例如浇口的设计,课本一口气总结了九种浇口类型五条设计原则。学生根本就掌握不了,且没有实际的设计举例,使得学生就算死记硬背记住了,将来还是不会用。在第一轮教学实践的基础上,对模具课程的教学做了一些改革。以就业为导向、以能力素质为本位,确定一体化教学改革的方向。在课程的安排上,模具设计与UG课程一体化教学,取得了以下效果:①提高了学生的学习兴趣。相比单纯的讲解理论知识和软件操作命令。一体化教学的优点在于,可以使学生上课学习的理论知识迅速应用于模具设计中去,如:《塑料成型模具》课程“成型零部件设计”一节中首先说明了什么是分型面、分型面的分类、分型面选取的原则。这种概述性的知识内容较多、较抽象,学生很难完全掌握。然后安排上机,用UG软件,通过具体产品分型实例的讲解,使学生在掌握UG操作命令的同时,经一步加深对分型面的理解。理论知识迅速应用于模具设计的实践,大大提高了学生的学习兴趣。②丰富了教学手段。课本平面图很抽象,很难讲解。学生想象不出来的模具结构,在UG软件中把实体调出来,把相关的零部件分别隐藏和显示,就非常形象了,学生也很容易就可以看懂。③提高了学生设计模具的能力。通过一体化的教学,学生在学习模具设计理论知识和UG命令的同时进行简单和中等复杂模具的实际设计,提高了他们模具设计的实战能力。④丰富了考核手段。纯理论课的学习,一张试卷,很难考出学生的真实水平,也难以激发他们的创造力。一体化教学模具设计实例的考核,在考查学生知识掌握情况的同时,也考核了他们的创造力和实际应用知识的能力。
《塑料模具设计》课程的一体化改革,取得了一些成绩,但还存在不足。1.在教学过程中,缺乏实物。由于教学计划安排不合理,模具拆装实训安排在模具设计课程的后面,学生学习了一学期的模具,却从未见过真实的塑料模具,对模具结构的理解是不深刻的。2.模具设计纸上谈兵。模具设计是典型的弱理论的行业。很多的结构设计、参数的选择,靠的是经验。仅仅依靠设计手册,没有去相关的模具企业参观实习,这就使学生的设计缺乏实战。3.设计效果没法检验。学生设计的模具不加工,不安装到注塑机上生产,设计中存在的问题仅靠任课教师来评价,不直观,学生认识也不够深刻。因此,有必要把模具零件加工实训和注塑生产实训跟模具设计课程贯通,整合在一起。
作为教学一线的教师,我深刻的认识到,要培养技术过硬的注塑技术人才,就必须对我们现在的教学体系进行改革,以满足新时期人才培养的要求。1.教学目标。要进行课程教学改革,首先必须明确课程的教学目标。为了适应社会发展的需要,《塑料模具设计》课程教学目标要按照以任务为驱动、以工作为向导、以能力为目标的改革思路进行全面的设计,使其内容更细、更丰富、更具体、更具有操作性。《塑料模具设计》课程教学目标的设计我们围绕总体目标、能力目标、知识目标和素质目标来设计[2]。①总体目标。通过本课程的学习,使学生具有用UG软件设计中等复杂程度注塑模且具备模具加工、拆装和调试的能力。②能力目标。具有设计塑料注射模的能力;UG软件的使用能力;注射模具制造加工的能力。③知识目标。掌握塑料的分类、特性;掌握常用注塑模具的结构特点及相关零件的设计计算;掌握注射模拆装的基本常识;掌握注射成型机的操作及注射成型工艺参数的选择。④素质目标。设计是创造性的劳动,因此我们要培养学生独立分析问题、解决问题的能力;自我学习的能力;积极开拓创新的能力。2.教学内容。在传统的《塑料模具设计》的教材里,学生很难抓住要领。按照哲学“实践—理论—再实践”的认知理论,我们把教学内容分为三个模块,即注塑模具拆装实验模块、塑料材料及制品的认知和注射模设计模块、典型注塑模具设计实训模块。①塑料模具拆装实验模块。学生在学习专业理论课程之前,首先要有感性认识。本模块主要包括几套典型塑料模具的拆装、测绘、总装配图绘制。②塑料材料及制品的认知和注射模设计模块。整合旧教学计划中的《塑料模具设计》课程和《UGNX标准教程》两门课程。③典型注塑模具设计与加工实训模块。3.评价体系。要建立一体化教学体系,就必须建立相应的评价体系。显然以往一张试卷来考查学生的考试模式已经不再适用,需要建立完整的评价体系,综合考查学生的能力。评价体系包括:①基本知识的考查。包括塑料种类及特性的知识;塑料制品的结构工艺性的知识;注塑模具结构及零件设计的基本知识;UG注塑模块的基本命令。②基本操作能力考查。在模具拆装及测绘、模具加工的实训过程中,实习教师根据学生的表现给出学生的成绩。③综合素质考查。考查学生综合运用所学知识实际设计模具的能力。
1.教学模式单一。一般的《模具设计基础》主要是以教师教授课程为主线,采用“填鸭式”教学方式[4],使用理论性比较强的教材对学生进行教学,教授内容如下:冲压成型工艺及冲压模设计、塑料成型工艺及塑料模设计、模具制造工艺学、模具CAD/CAM/CAE等。教学内容很抽象,不容易调动学生学习模具方面知识的兴趣,不利于学生综合能力的培养。
2.重视理论教学,轻视实践教学。以前的教学模式是先学习理论知识,再进行实践教学。理论知识接受得比较多,而实验和课程设计等实践教学进行得比较少。对于《模具设计基础》一些学校该门课程只设置了4学时的实验,个别学校甚至还没有开设实验,这对培养学生的动手能力是不利的。
3.教学内容对模具新技术不够重视。授课内容对模具新技术不够重视。课程总课时少,而传统的模具类型和设计方法的讲解往往又会花去大多数课时,导致模具新技术只是简单介绍。因此,学生的模具新技术知识相对缺乏,设计思路也很难跟上模具新技术发展的步伐,培养出来的模具设计人员也不能在毕业后很快胜任工作岗位。
1.教学模式改革。(1)《模具设计基础》涉及很多结构复杂模具,通过板书和挂图无法清晰表达模具结构及其运动原理,因此,在课堂教学中,采用板书与多媒体课件相结合的方式授课,多播放一些视频、动画,比如对冲压模具和塑料模具的典型模具结构,利用Pro/Engineer、UG、SolidWorks等软件建立三维模型,从各个角度展示模具的装配体以及各个零件,还可提供装配图及零件图,认识模具的结构更方便,提高他们的识图和空间想象能力。通过软件制作成仿真动画输出,将复杂结构模具的工作过程形象地展示出来。(2)可以创建模具教学中“制件—制件”的教学模式,教师给学习这门课程前给学生生产实际中的冲压或塑料制件,让学生带着这个制件学习模具专业知识和技能;当学生掌握了全部模具基础理论知识和技能后,根据给定的冲压或塑料制件设计出模具的装配图和各个零件的零件图;并根据模具零件图,操作电火花成型机、数控电火花线切割机床和加工中心等模具加工机床加工出全部模具零件,其中有一些标准零件可以单独购买;然后学生再根据模具装配图,将模具零部件组装成为一套完整的模具;最后,学生把模具安装在压力机或塑料注塑成型机上,通过试模,加工出制件。通过制件质量的好坏评判学生成绩。
2.实践教学改革。本课程实践性较强,要求有一定的动手能力,因此对于实践教学一定要引起重视。根据教学目标、学校实验条件开设一系列的实验项目,如冲压模具在压力机上的安装、典型冲压模具的拆装、冲压模具工作零件凸、凹模的电火花加工、冲压模具的试模及调试、塑料模具在注塑机上的安装、塑料模具的注射成型、典型塑料模具的拆装、塑料模具的型腔及型芯的电火花加工、塑料模具的试模调试等项目。另外增加设计性、综合性实验项目,其实验内容与就业岗位技能要求紧密结合,采用任务驱动、具体项目为导向、行业规范为指导等进行综合性的“实用性”、“实战型”训练。为了强化学生的模具设计能力,教学计划中安排了4周的课程设计。从工程实践中直接选题,每人做一套冲压模具设计和一套塑料模具设计。希望充分利用课程设计,使学生掌握所学Pro/E、UG、SolidWorks等软件进行冲压、塑料模具的设计,冲压模具中单个零件的绘制,零件如何装配成整个实体,对实体进行运动仿真,塑料模具中如何分模,找好分型面,绘制出整个实体装配图。然后生成模具的工程图及各个零件件的零件图,编写设计说明书,还可以编制工作零件的加工工艺。建立以行业为背景,以企业为载体的校外实践基地,保证人才培养与工程实际的接轨。在实习教学中制定了实习教学工作规程,由专门教师负责执行。校外实践教学的训练侧重于专业综合能力和创新能力,应充分体现专业特色,一定程度上需要与今后的就业方向挂钩。
3.教学内容改革。(1)教材选择。目前,市场上模具设计基础教材种类较多,但真正适合本科学校的并不是很多,而且内容参差不齐,每一本书上的内容都有一些区别,侧重点不一样。书中内容虽然大部分来自于实践,但一般是理论偏多,实际案例很少。因而,在选择教材时,要充分调研,选择内容较新、案例分析较多且符合现代先进工业装备要求的教材,在精练传统知识的基础上,扩充模具新技术的相关内容,总之,教学内容要紧跟科学发展的步伐,做到传统与先进的完美结合,促使学生较好地掌握传统模具和新型模具的知识,可使他们将来更快地适应企业工作。(2)教学资料的准备。要结合在调研过程中企业工程师的意见,准备充实的教学资料,用企业中设计的实际案例来给学生进行讲解。在模具认知过程中,学生在企业参观时,见到的金属模具一般体积大、重量大,对于模具外部的整体结构能够看得很清楚,但对于内部结构,没有自己动手进行拆装,就无法准确识别模具内部结构。要解决这个问题,学校可将多媒体电脑教室、模具陈列室、模具拆装实验室融为一体,并购买一批来自生产一线的小型模具,每一副模具都配备总装图和各个零件图,定期向学生开放。同时,购买透明式的教学模具和专用的冲模压力机和塑料成型注塑机,透明教学模具克服了模具体积较大、油污多的问题,使学生对模具内部结构了解深入。
4.改革考核方式。考核是看同学们对所学内容掌握得好不好,它的结果对教学内容、教学方法等起到导向作用。要顺利实施课程教学改革方案,就必须对考核方式采取改革,由原来的只是闭卷的考核方式,改选用综合考核方式。整门课程总成绩可由考试卷面成绩(50%)、实验成绩(30%)和平时成绩(20%)组成。而且考试方式由闭卷改为开卷,闭卷只能考核学生对一些基础知识和简单计算的掌握,而开卷考试是对学生对知识的综合掌握的考核。例如试题采用一个简单的冲压件或塑料件,给学生准备好一定的参考资料,要求学生在一定的时间内进行零件的工艺分析、设计模具设计方案,进行模具相关的设计计算,工作零件和模架以及其他等零件的设计,绘制模具装配草图及工作零件的零件图。卷面成绩根据工艺计算的准确性、设计方案及模具结构是否合理、模具工作零件设计是否正确及装配草图的质量和零件图的完整性等来进行评定。实验成绩根据学生完成实验的预习、做实验的动手能力及实验报告册书写的质量来综合评定。平时成绩则根据出勤情况、课堂上的表现、对待学习的态度以及课后作业完成的情况等来进行评定。
5.优化教学团队。在教学当中,教师水平的高低直接影响教学效果。因此,要求教师要不断提高专业知识和实践经验,这样才能将课堂激活并引起同学们更大的学习兴趣。目前,高校教师大多是硕士、博士毕业,理论教学一般没问题,但是实践教学经验缺乏。因而,学校要求新来的老师下企业实践,一般一年下相关企业一个月,提高教师们的实践经验。经过几年的培养,最终,教学团队中的教师基本上都具备模具设计课程开发能力与教学实践实施能力。能根据专业培养目标和岗位任职要求来选取与组织课程内容,能更新教学观念,综合运用多种教学模式,切实提高学生的专业综合能力。
据统计我国目前模具人才求远大于供的窘境急需改观。急需加快模具产品结构调整的步伐。总的发展方向仍将是,实现大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业总体速度;继续扩增塑料模和压注模所占比例;扩充专业模具厂家的数量及能力。加大投入以强化创新能力。因此模具行业非常缺乏设计人才,特别是高水平的模具设计师。
目前我国高。
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