塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的教學(xué)改革論文

　　摘要：分析了塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)及當(dāng)前教學(xué)過程中存在的問題，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(qū)動(dòng)教學(xué)、項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)、啟發(fā)、互動(dòng)式問題討論與總結(jié)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(yīng)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(qū)動(dòng)；項(xiàng)目導(dǎo)向

　　塑料模具在塑料成型加工中占 有重要地位，其模具數(shù)量達(dá)到國內(nèi)模具總量的40%。塑料制品在汽車、機(jī)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(yīng)用。為了發(fā)展模具工業(yè)及適應(yīng)工業(yè)需求，我校的機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)本科生在大四的上學(xué)期開設(shè)了塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程。大四的學(xué)生因面臨著就業(yè)、考研、專業(yè)課學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)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、對專業(yè)內(nèi)容的學(xué)習(xí)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(tǒng)地滿堂灌式授課，就很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，尤其對于一些復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)，如果學(xué)生沒有強(qiáng)烈的求知欲望是很難讀懂結(jié)構(gòu)、理解動(dòng)作原理的。塑料模具設(shè)計(jì)作為一門理論性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，該課程模具圖例多、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)關(guān)系復(fù)雜，對圖形結(jié)構(gòu)的空間想象力要求高；課程內(nèi)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(yàn)要求高。近年的教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生對該門課程的理解和應(yīng)用能力并不理想。究其原因主要是對模具結(jié)構(gòu)、原理不甚了解。

　　1課程教學(xué)過程中存在的問題

　　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(jié)構(gòu)的動(dòng)畫演示授課，這種授課方式存在一定的局限性，表現(xiàn)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)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(nèi)容的學(xué)習(xí)是理解模具結(jié)構(gòu)及動(dòng)作順序的基礎(chǔ)，但僅依據(jù)靜態(tài)的模具結(jié)構(gòu)很難準(zhǔn)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(fù)雜模具，更是無從著手。(2)Flash動(dòng)畫演示具有較好的教學(xué)效果，但對復(fù)雜的塑料模具結(jié)構(gòu)，學(xué)生是在瞬間內(nèi)被動(dòng)地接受模具結(jié)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)信息，在思維轉(zhuǎn)換上會存在一定時(shí)間段的思維盲區(qū)，隨著動(dòng)畫動(dòng)作過程的往復(fù)進(jìn)行，似乎恍然了解了模具結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理，實(shí)問則似是而非；尤其是對于具有兩個(gè)以上分型面或具有側(cè)抽芯的復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)，分型面每一次分型完成的工序內(nèi)容、分型和側(cè)抽芯的運(yùn)動(dòng)關(guān)系、頂出和復(fù)位的實(shí)現(xiàn)等工序內(nèi)容，學(xué)生看過動(dòng)畫后大多是懵懵懂懂，回答問題不知所以然。綜合以上情況，這種通過被動(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)畫本身就簡化了模具結(jié)構(gòu)，因而對模具總體結(jié)構(gòu)、工作過程的理解和認(rèn)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(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)變。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時(shí)進(jìn)行模具的三維建模，以獲得感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提升專業(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(qū)動(dòng)教學(xué)法、項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法、啟發(fā)、互動(dòng)式教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。

　　2.2任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)方法的實(shí)施

　　(1)學(xué)生分組將學(xué)生按學(xué)習(xí)成績和專業(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(xiàng)目活動(dòng)中發(fā)揮各自優(yōu)勢，便于學(xué)生間相互學(xué)習(xí)、交流和合作[1]。(2)項(xiàng)目、任務(wù)分配及實(shí)施項(xiàng)目分類及每項(xiàng)任務(wù)的內(nèi)容見表1。各小組圍繞著項(xiàng)目任務(wù)展開工作，在產(chǎn)品成型工藝分析、模具關(guān)鍵參數(shù)的校核計(jì)算、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零部件的結(jié)構(gòu)及工藝性設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、導(dǎo)向系統(tǒng)與模架的選擇、排氣及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)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(jié)中，圍繞工作任務(wù)和時(shí)間要求展開討論，制定出詳細(xì)的`工作步驟和成員分工，小組成員圍繞任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。在這一過程中，教師不灌輸理論知識，而是參與和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極地探索，使學(xué)生通過實(shí)踐積累增長知識[1,2]學(xué)生每完成一個(gè)項(xiàng)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，肯定取得的成績和進(jìn)步，找出缺點(diǎn)和不足。

　　2.3啟發(fā)互動(dòng)式問題討論與總結(jié)

　　啟發(fā)、互動(dòng)式教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思考問題的主動(dòng)性，激發(fā)創(chuàng)新式思維，變消極、被動(dòng)的學(xué)習(xí)為積極、主動(dòng)學(xué)習(xí)，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(jù)表1中的“問題討論與總結(jié)”中的相關(guān)問題進(jìn)行大討論，讓組內(nèi)成員根據(jù)自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，圍繞“問題”展開討論，形成組內(nèi)答案。集體討論時(shí)，各小組推出組內(nèi)代表，表達(dá)組內(nèi)答案，最后由教師協(xié)助梳理知識點(diǎn)，概括各項(xiàng)目中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，并總結(jié)設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)。(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(cè)向抽芯注射模具是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的兩種模具，如圖1和圖2所示。弄清楚這兩種類型的模具結(jié)構(gòu)和工作原理是學(xué)好模具設(shè)計(jì)課程的基礎(chǔ)。在完成表1中的各項(xiàng)目任務(wù)后，學(xué)生對常見塑料注射成型模具已經(jīng)建立起比較系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架，對其工作過程也有深入的了解。在此基礎(chǔ)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)畫演示)中兩種模具結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)。(2)根據(jù)圖1，說明圖2所示的模具在結(jié)構(gòu)上如何實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯功能。

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

　　關(guān)鍵詞：免費(fèi)模具設(shè)計(jì)論文下載

　　對于題目1，學(xué)生經(jīng)組內(nèi)比較分析后很快即能匯總出答案，而題目2將模具結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系提升到了新的高度，學(xué)生會感到困惑、茫然，此時(shí)，教師可啟發(fā)學(xué)生通過分析圖1和圖2中不同的模具結(jié)構(gòu)部分分析其能實(shí)現(xiàn)的功能，通過比較模具結(jié)構(gòu)，尋求、發(fā)現(xiàn)問題的答案。以上通過利用啟發(fā)式教學(xué)方法，層層深入、循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)清兩種模具結(jié)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別、聯(lián)系，深入、透徹地理解兩種模具結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的理解和實(shí)現(xiàn)方法的途徑達(dá)到了更高的認(rèn)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(dǎo)，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，客觀上限制了學(xué)生潛能的發(fā)揮；而任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)方法的綜合應(yīng)用，使學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)中的主動(dòng)者，教師由原來主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者和協(xié)作者，指引學(xué)生掌握完成項(xiàng)目所需知識，協(xié)調(diào)項(xiàng)目訓(xùn)練。這極大地激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、求知探索的欲望和興趣，使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)潛力得到充分發(fā)揮，學(xué)習(xí)積極性顯著提高；小組成員之間分工協(xié)作，共同解決問題，使學(xué)生的創(chuàng)造性得以充分的發(fā)揮[1]。由此，通過項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法使學(xué)生在完成項(xiàng)目過程中極大地提高了學(xué)習(xí)能力、自信心及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，顯著地提高了教師講授、學(xué)生接收的教、學(xué)效果。

　　3.2應(yīng)用

　　CAD/CAM軟件于模具設(shè)計(jì)中拓寬知識面、增強(qiáng)專業(yè)技能塑料模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅借助教材上的圖例，很難準(zhǔn)確把握模具裝配圖的結(jié)構(gòu)，即便是從教多年的教師一時(shí)也很難講清楚模具的結(jié)構(gòu)及原理。在項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)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(jié)構(gòu)圖，確定運(yùn)動(dòng)關(guān)系和安裝位置，再進(jìn)行模具裝配圖的總裝設(shè)計(jì)和干涉檢查，經(jīng)過對零件圖的三維設(shè)計(jì)和總裝圖的裝配設(shè)計(jì)，學(xué)生對模具結(jié)構(gòu)不再陌生，對模具中各零件的裝配關(guān)系、運(yùn)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)率顯著提高

　　據(jù)我校大學(xué)生就業(yè)跟蹤調(diào)查結(jié)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(dá)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(shè)計(jì)及計(jì)算、工程圖的繪制等專業(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(xí)能力，使學(xué)生敢于接受和挑戰(zhàn)具有高端技術(shù)的模具研發(fā)工作。

　　4結(jié)束語

　　教學(xué)實(shí)踐表明，項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、啟發(fā)、互動(dòng)式教學(xué)方法的有機(jī)結(jié)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(xí)興趣和信心，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能，取得了較好的教學(xué)效果。

　　參考文獻(xiàn)

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