基于工程教育認證的模具制造工藝學課程實踐教學模式探索

薛鳳梅 池成忠 李黎忱 汪程鵬

摘 要：文章基于工程教育認證提出的新型教育理念，分析了模具制造工藝學課程教學環(huán)節(jié)存在的問題。按照工程教育認證標準的要求，從課程的教學內(nèi)容、手段及方法等角度出發(fā)，對其教學模式進行了實踐與改革，使學生把理論與實際結(jié)合起來，激發(fā)了學生的主動性及創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：模具制造工藝學；教學改革；工程教育認證

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）19-0078-03

Abstract： Based on the new educational idea put forward by engineering education accreditation， the problems existing in the teaching procedure of mould manufacturing technology course were analyzed. According to the requirements of engineering education accreditation standard， the teaching mode has been practiced and reformed in view of teaching contents， means and methods. Therefore， the theory and practice are combined and the students' initiative and innovation ability are activated.

Keywords： mould manufacturing technology； teaching reform； engineering education accreditation

一、教學現(xiàn)狀分析及存在的問題

模具制造工藝學是材料成型及控制工程專業(yè)鍛壓工程模塊應用型技術(shù)人才必修的一門主干課程，全面介紹傳統(tǒng)加工與先進精密制造技術(shù)知識[1]。通過課程的學習，使學生了解模具特點、要求和制造過程，熟悉模具材料的種類成分、機械性能、處理方式，及模具零件加工工藝過程、方式和機床設(shè)備，并能夠制訂加工裝配工藝規(guī)程，為運用新技術(shù)新手段解決工程實際問題奠定理論知識和技術(shù)基礎(chǔ)。同時，使學生全面掌握模具制造工藝方式方法設(shè)備，掌握模具材料，各種零件加工，裝配調(diào)試測量、維修保養(yǎng)，為開發(fā)先進模具制造設(shè)備、制定模具制造工藝流程奠定理論和設(shè)計基礎(chǔ)。

模具制造工藝學是一門綜合性較強的專業(yè)課程，涉及知識面較廣。在學習本課程之前，學生需要對《機械制圖》、《機械基礎(chǔ)》及《沖壓工藝與模具設(shè)計》、《注塑工藝與模具設(shè)計》等課程進行系統(tǒng)的學習，課程內(nèi)容包括選材、工藝分析、機床、測量、切削以及數(shù)控、特種加工，并且涉及先進的CAD/CAM技術(shù)、快速成型、精密成型等技術(shù)。模具制造工藝學同時也具有非常強的實踐性，教學中應增加相應的實踐和操作訓練來強化理論課堂的教學效果。缺乏實際操作經(jīng)驗，學生對于模具制造工藝技術(shù)手段分析就會停留在理論階段，在畢業(yè)后走上工作崗位時就會和生產(chǎn)脫節(jié)，這樣培養(yǎng)出來的學生就不具備實際設(shè)計和開發(fā)模具的能力[2]。

隨著科技的飛速發(fā)展，模具制造技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。比如數(shù)控電火花加工機床、高速銑削機床、快速經(jīng)濟制模技術(shù)及模具檢測設(shè)備的日益精密高效，與傳統(tǒng)車、銑、刨、鉆、鏜、磨削等模具加工技術(shù)相比，可有效縮短制模周期、降低成本、提高精度和壽命，增加綜合經(jīng)濟效益，以贏得市場競爭。模具行業(yè)正向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，實現(xiàn)信息綜合共享，使得模具設(shè)計、制造、裝配、檢驗、測試及生產(chǎn)一體化，達到最佳效益。從而要求改進模具制造工藝學的教學方法，以適應社會的發(fā)展。

目前模具制造工藝學教學中存在的問題主要是教學內(nèi)容滯后于實際，理論與實踐相脫節(jié)。雖然學生在學習該課程之前，會先修一些機械基礎(chǔ)課程及模具設(shè)計等專業(yè)課程，并進行過實訓操作訓練，具備了一定的技能操作能力。但本課程是一門理論性和實踐性很強的課程，課程中涉及的大量現(xiàn)象學生沒有感性知識，在學習中真正掌握有一定的難度。比如同一個零件可能有幾種工藝方法來生產(chǎn)，不同的工藝方法會導致模具有不同的效率和精度，以及不同的穩(wěn)定性，同時還需要考慮其經(jīng)濟性，而學生無法區(qū)別鑒定不同的加工方法、加工設(shè)備及實際應用和操作，對于具體操作流程能力，只停留在理論階段，并沒有能夠很好的掌握模具制造技術(shù)[3]。其問題的根源是模具制造工藝這一門課程是一門具有較強實踐性的綜合性課程，涉及的知識面很廣，傳統(tǒng)的教學模式往往只是理論教學，沒有和實際結(jié)合。目前模具制造工藝學這門課程還是采用傳統(tǒng)的教學模式，實踐性教學環(huán)節(jié)非常薄弱，限制學生的后期發(fā)展。所以我們有必要對模具制造工藝實踐教學模式進行系統(tǒng)地探索和研究，完善實踐教學的可操作性，使學生同時具備理論和實踐兩方面的能力，以利于學生的就業(yè)和以后在工作崗位的不斷發(fā)展。

二、工程教育認證標準對課程的要求

根據(jù)中國工程教育認證標準[4]，結(jié)合具體材料成型及控制工程專業(yè)特色，要求模具制造工藝學課程滿足以下要求[5]：

1. 能夠?qū)⒉牧铣尚图翱刂葡嚓P(guān)的工程科學的基本原理和專業(yè)知識用于識別和解決復雜工程問題，并利用文獻分析研究材料成型及控制復雜工程問題，分析和設(shè)計復雜工程問題解決方案，并獲得有效結(jié)論：即能運用工程和專業(yè)基本原理和方法，分析復雜工程問題的影響因素，證實解決方案的合理性。

2. 能夠針對材料成型及控制復雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特點需求的系統(tǒng)、零件、設(shè)備、模具和工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，能夠基于工程相關(guān)背景知識進行合理分析，評價專業(yè)工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律及文化的影響，并了解應承擔的責任：即能夠基于復雜工程問題解決方案，在考慮社會、健康、安全、法律及文化等因素的前提下設(shè)計滿足特點需求的系統(tǒng)、零件、設(shè)備、模具和工藝流程。

3. 能夠基于科學原理并采用科學方法設(shè)計實驗、分析和解釋數(shù)據(jù)，對材料成型及控制過程中復雜工程問題進行研究，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。同時能夠針對復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，預測與模擬復雜工程問題，并能夠理解其局限性：即利用現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具對復雜工程問題進行模擬與預測，優(yōu)化工藝流程、提高技術(shù)手段、改進設(shè)備，解決材料加工工程實踐中的復雜工程問題，并了解其局限性。

三、改進的措施及方案

從模具制造工藝學教學內(nèi)容角度出發(fā)，要結(jié)合提高學生解決實際問題能力和創(chuàng)新能力的目標，以增強學生的實踐操作能力為重點，培養(yǎng)一線高素質(zhì)的技術(shù)人才，增加就業(yè)競爭力。模具制造技術(shù)飛速發(fā)展，目前模具制造工藝學課程教材的有些內(nèi)容遲滯于當今時代的發(fā)展，雖然學生學習了這些內(nèi)容所介紹的制造技術(shù)，但在實際生產(chǎn)中并沒有廣泛應用，因此結(jié)合實際教學過程，要進一步轉(zhuǎn)變教學觀念，突出重點和難點，在教學中及時調(diào)控，適當刪減或調(diào)整教學內(nèi)容。其次，進行劃分教學模塊，根據(jù)實際適當調(diào)整教學內(nèi)容，對于具體加工工藝方法等與實際聯(lián)系較為緊密的知識點，整合在一起，進行對比講授，并與應用實例結(jié)合起來，促進學生的自主學習意識，運用于實際當中，呈現(xiàn)課程體系的多樣化與綜合化。

從模具制造工藝學教學方法角度出發(fā)，應重視多種教學方法結(jié)合應用，引進本課程理論技術(shù)發(fā)展前沿，讓學生了解本學科最新發(fā)展動態(tài)，擴大學生知識視野。在進行課堂講授的過程中，突出重點，突破難點，講究教學方法，重視實踐教學環(huán)節(jié)，可結(jié)合具體實例進行教學，比如充分利用加工視頻、模具結(jié)構(gòu)動畫和模具實物裝配，盡可能添置相應的教學模型與掛圖，最大限度進行直觀教學，加深學生的感性認識，并將學生在金工實習和生產(chǎn)實習中實際觀摩到的加工方法，進行理論聯(lián)系實際，使學生能夠較好地掌握模具零部件的加工工藝知識。堅持“以學生為主體，以教師為主導”的原則，注重啟發(fā)式，調(diào)動學生的學習積極性和主動性，同時安排學生進行綜合設(shè)計題訓練，結(jié)合模具拆裝訓練啟發(fā)學生從書本知識回歸到社會實踐，提高學生解決實際問題的能力。同時可采用生動、豐富、有價值、有說服力的實際事例，讓同學們舉一反三，學以致用，在教學中積極培養(yǎng)學生學習的興趣，激發(fā)創(chuàng)造力。同時課程中還可安排一定的實習訓練，結(jié)合課堂所學基礎(chǔ)知識和原理，利用先進模具制造技術(shù)，進行模具零件加工，以便學生通過實踐掌握所學的知識，提高學生實際操作機床及解決工程實際復雜問題的能力。

模具制造工藝學教學模式的改革應更加突出理論與實踐的結(jié)合，注意知識的綜合應用，使學生在實踐操作中能夠綜合運用所學理論知識進行指導分析問題，在具備一定實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進一步系統(tǒng)的掌握其理論知識，讓學生有真實感，更好地達到教學目的，以培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)熟練掌握模具制造基本理論知識，又富有一定技能操作能力的應用型高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才。

四、針對工程教育認證要求提出具體改革措施

1. 教學目標：掌握模具制造工藝方式方法設(shè)備的基礎(chǔ)理論及基本知識，能夠根據(jù)模具材料的種類成分、機械性能、處理方式及模具零件加工工藝過程，制訂加工裝配工藝規(guī)程，具備能夠根據(jù)零件要求分析模具制造過程的影響因素，以及評價確定模具加工工藝方案合理性的能力；達成途徑：通過課堂教學、小組討論和作業(yè)使學生掌握本課程的知識、培養(yǎng)學生分析設(shè)計方案的能力；評價依據(jù)：考試成績、課堂表現(xiàn)、考勤成績、實驗成績；評價方式：根據(jù)考試和教學過程中學生對相關(guān)知識點的掌握程度和學生利用這些知識分析、制定實際方案的能力。

2. 教學目標：掌握模具制造的各種方法、原理和特點，熟悉模具的加工工藝及裝配工藝。掌握模具制造的新工藝、新技術(shù)，了解模具制造技術(shù)的發(fā)展方向。并能夠在環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)實約束條件下，評價制定模具制造工藝設(shè)計方案的可行性；達成途徑：通過課堂教學、小組討論和作業(yè)使學生掌握本課程的知識、培養(yǎng)學生設(shè)計方案的能力和分析方案對社會可持續(xù)發(fā)展影響的能力；評價依據(jù)：考試成績、課堂表現(xiàn)、考勤成績、實驗成績；評價方式：根據(jù)考試和教學過程中學生對相關(guān)知識點的掌握程度和學生利用這些知識進行設(shè)計的能力并能夠在環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)實約束條件下，評價制定模具制造工藝設(shè)計方案的合理性。

3. 教學目標：掌握模具材料，制坯與材質(zhì)處理，各種零件加工，裝配調(diào)試測量，維修保養(yǎng)。并能夠結(jié)合試驗結(jié)論進行工藝優(yōu)化、技術(shù)提高及設(shè)備改進，具有運用新技術(shù)新手段分析復雜模具零件制造工藝規(guī)程、解決工程實際技術(shù)難題的能力；達成途徑：通過課堂教學和小組討論使學生掌握本課程的知識、培養(yǎng)學生設(shè)計方案的能力和解決工程實際復雜問題的能力；評價依據(jù)：考試成績、課堂表現(xiàn)、考勤成績、實驗成績；評價方式：根據(jù)考試和課堂、實驗教學過程中學生對相關(guān)知識點的掌握程度和學生利用這些知識進行工藝優(yōu)化、設(shè)備改進的能力并能夠解決實際復雜工程問題的能力。

五、課程的持續(xù)改進

通過平時布置的作業(yè)、課堂表現(xiàn)及實驗操作記錄學生階段性知識掌握程度和實際操作能力；通過期末考試成績和總成績分析，評估學生知識掌握和分析解決方案合理性的能力。通過近兩年學習狀態(tài)、考試成績和實驗訓練成績的分析，發(fā)現(xiàn)學生優(yōu)化工藝、提高技術(shù)、改進設(shè)備的能力有待加強，另外學生對復雜工程問題的設(shè)計方案從對可持續(xù)發(fā)展方面的影響判定能力有待加強。因此，重點增加了實驗實訓環(huán)節(jié)，同時，結(jié)合各種加工設(shè)備機床的實體結(jié)構(gòu)及仿真以輔助理解，進行實際的機床加工工藝過程的演示，采用直觀的圖片配以相關(guān)的文字說明、動態(tài)模擬和紀實錄像，直觀介紹各種模具制造加工工藝方法，提高學生模具設(shè)計的綜合水平，以及從事模具制造工藝技術(shù)的工作能力和組織模具生產(chǎn)管理的能力。并且豐富行業(yè)法律、法規(guī)和環(huán)境保護方面的內(nèi)容，促進學生增加從環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)實約束條件下，評價制定模具制造工藝設(shè)計方案的合理性的基礎(chǔ)知識。

通過教學改革結(jié)合工程教育認證要求使學生掌握模具制造工藝方式方法設(shè)備的基礎(chǔ)理論及基本知識，能夠根據(jù)零件及工程要求分析模具制造過程的影響因素并評價解決方案的合理性；能夠開發(fā)新產(chǎn)品、新工藝、新模具和新設(shè)備，并在環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)實約束條件下，評價制定模具制造工藝方案的可行性；能夠通過現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，優(yōu)化模具制造工藝、提高模具制造技術(shù)并改進設(shè)備，并能夠解決工程實際復雜問題。

六、結(jié)束語

通過結(jié)合工程教育認證要求的模具制造工藝學課程教學改革研究，合理設(shè)置開放性實踐教學環(huán)節(jié)，將理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，有效提升學生的主動性及創(chuàng)造性，引導學生深入理解制造工藝方法及解決實際問題。通過教學內(nèi)容、手段及方法等方面的實踐改革，加強了學生對于基礎(chǔ)理論知識的理解，并能夠?qū)⑺鶎W知識應用于生產(chǎn)實踐中，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和綜合分析能力。

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