“塑料注射模具設計”課程教學方法探討

劉 洋

(北京市自動化工程學校，北京 100192)

“塑料注射模具設計”是模具專業(yè)的核心專業(yè)課之一，具有很強的實踐性，同時又具有一定的理論性，是一門理論與實踐結合較為密切的課程。目前，這門課的教學方法一是繼續(xù)采用傳統講授法來講授理論知識，好處是學生對模具設計的相關知識學習較為系統，不足之處是學生對典型的模具設計流程不清楚，對設計過程沒有一個整體的體驗和認知；二是采用基于項目的教學方法，這也是近年來探討比較多的一種教學法。這種教學法需要學生參與到項目的學習與實踐之中，可以讓學生深入了解模具設計的全過程，而其缺點是一般項目覆蓋的知識與實踐范圍有限，局限性比較明顯。針對這一現狀，從教學實際出發(fā)，以為企業(yè)培養(yǎng)有一定實操技能的模具專業(yè)人才為宗旨，非常有必要對本課程的教學方法繼續(xù)進行探索與提升。

一、“塑料注射模具設計”教學現狀分析

我校目前主要采用的是基于項目的教學方法，所選用的項目是“門吸盒模具設計”和“儀器殼模具設計”。前者作為課程的主要講授內容，后者作為實踐環(huán)節(jié)，用以鞏固和提高學生的學習成果。這種教學方法符合職業(yè)教育教學大綱要求，也基本滿足課程改革的需要，但在實際教學過程中卻暴露出一些問題，其主要表現有：1.學生對“門吸盒”的作用不熟悉，對“儀器殼”的具體應用場合也不明確，這就影響了學生的自主學習興趣；2.整個學期都在講授兩個項目，內容比較單調；3.作為本專業(yè)第一門模具類專業(yè)課，學生對模具的實體與工藝比較陌生，授課時只能依靠少數教具模型與動畫演示，這使得學生一般無法在有限的學時內想象出復雜的模具結構，妨礙了學生在設計實踐中成就感和樂趣感的產生。

二、“塑料注射模具設計”教學方法的改進

基于以上在“塑料注射模具設計”課程實際教學中遇到的若干問題，筆者分析并提出了幾點教學方法的改進途徑，以期在未來的教學實踐中取得較好的效果。

1.突出“緒論”教學，提高學生的學習興趣

良好的開端是成功的一半，講授好課程的緒論猶如優(yōu)秀戲劇引人入勝的“序幕”。教師在緒論課教學中“亮相”得好，必將在學生中樹立一個先入為主的良好開端，無疑對今后的教學實踐產生積極的促進作用。教師在緒論課講授中介紹學科的發(fā)展歷史與重要性、課程研究對象與課程體系結構、課程內容與教學方法、學習方法及教學要求，并通過具體實例有針對性地進行闡述，使得學生有開門見山之感，同時幫助他們理清課程教學脈絡，清晰課程學習方向與重點、難點，加深印象，激發(fā)其學習興趣。

2.項目的選擇須重點考慮學生的特點

項目教學法是職業(yè)學校教育教學過程中探討比較多的一種教學方法。它是以某一項目為載體，教師和學生共同參與到項目的實施過程中，在此過程中完成教學目標的一種教學方法。在中等職業(yè)學校的教學過程中，項目通常設計為完成某一具體產品的設計或加工任務，或提供一項服務，或排除一個故障等，項目可小可大，根據教學實際設定，項目中產品的選擇應具有實用性，兼顧學生的熟悉度。在完成項目的過程中，教師引導學生利用現有的經驗和知識，在設定的情境中完成項目，以解決實際問題為目標，從而完成本課程的教學目標?；陧椖康慕虒W法，學生是學習的主體，教師起引導作用、協助作用，這樣有利于學生職業(yè)能力的提高，有利于學生發(fā)揮主觀能動性，有利于激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，滿足學生的成就感。學生由被動接受變?yōu)橹鲃犹骄康倪^程中，教師的引導作用、指導作用、協助作用不可忽視。教師是整個學習過程的主導者，應積極參與到學生的學習過程中，積極進行研究和討論。

在“塑料注射模具設計”課程的教學中，目標項目的選取是關鍵環(huán)節(jié)之一。所選項目必須具有實用性、可操作性、趣味性、活動性。目前，我們以“門吸盒”項目為載體，以“儀器殼”項目作為練習項目進行教學。在教學過程中，發(fā)現學生并不熟悉“門吸盒”，也不感興趣，而“儀器殼”又太籠統，這些都不利于激發(fā)學生的興趣?；诖?，筆者考慮逐步調整現有“門吸盒”項目，逐步選取學生更為熟悉、更感興趣的制品來做設計對象，如皂盒、簡單的手機殼等制品，從而進一步激發(fā)其對模具設計的興趣。

3.依托輔助教學軟件Pro/ENGINEER，提升教學效果

在實際教學過程中，想象出復雜的模具結構是學生普遍反映的難點之一。通常的課堂授課環(huán)節(jié)只是借助簡單教具和少量動畫來演示模具的結構，這一般遠不能滿足實際教學要求。因此，在“塑料注射模具設計”課程中引入行業(yè)人才所必需的軟件之一——Pro/ENGINEER，實現有針對性的計算機輔助教學，將使授課過程變得直觀易懂，且能夠進一步激發(fā)學生的學習熱情。

Pro/ENGINEER軟件具有三維造型基本功能，同時又可以外掛模具設計模塊MBL(Mold Base Library)和EMX(Expert Moldbase Extension)以及塑料顧問模塊PA(Plastic Advisor)，方便了模具設計工作。這一軟件自問世以來，被廣泛應用于機械、家電、汽車、航空、模具等各行各業(yè)，逐步成為應用最廣泛的三維CAD/CAM應用軟件之一。Pro/ENGINEER采用全參數化設計和單一數據庫結構，用它進行模具設計，便于修改和調整，這給模具設計工作人員提供了一個快捷而方便的平臺。在此平臺中，設計人員可以模擬模具的工作過程，找出設計問題，優(yōu)化設計方案，節(jié)約設計成本。Pro/ENGINEER軟件在模具設計中的便捷性體現得較為明顯，通過此軟件，可以在更短時間內完成對塑料制品的分析、收縮率的設定、分型面的選擇和確定、澆注系統設計、成型零件結構形式設計、頂出方式設計、冷卻方式設計、模具裝配、仿真工作等一系列復雜而繁瑣的工作。

筆者在“塑料注射模具設計”課程授課過程中擬引入的基于Pro/ENGINEER軟件的計算機輔助教學內容大致包含：

(1)Pro/ENGINEER環(huán)境下，模具設計的簡要流程體驗

根據“塑料注射模具設計”課程所學習的內容特點，在Pro/ENGINEER操作平臺下加入簡要的流程體驗，其內容具體包含：

①塑料制品分析(包括結構特點、壁厚檢測、拔模檢測等)； ②成型零件(型芯、凹模)設計(包括設置收縮率及分型面；成型零件結構形式；工件分割；創(chuàng)建模具元件；創(chuàng)建頂出機構、澆注系統和冷卻系統；塑件生成，設定開模次序，干涉檢查等)；③在EMX模塊下，從標準庫中調用標準模架和標準緊固件，進行裝配；④模具開模動作仿真；⑤生成模具圖紙、材料表等；⑥型腔的自動填充與模型的流動性分析；⑦調整與改進。

(2)Pro/ENGINEER環(huán)境下，模具成型零件設計

模具凹模和型芯的設計是模具設計的核心。筆者考慮在“塑料注射模具設計”課程授課內容中，在Pro/ENGINEER環(huán)境下加入簡單的模具成型零件設計實踐，其內容包括：①設定收縮率、構建設計模型、產生凹模及型芯的特征尺寸；②設計模型與凹?；蛐托久髦丿B，經生成、延伸及融合等操作形成分型面；③由毛坯中去除設計模型，并從分型面切割產生凹模和型芯。

通常，基于Pro/ENGINEER環(huán)境的計算機輔助模具設計完成后，可自動生成總裝三維效果圖，并可以動態(tài)模擬演示注射開模的全過程。借助Pro/ENGINEER環(huán)境的計算機軟件模擬，可以使“塑料注射模具設計”課程授課變得更為形象生動，也可以使學生加深對模具結構和模具設計流程的理解。

此外，將Pro/ENGINEER軟件應用到塑料注射模具設計教學中的這一課堂模式，也滿足了模具行業(yè)對人才的要求。在有限的教學學時中，學生能夠通過多個項目的訓練，初步掌握塑料注射模具設計的整個工藝流程，從而極大地調動了學生的創(chuàng)造性和積極性，有效地提高了其解決實際問題的能力。

結 語

在本文中，筆者結合“塑料注射模具設計”課程的教學實踐，詳細分析了授課過程中遇到的若干問題，探討了改進課程教學方法的幾項途徑，其目的是更好地培養(yǎng)企業(yè)所需要的模具專業(yè)人才。此外，為提高課程教學質量，授課教師還須不斷提高自身素質，并不斷實現教學內容與項目實踐的有機融合。項目導向的教學設計對教師提出了更高的要求，教師要根據教學目標，重組知識結構和內容，精心選擇項目載體，巧妙創(chuàng)設課堂情境，預想到教學過程中可能出現的種種問題并找到解決的辦法，逐步實現基于Pro/ENGINEER軟件的計算機輔助教學，將使得教學過程更加直觀易懂。在結合諸多因素改進教學方法后，“塑料注射模具設計”課程的教學過程將使學生擺脫被動學習的狀態(tài)，使教學效果顯著提高。

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