案例教學(xué)在模具設(shè)計(jì)與制造課程中的應(yīng)用研究與實(shí)踐

黃曉峰

鹽城工學(xué)院 江蘇鹽城 224003

案例教學(xué)在模具設(shè)計(jì)與制造課程中的應(yīng)用研究與實(shí)踐

黃曉峰

鹽城工學(xué)院 江蘇鹽城 224003

模具設(shè)計(jì)與制造是模具專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，它既有系統(tǒng)的理論，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性，綜合應(yīng)用到機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、精度設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化等先修課程的知識，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。本文分析了該課程傳統(tǒng)教學(xué)方式的一些弊端，給出了教學(xué)中采用案例的具體組織與實(shí)施方法。

案例教學(xué)；模具設(shè)計(jì)與制造；研究；實(shí)踐

21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識經(jīng)濟(jì)本質(zhì)就是需要具有復(fù)合型、創(chuàng)造性的人才，具備較強(qiáng)的適應(yīng)性、創(chuàng)造能力和競爭能力。如何改變以傳授知識為主的應(yīng)試教育，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)出具有高素質(zhì)的應(yīng)用型人才是一項(xiàng)重要的課題。本文在教學(xué)方法和手段方面積極探索，將案例教學(xué)方法應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造課程，使其在提高學(xué)生工程實(shí)踐應(yīng)用能力中發(fā)揮作用并產(chǎn)生了明顯效果。

一、傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)與制造課程教學(xué)存在的問題

1.教學(xué)內(nèi)容落后

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，模具技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，新工藝新材料的應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)理論和手段的更新，模具制造新技術(shù)的變化都使得模具在結(jié)構(gòu)上更加靈活，質(zhì)量越來越高，功能更加強(qiáng)大，生產(chǎn)作業(yè)效率不斷提高，可以說模具工業(yè)的發(fā)展是日新月異的。但是在課程及教材上的知識卻比較陳舊，只注重一些老式的經(jīng)典結(jié)構(gòu)及工作原理，這樣的教學(xué)內(nèi)容顯然已經(jīng)跟不上模具工業(yè)科技發(fā)展的步伐。

2.教學(xué)方法單一

模具設(shè)計(jì)與制造是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，綜合應(yīng)用了前面已經(jīng)學(xué)過的機(jī)械制圖、機(jī)械零件、工程材料、互換性與技術(shù)測量和機(jī)械制造技術(shù)等專業(yè)課的基礎(chǔ)知識。內(nèi)容繁雜、知識涵蓋面寬，而學(xué)時(shí)數(shù)卻偏少，教師一般不得不采取“滿堂灌”的“填鴨式”教學(xué)方法來講授課程內(nèi)容，教師和學(xué)生之間缺少必要的雙向互動。教師在講臺上講解抽象的模具工作原理和基本結(jié)構(gòu)，學(xué)生因?yàn)槿狈?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，只能憑空想象。教學(xué)無法將理論知識和現(xiàn)場實(shí)踐相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容和生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)，使得教學(xué)組織缺乏靈活性，很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性，無法實(shí)現(xiàn)學(xué)生掌握知識、解決實(shí)際問題以及靈活運(yùn)用知識的要求。

3.考核方式陳舊

模具設(shè)計(jì)課程考核方式以考卷筆試為主，考試題目都是書本上分散的知識點(diǎn)，比如介紹沖裁、彎曲和拉伸等沖壓工序的成形原理、質(zhì)量控制、工藝參數(shù)及工藝計(jì)算、塑料工藝和塑料模具的結(jié)構(gòu)及工作原理等，這樣的考核使考試內(nèi)容及答案都比較單一，不夠靈活，學(xué)生可能通過死記硬背，暫時(shí)記住了教師講授過的相關(guān)概念、原則、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用原理和計(jì)算方法等。考完后學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容并沒有留下什么印象，更談不上應(yīng)用理論知識去解決實(shí)際問題。這種考核不利于學(xué)生對知識和問題的主動研究和分析思考，以及他們對知識綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、案例教學(xué)的選擇

確定案例是實(shí)施案例教學(xué)的前提條件之一，教學(xué)案例實(shí)質(zhì)就是特殊的教材，案例教學(xué)內(nèi)容選擇的成功與否，直接影響到案例教學(xué)效果的好壞。正確地選擇模具案例教學(xué)內(nèi)容，采用科學(xué)的案例教學(xué)方法是啟發(fā)式教學(xué)在模具教學(xué)中的具體體現(xiàn)和應(yīng)用，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和教學(xué)時(shí)間靈活安排，適時(shí)運(yùn)用，做到加強(qiáng)基礎(chǔ)、提高能力、強(qiáng)化素質(zhì)，使模具案例教學(xué)發(fā)揮最有效的教學(xué)效果。

1.明確教學(xué)目標(biāo)

首先根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)任務(wù)的要求，確定課程哪些知識需要案例，明確本案例學(xué)生應(yīng)掌握的知識點(diǎn)，所應(yīng)達(dá)到的能力水平。既要考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)能力、態(tài)度的改變，又要考慮學(xué)生的條件和狀況。

2.精選案例

在明確教學(xué)目標(biāo)基礎(chǔ)上，可以通過生產(chǎn)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等多種途徑選擇具有時(shí)代氣息，應(yīng)用新設(shè)備、新工藝、新知識和新材料等的案例。教學(xué)案例的選擇一定要做到緊跟模具設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，精選反映模具設(shè)計(jì)與制造理論和實(shí)踐最新成果的經(jīng)典案例；所選案例還必須緊密結(jié)合教學(xué)理論，直接驗(yàn)證教學(xué)內(nèi)容，將案例與教和學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來；考慮到模具設(shè)計(jì)與制造知識多、內(nèi)容豐富，在選擇案例時(shí)選擇具有較強(qiáng)的綜合性、涵蓋較廣的案例；案例內(nèi)容既是教的載體，也是學(xué)的對象，案例的選擇既要融入教學(xué)內(nèi)容，還要注重內(nèi)容的生動性，抓住熱點(diǎn)，才能引人入勝，教學(xué)效果好；在此基礎(chǔ)上要注意案例的難易程度，案例太簡單對學(xué)生來說沒有吸引力、沒有新奇感，假若內(nèi)容太復(fù)雜、難度太大，超越學(xué)生的知識范圍與分析解決問題的能力，就會使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，使教學(xué)過程難以開展下去。因此所選案例應(yīng)具有典型性、綜合性、現(xiàn)代性、生動性、創(chuàng)新性和適中性。

三、案例教學(xué)的方法

案例教學(xué)內(nèi)容確定以后就應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的教學(xué)方法，堅(jiān)持啟發(fā)式思考，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，善于引導(dǎo)學(xué)生不斷反思，營造有利于團(tuán)隊(duì)合作精神培養(yǎng)的課堂討論氛圍，積累對問題的解決策略和處理措施。由感性到理性，深入淺出，堅(jiān)持集體參與原則，鼓勵學(xué)生發(fā)表不同的意見，以期取得最佳的教學(xué)效果。改變單向灌輸為主動參與，提高學(xué)生理解、運(yùn)用和駕馭知識的能力。根據(jù)教學(xué)案例特點(diǎn)的不同，選擇合適的案例教學(xué)方法。

1.案例分析教學(xué)法

教師在課堂上講授理論的同時(shí)，通過對事先選取的典型案例進(jìn)行分析、講解來幫助學(xué)生更好地理解與掌握有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，它以教師的分析講解為主。如針對存在缺陷的機(jī)械墊圈，分析缺陷產(chǎn)生的原因和從工藝和模具結(jié)構(gòu)上如何解決，引出沖裁間隙的概念和重要性；再如對圖1所示筆套零件的特點(diǎn)進(jìn)行分析，引出側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的概念。同時(shí)補(bǔ)充大量企業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)例以及生產(chǎn)中存在的問題，通過實(shí)例分析講解，使同學(xué)們在課堂上就能學(xué)會在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)和解決現(xiàn)場問題。既能活躍課堂氣氛，又突出了教學(xué)的針對性。

圖1 筆套制品

2.案例討論教學(xué)法

該教學(xué)方法是在經(jīng)過系統(tǒng)地專業(yè)知識學(xué)習(xí)以后，初步掌握了相關(guān)基本知識和基本分析技能的基礎(chǔ)上，按教學(xué)計(jì)劃在專門的案例討論課上，分組對選擇的案例展開討論，運(yùn)用所學(xué)的模具知識解決問題的教學(xué)方法。案例討論教學(xué)法所選擇案例應(yīng)具有一定的綜合性、前沿性。如圖2所示，某廠生產(chǎn)的手機(jī)外殼注塑模表面存在燒焦、氣泡，甚至出現(xiàn)澆不滿的現(xiàn)象，讓學(xué)生討論問題產(chǎn)生的原因和解決的辦法；模具和注塑機(jī)尺寸關(guān)系的討論，讓學(xué)生了解模具的閉合高度與注射機(jī)的最大閉合高度與最小閉合高度關(guān)系、模具推出機(jī)構(gòu)的推出行程與注射機(jī)頂桿推出行程的關(guān)系、定位圈與注射機(jī)上的定位模孔的關(guān)系、模具動定模板尺寸與注射機(jī)上動定模板尺寸的關(guān)系等等。案例討論教學(xué)法能夠加深學(xué)生對所學(xué)會計(jì)知識的理解與把握，達(dá)到融會貫通的目的，有助于學(xué)生對典型案例、重點(diǎn)知識點(diǎn)的了解，使其舉一反三，觸類旁通，也有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

圖2 手機(jī)上蓋制品

3.案例模擬教學(xué)法

模擬教學(xué)法是指在教師引導(dǎo)和幫助下選擇典型零件，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)到模具制造的整個(gè)過程中，由學(xué)生擔(dān)任不同的職業(yè)角色，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師、工藝師、制造工程師等，嚴(yán)格按照模具設(shè)計(jì)和制造的流程，對保證產(chǎn)品加工質(zhì)量、提高模具壽命和生產(chǎn)率等角度進(jìn)行分析、評價(jià)，每個(gè)人以職業(yè)角色出現(xiàn)，提出自己的看法，闡明理論依據(jù)。模擬教學(xué)案例不能選擇太復(fù)雜的零件，畢竟模具設(shè)計(jì)與制造是一個(gè)復(fù)雜的工程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能有絲毫差錯。學(xué)生又缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以選擇中等復(fù)雜程度的零件為宜。案例模擬教學(xué)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它能夠使學(xué)生將所學(xué)的知識和技能得到應(yīng)用、檢驗(yàn)與實(shí)踐，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來從事模具設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。

四、案例的實(shí)施

案例教學(xué)要貫穿整個(gè)教學(xué)過程，貫穿于理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。理論課中打破以往的從原理介紹到設(shè)計(jì)內(nèi)容詳細(xì)講解的循序漸進(jìn)的課程授課方式，以實(shí)際應(yīng)用的典型模具案例為研究對象，以實(shí)際案例模具設(shè)計(jì)內(nèi)容和需要改進(jìn)的問題為引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生主動思考，逐步深入地全面開展課程基本內(nèi)容的教與學(xué)，重點(diǎn)突出每部分內(nèi)容的關(guān)鍵知識點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)以模具設(shè)計(jì)過程和分析方法為主線，將設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用融為一體。

模具課程包含的內(nèi)容非常豐富，即包括工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還包括模具零件的制造，它不僅是多項(xiàng)理論知識的綜合，而且需要實(shí)踐環(huán)節(jié)的綜合運(yùn)用。如通過模具安裝與調(diào)試，掌握模具安裝具體操作步驟以及注意事項(xiàng)；注射成型參數(shù)的調(diào)試，了解工藝參數(shù)的確定，調(diào)試壓力、時(shí)間和溫度的先后順序；模具修模，掌握模具維修技能。學(xué)生通過實(shí)踐教學(xué)可以感受、理解知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程、養(yǎng)成科學(xué)精神和創(chuàng)新思維的良好習(xí)慣。因此將案例教學(xué)充分應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中，加深對學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

考核時(shí)改變原來的只考理論知識和原理結(jié)構(gòu)的一貫方法，而是利用分析具體案例來評估學(xué)生的知識掌握程度，這種考核方法極大地調(diào)動了學(xué)生的自主思維，動手設(shè)計(jì)的積極性和創(chuàng)造性，較全面地反映了學(xué)生對多門基本理論知識的掌握情況和在實(shí)際設(shè)計(jì)中綜合應(yīng)用相關(guān)知識解決問題的能力。

五、結(jié)束語

實(shí)踐證明在模具設(shè)計(jì)與制造教學(xué)中采用案例教學(xué)，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力，增強(qiáng)動手能力、分析和解決問題的能力，鍛煉了組織能力和表達(dá)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃，教學(xué)效果明顯提高，對后續(xù)課程的接受能力、實(shí)踐技能及工作后的崗位適應(yīng)能力都有明顯的提高。

[1]段春爭.基于典型案例分析的高校模具課程實(shí)踐教學(xué)方法研究[J].科技資訊，2008，16：176

[2]周林玉.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的案例教學(xué)方法探究[J].科技信息，2008，34：208

[3]李小平.案例教學(xué)法在沖壓模具設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，5：171～173

A study on application of cases in teaching of die/mold design and manufacture

Huang Xiaofeng
Yancheng institute of technology, Yancheng, 224003, China

Die/mold design and manufacture, as an important compulsory curriculum which is arranged after such curricula as mechanical drawing, mechanical design and precision design and standardization and aimed to cultivate students’ comprehensive capabilities in die/mold specialty, is characteristic of both systematic theory and practice. This article analyzed the insufficiency of traditional teaching methods for this course and proposed a cases-based teaching method and explained the detailed process for carrying out this method.

cases teaching; die/mold design and manufacture; study; practice

2010-03-26

黃曉峰，碩士，高級實(shí)驗(yàn)師。