塑料模具課程設(shè)計中多元角色扮演教學(xué)模式研究

汪紅兵

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104)

傳統(tǒng)的課程設(shè)計都是指導(dǎo)教師布置題目，學(xué)生按照題目去完成，最后遞交圖紙和說明書。這種方式互動性比較差，學(xué)生被動地完成作業(yè)，教學(xué)效果不好。為了充分調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，提高教學(xué)效果，設(shè)計了一種多元角色扮演的教學(xué)模式。

1 角色扮演的內(nèi)涵及意義

角色扮演法是美國心理學(xué)家Moreno[1]于1960年所創(chuàng)建的一種社會心理技術(shù)，角色扮演被歸類為“情境領(lǐng)域教學(xué)方法”的一種[2-3]；即通過設(shè)計情景，使人設(shè)身處地地去扮演一個在實際生活中不屬于自己的角色，以嘗試和體驗另一種生活的方式和行為模式，增加角色學(xué)習(xí)，擴展生活知覺。指導(dǎo)教師兼有在校教師、企業(yè)客戶、企業(yè)技術(shù)經(jīng)理的角色，學(xué)生兼有在校學(xué)生和企業(yè)工程師的角色，把一次課程設(shè)計當(dāng)成了工作上的一次業(yè)務(wù)合作。從實際操作來看，學(xué)生明顯提高了興趣，教學(xué)效果也不錯。

學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，既是學(xué)習(xí)者，又是問題的解決者。學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)專業(yè)知識和專業(yè)技能，還需要學(xué)會從企業(yè)工程師的角度出發(fā)去思考產(chǎn)品設(shè)計中出現(xiàn)的問題，學(xué)習(xí)使用專業(yè)知識解決工程中遇到的難題。新產(chǎn)品的開發(fā)過程是一個綜合的系統(tǒng)工程，需要從市場需求調(diào)查開始，與客戶積極溝通，了解客戶的需求。明確客戶需求后，產(chǎn)品的設(shè)計過程還需要團隊分工協(xié)作。在這個過程中，學(xué)生還需要學(xué)習(xí)良好的溝通能力以及團隊合作能力。教師在教學(xué)過程中不僅是一個知識的傳授者，還需要承擔(dān)產(chǎn)品研發(fā)過程中的各種配角。教師需要承擔(dān)一個客戶的角色，把產(chǎn)品的性能需求告訴學(xué)生，并與學(xué)生溝通，設(shè)計出初始的產(chǎn)品方案。教師還需要承擔(dān)一個企業(yè)技術(shù)經(jīng)理的角色，幫助學(xué)生分析解決在產(chǎn)品開發(fā)過程中遇到的各種問題，為學(xué)生出謀劃策。當(dāng)學(xué)生在產(chǎn)品開發(fā)中遇到技術(shù)難題時，實時引導(dǎo)學(xué)生去學(xué)習(xí)教學(xué)中需要掌握的專業(yè)知識和專業(yè)技能。教師還需要對學(xué)生產(chǎn)品開發(fā)成果進行評價，發(fā)現(xiàn)問題并及時幫助學(xué)生解決問題。多元角色扮演教學(xué)方法突破了填鴨式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，凸顯了學(xué)生的主體地位，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

2 多元角色扮演在塑料模具課程設(shè)計教學(xué)中的實施過程

多元角色扮演在塑料模具課程設(shè)計中的實施過程可以分成情景準(zhǔn)備、情景實施以及分析評價三個步驟。通過一個具體的塑料模具設(shè)計的工程案例，來具體說明這個過程。

2.1 情景準(zhǔn)備

第一階段，由教師安排好塑料產(chǎn)品模具設(shè)計的活動情景及注意事項，提供完整的背景資料，讓學(xué)生充分理解情景過程。這就像一部電影的劇本，后面所有的情節(jié)都是這個階段的準(zhǔn)備過程。塑料模具設(shè)計的情景準(zhǔn)備流程如下：

1) 知識點講解。首先，教師以一個知識傳輸者的身份出現(xiàn)，解讀塑料模具課程設(shè)計的目的、內(nèi)容、一般流程和注意事項，提示學(xué)生需要在設(shè)計過程中完成的角色內(nèi)容，讓學(xué)生對整個設(shè)計過程有一個初步的了解。

2) 角色安排。教師先對自身扮演的知識傳輸者、客戶以及產(chǎn)品經(jīng)理等角色進行說明，然后詳細(xì)介紹學(xué)生扮演的工程師和知識學(xué)習(xí)者等角色，讓學(xué)生充分了解在塑料模具設(shè)計過程中需要扮演的角色，對需要完成的工作有一個整體、初步的認(rèn)識。學(xué)生需要反復(fù)理解具體的細(xì)節(jié)，考慮在角色扮演中需應(yīng)用哪些知識和技能、注意哪些事項、擬定什么樣的計劃、遵照什么樣的程序進行模擬操作、推測在角色扮演中會遇到什么樣的困難并考慮用何種方法解決這些困難。根據(jù)課程設(shè)計的教學(xué)目的，要求每個學(xué)生都制訂出詳細(xì)的計劃并扮演好模具設(shè)計工程師和知識學(xué)習(xí)者的角色。

2.2 情景實施

第二階段，教師和學(xué)生在充分了解各自所擔(dān)任角色的主要工作后，根據(jù)塑料模具設(shè)計的基本流程，來安排情景的具體實施過程。

1) 客戶描述產(chǎn)品需求。教師這時扮演客戶的角色，設(shè)計生產(chǎn)一個皂盒下蓋，并提出產(chǎn)品需求，學(xué)生此時擔(dān)任企業(yè)工程師的角色，根據(jù)客戶對產(chǎn)品功能的描述，設(shè)計出產(chǎn)品及模具系統(tǒng)。

2) 工程師設(shè)計產(chǎn)品。隨著CAD/CAM的廣泛應(yīng)用，3D模型正逐漸取代原來尺寸完整的圖樣，學(xué)生作為企業(yè)的工程師在充分聽取客戶的產(chǎn)品功能需求后，使用三維軟件設(shè)計出產(chǎn)品的初始結(jié)構(gòu)圖。在設(shè)計過程中工程師需要與客戶不斷地溝通，對產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)和尺寸進行調(diào)整，直到設(shè)計出客戶滿意并且可以制造的產(chǎn)品。圖1和圖2是工程師根據(jù)客戶對產(chǎn)品的描述設(shè)計出的皂盒上蓋和下蓋的三維圖。學(xué)生在設(shè)計過程中可能會遇到問題，比如軟件操作中抽殼命令使用不熟悉，這時教師需要轉(zhuǎn)換自身的角色，變?yōu)橹R的傳輸者，讓學(xué)生暫時停下手頭正在進行的設(shè)計工作，將知識點抽殼命令進行解釋演示，學(xué)生掌握后繼續(xù)進行手頭工作。針對學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計中遇到的問題講解相應(yīng)的知識點，可極大地提升學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)的主動性，學(xué)生更容易吃透學(xué)習(xí)重點，所學(xué)即可所用。

3) 模具初始方案設(shè)計。為實現(xiàn)皂盒上蓋和下蓋的良好配合，將皂盒上蓋和下蓋在同一副模具中生產(chǎn)。根據(jù)設(shè)計好的皂盒下蓋三維圖，工程師需要擬定出模具初始設(shè)計方案，包括塑件成型工藝分析、確定分型面和澆注系統(tǒng)、主要零部件設(shè)計計算等。

4) 模具初始方案論證。工程師設(shè)計好模具初始方案后，需要對模具初始方案進行評估。傳統(tǒng)的模具方案評估方法是制造出全套模具進行試模，根據(jù)制造出來的實際產(chǎn)品對模具系統(tǒng)進行調(diào)整修改，這種方法費時費力、成本昂貴。近年來，隨著模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的飛速發(fā)展，有的企業(yè)開始采用模流分析軟件對初始模具方案進行評估。圖3和圖4分別為皂盒上蓋和下蓋的最佳澆口分析圖。由于皂盒上下蓋形狀尺寸不同，當(dāng)在一副模具中生產(chǎn)時，會由于流動不平衡問題帶來產(chǎn)品的質(zhì)量問題，還需要進一步進行流動不平衡優(yōu)化分析，最終得到較好的模具設(shè)計方案。學(xué)生作為工程師完成了模具初始設(shè)計方案后，繪制好模具的三維裝配圖。情景實施這一過程需要學(xué)生作為工程師獨立完成，如果在分析過程中遇到問題，教師以知識傳輸者身份對相應(yīng)的知識點進行講解。

圖1 皂盒上蓋三維圖

圖2 皂盒下蓋三維圖

2.3 分析評價

第三階段，學(xué)生作為工程師完成設(shè)計后遞交模具結(jié)構(gòu)三維裝配圖和模流分析的數(shù)據(jù)文件，這時教師以技術(shù)經(jīng)理的身份對整套方案進行評估檢查。在分析評價過程中，需要每個學(xué)生制作一個匯報設(shè)計過程的PPT，教師以技術(shù)經(jīng)理的身份對成果進行評估打分，合格的學(xué)生通過本次課程設(shè)計。

圖3 皂盒上蓋最佳澆口圖

圖4 皂盒下蓋最佳澆口圖

3 結(jié)論

在塑料模具課程設(shè)計中，采用多元角色扮演教學(xué)模式，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性；一改以前教師出題學(xué)生完成的沉悶局面，提高了該課程的教學(xué)效果，是培養(yǎng)應(yīng)用型專門人才的重要手段。多元角色扮演教學(xué)要求學(xué)生全身心地投入角色，使學(xué)生的思維、動作甚至儀表都遵從角色要求，這有助于學(xué)生深刻體會模具設(shè)計過程中技術(shù)、管理及溝通的重要性，更快地適應(yīng)未來的職業(yè)要求。多元角色扮演模式不僅適用于塑料模具課程設(shè)計這一門課程，對于實踐性較強的課程都有很好的參考價值。