《模具设计基础》课程教学改革研究
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摘要：针对非模具专业《模具设计基础》课程性质，分析了本课程的教学现状。针对目前存在的问题，从教学模式、教学内容和考核方式等方面进行了有益的改革尝试，提出了非模具专业《模具设计基础》课程教学改革方法。实践证明此方法能够提高教学效果，利于复合型、应用型人才的培养。
关键词：模具设计；非模具专业；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0083-02
模具是机械、汽车、电器、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备。由于模具成型具有高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗等优点，使得工业产品中60%～80%的零部件都要依靠模具成型。现代模具工业有“不衰亡工业”之称[1]，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济的发展起着毋庸置疑的关键作用。模具工业受我国制造业快速发展的需求拉动，也得到了快速增加。1996―2005连续10年增长率超过20%；在今后5―10年内仍会有不低于10%的增长速度。然而各地模具企业普遍遇到了人才短缺的问题，人才短缺已成为制约模具技术水平进一步提高、模具行业进一步发展的瓶颈。因此，许多高校开设了模具课程，以适应社会需要。《模具设计基础》是一门综合性很强的课程，其任务是培养学生掌握模具工艺编制并运用所学知识进行模具设计。通过该课程的学习，学生应掌握模具设计与制造、模具装配调试与维护、模具标准化设计等方面的知识与技能，具有一定程度的工艺编制与模具设计能力[2]。授课内容多且较抽象，系统性不强[3]。和模具专业的课程相比较，有很多薄弱环节。本文详细介绍了非模具专业如何更好地结合本专业特点，运用先进的教学手段和方法，开展教学工作，以达到事半功倍的效果。
一、本课程教学现状
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。
二、本课程教学改革
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。
三、结语
结合非模具专业的课程特点和我校的实际情况，分析了本课程存在的问题，提出了针对非模具专业的《模具设计基础》课程教学改革方法。实践证明此方法能够提高教学效果，有利于复合型、应用型人才的培养。社会在进步，教育在发展，课程教学改革也要与时俱进。
参考文献：
[1]郑涌.模具行业现状及其发展趋势[J].科技信息，2007，（4）：64-65.
[2]龚勇镇，廖辉，乔东凯.《模具设计》课程教学改革研究[J].轻工科技，2004，（10）：131-132.
[3]吴敏.非模具专业“模具设计基础”课程教学改革探索[J].中国力教育，2012，（19）：60-61.
[4]刘新平.《汽车检测与故障诊断》课程的教学改革实践[J].农机化研究，2004，（9）：264-265.