

　　以往教學(xué)中，教師是主導，學(xué)生是被動(dòng)接受知識的客體，這種以教師為中心的授課方式，客觀(guān)上限制了學(xué)生潛能的發(fā)揮；而任務(wù)驅動(dòng)和項目導向教學(xué)方法的綜合應用，使學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)中的主動(dòng)者，教師由原來(lái)主導者轉變?yōu)橐龑д吆蛥f(xié)作者，指引學(xué)生掌握完成項目所需知識，協(xié)調項目訓練。這極大地激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習、求知探索的欲望和興趣，使學(xué)生在自主學(xué)習環(huán)境中，學(xué)習潛力得到充分發(fā)揮，學(xué)習積極性顯著(zhù)提高；小組成員之間分工協(xié)作，共同解決問(wèn)題，使學(xué)生的創(chuàng )造性得以充分的發(fā)揮[1]。由此，通過(guò)項目導向和任務(wù)驅動(dòng)教學(xué)方法使學(xué)生在完成項目過(guò)程中極大地提高了學(xué)習能力、自信心及團隊協(xié)作能力，顯著(zhù)地提高了教師講授、學(xué)生接收的教、學(xué)效果。

　　3.2應用

　　CAD/CAM軟件于模具設計中拓寬知識面、增強專(zhuān)業(yè)技能塑料模具結構復雜，僅借助教材上的圖例，很難準確把握模具裝配圖的結構，即便是從教多年的教師一時(shí)也很難講清楚模具的結構及原理。在項目導向和任務(wù)驅動(dòng)教學(xué)法中，借助于Pro/E，UG，SolidWorks，Cimatron等三維軟件，要求學(xué)生按任務(wù)要求，自行繪制模具中每個(gè)零件的三維結構圖，確定運動(dòng)關(guān)系和安裝位置，再進(jìn)行模具裝配圖的總裝設計和干涉檢查，經(jīng)過(guò)對零件圖的三維設計和總裝圖的裝配設計，學(xué)生對模具結構不再陌生，對模具中各零件的裝配關(guān)系、運動(dòng)關(guān)系及模具的工作原理逐漸明了[3]。

　　3.3模具方面就業(yè)率顯著(zhù)提高

　　據我校大學(xué)生就業(yè)跟蹤調查結果顯示，教改前學(xué)生選擇、從事塑料模具方面工作不足2%，教改后達到12%左右。教改實(shí)踐表明，學(xué)生對塑料模具的工藝分析、模具設計及計算、工程圖的繪制等專(zhuān)業(yè)知識和能力的儲備極大地提高了學(xué)生的自信心和學(xué)習能力，使學(xué)生敢于接受和挑戰具有高端技術(shù)的模具研發(fā)工作。

　　4結束語(yǔ)

　　教學(xué)實(shí)踐表明，項目導向、任務(wù)驅動(dòng)、啟發(fā)、互動(dòng)式教學(xué)方法的有機結合、同時(shí)借助CAD/CAE三維繪圖軟件，成功地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣和信心，培養和提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)技能，取得了較好的教學(xué)效果。

　　參考文獻

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　　[2]黃曉峰.案例教學(xué)在模具設計與制造課程中的應用研究與實(shí)踐[J].中國現代教育裝備,2010(15):75-77.

　　[3]張洋,段磊.基于任務(wù)驅動(dòng)的模具CAD/CAM技能實(shí)訓教學(xué)研究[J].中國現代教育裝備,2014(1):93-95.