《塑料成型工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計教改的探討＊

夏卿坤，李國鋒，劉 煜，宋祝昕

(長沙大學(xué)機(jī)電工程系，湖南長沙 410003)

《塑料成型工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計教改的探討＊

夏卿坤，李國鋒，劉 煜，宋祝昕

(長沙大學(xué)機(jī)電工程系，湖南長沙 410003)

課程設(shè)計是教學(xué)過程中重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對現(xiàn)行的《塑料成型工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，做好設(shè)計前期安排、設(shè)計中期的質(zhì)量進(jìn)度控制和設(shè)計后期的考核管理工作，是保證課程設(shè)計質(zhì)量的有效途徑和方法.

塑料成型工藝與模具設(shè)計;課程設(shè)計;教學(xué)改革

《塑料成型工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計是我校材料成型及控制工程專業(yè)必修的實踐性教學(xué)內(nèi)容，是安排在修完該課程之后的一次綜合性實際演練.其目的是應(yīng)用所學(xué)課程的基本理論和基本技能，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計訓(xùn)練的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力，熟悉設(shè)計工作程序，設(shè)計方案的分析論證、計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、資料運用以及機(jī)械制圖等方法，并初步培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想和良好的工作作風(fēng)［1－3］.該課程設(shè)計為第七學(xué)期期末，臨近期末考試及考研時間.第七學(xué)期由于學(xué)生忙于應(yīng)聘、忙于期末復(fù)習(xí)、部分學(xué)生忙于考研，這樣不能投入足夠的時間，使設(shè)計時間大打折扣，學(xué)生急于完成，沒有足夠的思考時間，過分依賴課程設(shè)計指導(dǎo)書，甚至出現(xiàn)雷同、抄襲現(xiàn)象等.目前該課程設(shè)計中還有一個較突出的問題就是“學(xué)生精力投入不足”.那么如何調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，使其較好地獨立完成課程設(shè)計任務(wù)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，就是指導(dǎo)教師目前面臨的最大難題.筆者在指導(dǎo)該課程設(shè)計過程中，就如何提高課程設(shè)計質(zhì)量談幾點粗淺的看法.

1 做好課程設(shè)計前的準(zhǔn)備工作

1.1 做好選題工作

課程設(shè)計的選題是課程設(shè)計指導(dǎo)中最重要的一個環(huán)節(jié)，為此，在選擇課題時應(yīng)明確培養(yǎng)目標(biāo)的定位［4，5］，塑料模具設(shè)計課程設(shè)計的課題就要圍繞專業(yè)課知識的綜合應(yīng)用，通過塑件成型工藝性分析、分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的確定、模具設(shè)計方案的論證、主要零部件的設(shè)計計算、塑料模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及編寫設(shè)計說明書等，掌握塑料模具的設(shè)計內(nèi)容、步驟和方法以及塑料模具設(shè)計的一般規(guī)律，強(qiáng)化學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ);其次，選題的難度和工作量應(yīng)適中，既要使學(xué)生在做課程設(shè)計的過程中盡可能多地運用所學(xué)的專業(yè)知識和技能，又要考慮學(xué)生的設(shè)計設(shè)計水平和設(shè)計速度，確保學(xué)生能按時、按質(zhì)、接量地完成設(shè)計任務(wù);選題應(yīng)要求綜合考慮生產(chǎn)實際及經(jīng)濟(jì)條件，合理選擇注射成型設(shè)備并設(shè)計合適的模具結(jié)構(gòu)、型腔布局和澆注系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等.

1.2 盡早布置任務(wù)，明確課程設(shè)計工作內(nèi)容

盡管課程設(shè)計是在理論課程完成之后進(jìn)行，但完全可以結(jié)合理論課授課過程中講清課程設(shè)計的要求，提前下發(fā)課程設(shè)計任務(wù)書，從而改變以往課堂教學(xué)結(jié)束后，再把課程設(shè)計的任務(wù)布置下去，然后給學(xué)生三周的時間進(jìn)行集中設(shè)計的做法.同時在給學(xué)生布置任務(wù)時，要盡可能的詳細(xì)，給出每天要完成的工作進(jìn)度和設(shè)計的步驟.根據(jù)以往的經(jīng)驗是部分學(xué)生時間觀念不強(qiáng)，前期懶散方案進(jìn)度緩慢，致使大半時間白白的浪費，最終導(dǎo)致按質(zhì)完成沒時間，按時完成沒質(zhì)量的現(xiàn)象.為了使學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成從模具總體方案到總圖、成型零件圖的繪制以及說明書的撰寫等，并且還要保證質(zhì)量，所以盡早讓學(xué)生了解課程設(shè)計的內(nèi)容，明確設(shè)計任務(wù).同時，還可以利用生產(chǎn)實習(xí)的機(jī)會，在實習(xí)現(xiàn)場讓他們了解一套模具從設(shè)計到加工到裝配、調(diào)試，直到注塑出成品的一整套流程，利用設(shè)計課題對模具工作過程及詳細(xì)結(jié)構(gòu)有進(jìn)一步的了解.

2 加強(qiáng)過程管理，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

過程管理的規(guī)范化決定了課程設(shè)計的高質(zhì)量，為了保質(zhì)、保量和按時完成課程設(shè)計任務(wù)，應(yīng)嚴(yán)格控制課程設(shè)計進(jìn)度計劃.為保證學(xué)生能按進(jìn)度計劃做課程設(shè)計，教師在指導(dǎo)過程中要嚴(yán)格把關(guān)，及時檢查督促.

2.1 引導(dǎo)學(xué)生盡快進(jìn)入設(shè)計主題

在落實設(shè)計任務(wù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步收集、整理、分析、消化相關(guān)塑料制品件設(shè)計、物料特性、成型工藝、成型設(shè)備等原始資料，以備設(shè)計模具時使用.主要進(jìn)行塑料制品件的分析，了解塑件結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、用途、用法、使用環(huán)境等使用要求，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求;塑件材質(zhì)及工藝分析，了解塑件成型所用塑料材料的種類、規(guī)格、組成、性能特點，特別是流動性、結(jié)晶性、收縮取向等原料性能資料，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù).根據(jù)塑料制件的用途，分析成型材料是否滿足染色、鍍金屬、裝飾性能、必要的彈性和塑性、膠接性或者焊接性等要求.此外還要熟知擬用注塑成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點.初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用.總之，在課程設(shè)計一開始，讓學(xué)生盡快進(jìn)入設(shè)計主題，利用課程設(shè)計指導(dǎo)書，一步一步踏實地進(jìn)行前期設(shè)計工作，每天必須保證完成設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的任務(wù).這樣才能保證有充足的時間完成整個設(shè)計任務(wù)，避免出現(xiàn)前松后緊的情況，從而避免因為時間緊迫造成的抄襲、照搬現(xiàn)象，從而保證了課程設(shè)計的質(zhì)量.

2.2 把握全局提高綜合設(shè)計能力

在設(shè)計過程中，針對學(xué)生較多的情況，我們按課題分組設(shè)計，雖然塑件的尺寸和材料各不相同，但總體方案是可以相互借鑒的.在每5人分成一個小組，并指定小組長，小組成員在一起互相討論，互相學(xué)習(xí)，遇到問題時可以先小組里討論解決，這樣可以提高大家的思考能力，在設(shè)計中融入自己的思想和想法，并且可以互補(bǔ)長短.在小組中得不到解決的問題，總結(jié)出來由小組提出.這樣雖然學(xué)生人數(shù)多，但是在小組討論中就能解決很多問題，教師指導(dǎo)起來針對性就會加強(qiáng).在設(shè)計過程中，學(xué)生的思考問題能力和綜合設(shè)計能力，都會得到很大的鍛煉和提高，為以后的畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ).

2.3 加大指導(dǎo)工作力度，強(qiáng)調(diào)難點和細(xì)節(jié)

我們選派了四位指導(dǎo)教師，每天有一位教師每天上午下午在指定的課程設(shè)計教室隨時解決學(xué)生在設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題.在模具設(shè)計過程中，首先，根據(jù)對塑件、材料、設(shè)備等設(shè)計要求，構(gòu)思模具總體結(jié)構(gòu).然后，通過設(shè)計計算，分系統(tǒng)分別細(xì)化、優(yōu)化各部分設(shè)計，確定模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工、裝配等要求.這涉及模具結(jié)構(gòu)及模具各個系統(tǒng)的類型、參數(shù)及相互關(guān)系的確定，其影響因素很多且互相交叉，情況復(fù)雜多變，必須綜合考慮.

在設(shè)計過程中，對學(xué)生歷年來經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤的地方，這些主要包括總體方案選擇、成型零件選材與熱處理以及機(jī)械制圖方面的問題，重點指導(dǎo)并要求他們及時改正.比如在成型零件的選材與熱處理工藝時，很多同學(xué)由于對這部分知識掌握不夠好，且沒有實際經(jīng)驗，曾經(jīng)出現(xiàn)選Q235鋼而熱處理淬火硬度為HRC50等技術(shù)要求，又如在機(jī)械制圖方面模具總裝圖的表達(dá)不清等，強(qiáng)調(diào)模具總裝圖應(yīng)表明模具各部分結(jié)構(gòu)組成、零件構(gòu)成及相互關(guān)系，模具上的所有零件都必須在圖上表達(dá)出來，可不表達(dá)詳細(xì)結(jié)構(gòu)，但頭腦中必須有明確的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對非標(biāo)零件還要考慮模具零件的加工工藝要求.在指導(dǎo)過程中，專門對相關(guān)部分知識進(jìn)行補(bǔ)充和講解，減少出現(xiàn)錯誤，為以后的畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ).

3 完善課程設(shè)計考核方法

課程設(shè)計的考核方法對于調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性和提高課程設(shè)計的質(zhì)量也非常重要.要按課程的目的要求，突出學(xué)生獨立解決工程實際問題的能力和創(chuàng)新性.指導(dǎo)教師可以通過答辯形式，讓學(xué)生先陳述自己設(shè)計中的思路及得失，這樣不僅可以增加學(xué)生與教師交流的機(jī)會，學(xué)生還會很清晰的明白自己設(shè)計的成果當(dāng)中存在的優(yōu)缺點，以利于下一步的學(xué)習(xí)，有條件的還可以選擇比較好的少部分設(shè)計成果進(jìn)行班級內(nèi)公開展示和答辯，這樣既增加了學(xué)生表達(dá)自己設(shè)計的機(jī)會，同時一些好的想法和經(jīng)驗也會被其他人所借鑒，產(chǎn)生一些現(xiàn)場的互動，可以極大的增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的興趣.考核應(yīng)該力求公平、公開、全面、合理，不僅要考核學(xué)生課程設(shè)計成果的質(zhì)量，還要考查學(xué)生平時表現(xiàn)和實際完成部分，主要從四個方面進(jìn)行考核:設(shè)計說明書質(zhì)量，包括概念掌握情況、計算準(zhǔn)確性、說明書的結(jié)構(gòu)、條理性等;設(shè)計圖紙質(zhì)量，包括圖面整潔性、布局合理性、尺寸標(biāo)注規(guī)范性等;設(shè)計期間表現(xiàn)，包括學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤率、提出問題等;設(shè)計答辯情況，包括自述表達(dá)情況和問題回答的完整性、準(zhǔn)確性等.課程設(shè)計成績根據(jù)平時考勤、設(shè)計成果質(zhì)量按五級記分評定方法評定.凡成績不及格者，必須重修.平時考查主要檢查學(xué)生的出勤情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、是否獨立完成設(shè)計等幾方面.設(shè)計成果的檢查，著重檢查設(shè)計圖紙和計算書的完整性和正確性.課程設(shè)計的成績按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五級評定.

4 結(jié)束語

《塑料成型工藝與模具設(shè)計》課程是我校材料成型及控制工程專業(yè)的一門專業(yè)課，其課程設(shè)計是很重要的，通過課程設(shè)計的訓(xùn)練，提高學(xué)生設(shè)計塑料注射成型模具的能力，更好地掌握本課程所學(xué)的內(nèi)容，能更快地適應(yīng)其畢業(yè)后所從事的專業(yè)工作崗位.

經(jīng)過幾輪課程設(shè)計實踐，筆者深深體會到要搞好課程設(shè)計，必須充分發(fā)揮指導(dǎo)教師和學(xué)生的主動性，做好設(shè)計前期安排、設(shè)計中期的質(zhì)量進(jìn)度控制和設(shè)計后期的考核管理工作，是保證課程設(shè)計質(zhì)量的有效途徑和方法.

［1］付秀娟，李慶新.塑料模具課程設(shè)計實踐教學(xué)體系改革與實踐［J］大眾科技，2007，(11):167 －168.

［2］余鳳枝.立足獨立學(xué)院特色合理設(shè)計課程設(shè)計課題［J］.教育時空，2010，(7):15.

［3］劉榮佩，陸建生，史慶南，等.工科課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量檢查評價實施方案的研究［J］.中國電力教育，2010，(4):104 －107.

［4］許愛瑾，陳富強(qiáng)，涂德浴.提高機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量的措施［J］.安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，(3):130－131.

［5］湯智林，韓龍君.課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的有效控制［J］.廊坊師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，(3):28 －30.

G642.0

A

1008－4681(2012)02－0113－02

2012－02－24

湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目(批準(zhǔn)號:2011－416);長沙大學(xué)“教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”教學(xué)改革研究項目(批準(zhǔn)號:2009Z010).

夏卿坤(1963－)，男，福建福州人，長沙大學(xué)機(jī)電工程系教授，博士.研究方向:材料成形技術(shù).

(作者本人校對)