案例教學法在Ｐｒｏ／Ｅ模具設計教學中的應用

賴興余　鄢春艷

Pro/ENGINEER(Pro/E)是美國參數技術公司的三維CAD/CAE/CAM集成軟件,Pro/E憑借其強大的三維實體造型和分模功能,已成為模具工業廣泛應用的軟件之一。當前,高職院校學生的文化基礎普遍較差,機械制圖、Pro/E軟件、模具設計理論等課程學得也不扎實,因此,要讓高職學生學好Pro/E模具設計課程并不容易。我們在教學實踐中嘗試應用案例教學法,取得了比較好的教學效果。

所謂案例教學法是指教師本著理論與實踐有機結合的宗旨,依據教學目的和要求,以案例為基本教材,在教師指導下,對案例所提供的材料和問題進行分析研究,運用多種形式啟發學生進行獨立思考,提出見解,做出判斷和決策,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。由此可見,案例教學法是一種激發學生學習興趣,啟發學生研究實際問題,注重學生能力培養的現代教學方法。

Pro/E模具設計實施案例教學法的必要性

案例教學法有利于改變傳統的教學觀念傳統教學方式是從書本到書本,從概念到概念,忽視了對學生學習潛能的開發,導致理論與實踐脫節。而案例教學法則把以教師為中心的傳統教學方式轉變為以學生為中心的方式,使學生的學習方式從被動接受知識轉變為主動探索,它讓學生在真情實境中以“當事人”身份思考問題,訓練學生通過對案例的思考、分析、研究和討論,提高解決實際問題的能力。文章內容：

案例教學法有利于實現理論與實際的“零距離”案例分析是理論與實際的結合點,它具有高度的模擬性、仿真性。它將枯燥的、抽象的模具設計理論融入生動、有趣的真實產品模具設計案例之中,為學生進行模具模型創建、型腔布局、分型面設計、澆注系統設計、模架設計等提供了與實踐極其相似的氛圍,使學生置身于真實的模具開發環境。

案例教學法有利于提高學生的學習興趣和實踐動手能力案例分析教學方法具有較強的啟發性和實用性,通過典型案例的分析和設計,能激發學生的學習熱情,使學生進入角色,產生為模具設計而學習的積極期待和愉快的滿足感,樹立起不斷求知的欲望,最大限度地調動學生參與學習的主動性、積極性和創造性。分析真實的典型案例能培養學生的學習能力,如接收信息能力、查閱資料能力、使用工具能力、應用操作能力。案例教學法一方面能不斷擴展學生的理論視野,提高學生案例分析的技巧;另一方面,在探索理論如何運用于實際的過程中,能及時而有效地促進理論向實踐的轉化,做到理論與實踐結合,使學生在掌握理論知識的同時,逐步增強認識問題、分析問題和解決問題的實踐動手能力,達到學以致用的目的。

案例教學法有利于培養學生的溝通和協作能力案例教學是一種動態的、開放的教學方法,通常有小組討論環節,不僅可以使學生交流觀點形成共識,集思廣益,而且可以使學生在查找技術資料、工程設計、圖形繪制等方面進行分工配合,在合作中互相溝通,在溝通中增進合作,教會學生相互溝通、尊重他人、關心他人,同時也增強了他們說服別人、傾聽他人意見以及進行群體協調等能力。

Pro/E模具設計案例教學的組織與實施

我們精心挑選電話筒、電吹風外殼、顯示器外殼、MP3外殼、手機電池蓋、插座面板等真實的數碼家電類產品的模具設計作為典型案例,實施案例教學法,取得了較好的教學效果。下面以顯示器外殼為例介紹Pro/E模具設計案例教學的組織與實施。

(一)課前準備

明確教學目標即明確學生通過案例教學所應達到的能力水平及對學生進行檢驗的標準。學生通過顯示器外殼的模具設計,要求掌握Pro/E模具設計的基本流程;學會創建、修改和分析模具元件及其組件;學會根據模型的變化對它們進行快速修改;學會在模具設計的過程中進行拔模檢測、厚度檢測、分型面檢測、干涉檢測等。Pro/E模具設計的基本流程如圖1所示。

布置案例在明確教學目標的基礎上,選擇適度、適用、典型的教學案例。教師應提前把案例項目布置下去,讓學生有充足的時間去閱讀和分析設計內容。這里提前布置的任務是將顯示器外殼三維產品零件作為參考模型進行模具設計。要求掌握Pro/E模具設計的基本流程、分型面設計技巧、靠破孔的填補方法、滑塊的設計方法。

學生分析案例案例分析的過程一般應該包括三個主要步驟:第一步是明確設計任務;第二步是分析任務;第三步是如何完成任務。即通過分析,將各個解決任務的備選方案進行比較,從中選出一兩個最優方案,并進一步找出選擇的理由和依據等。通過分析,形成一個簡要提綱,以備討論之用。

(二)課堂上機操作與討論

上機操作進行模具設計案例教學的目的在于培養學生的實踐動手能力,這時教師要更多地從講臺前站到學生的背后,調動學生學習的主動性和參與意識,引導學生進行獨立思考、分析問題和解決問題。在學生課前分析顯示器外殼模具設計案例的基礎上,利用一節課左右的時間讓學生上機完成設計任務。

小組討論案例將學生分成若干個小組,以小組為單位共同完成案例分析討論,每組推薦代表發言和學生自由發言相結合。通過小組分析討論,要達到各抒己見、互相啟發、共同提高、拓寬思路的目的。在分析和解決問題的過程中培養學生的團隊精神。討論是案例教學的核心環節,是實現教學目標的關鍵所在。如對分型面的設計進行熱烈的討論,通過討論同學們能掌握分型是模具設計最重要的部分,分型面的位置選擇、形狀設計是否合理,關系到產品的成型和脫模,以及模具結構和制造成本;分型面的選擇受多種因素影響,包括產品形狀、成型方法、尺寸精度、脫模方法、模具類型、排氣、嵌件、澆口形式等;利用分型面要能將工件分割成凸模、凹模、滑塊等;創建分型面應遵循兩個原則:分型面不能自相交;分型面必須與工件完全相交。在討論案例時,最根本的一條是要充分發揮學生的主體作用,讓學生在相互合作中深入案例,運用所學知識來分析和處理案例中的問題。在討論中,教師要做好啟發引導工作,創造自由寬松的討論氛圍,讓學生成為案例討論的真正主角,幫助學生綜合運用所學的知識獨立思考,大膽交流研究,在沒有壓力和顧忌的良好心態下進行創造性探索。

案例教學總結與評價案例經過學生的課堂討論后,教師應及時做出總結和評價。首先,做好課后總結工作。教師要針對學生的分析做簡短的點評和總結。點評應盡量做到:第一,指出案例中出現的主要問題,幫助學生加深記憶、把握要點;第二,對學生討論中不夠深入的問題,加以分析并突出重點,重新講解。其次,做好案例教學評價。對案例教學進行評價是改進與完善案例教學的重要環節,對學生討論的評價,要以正面激勵為主,對討論分析中表現突出的學生給予表揚,對沒有參與發言的學生也要予以鼓勵,以增強他們的信心。評價從三方面進行:第一,根據學生參與案例教學過程的表現進行記錄評分,作為平時成績的一部分。第二,根據學生遞交的作業模具設計結果,看是否按要求完成了教學任務,給予評分,作為平時成績。第三,是看案例教學是否實現了教學目標。

運用案例教學法應注意的問題

案例教學在提高學生的綜合素質,培養學生分析問題和解決問題的能力等方面具有獨特的作用,但作為教學方法改革的嘗試,還有待于在教學實踐中不斷改進、豐富和完善,特別要注意以下幾個問題。

教師應不斷提高自己的業務水平案例教學對教師的知識結構、教學水平及責任心要求相當高,既要求教師有淵博的理論知識,又要求教師具備豐富的實踐經驗,能將理論與實踐融會貫通。建議“雙師型”教師多采用案例教學法,因為有高水平的“雙師型”教師的指導,學生的獨立分析、研究才可避免盲目性。

選取案例要求真而精因為只有真實產品作為案例才具有說服力,才能激起學生的注意力和情感上的共鳴。在選取案例時,要選取最能說明問題的案例,求精而不求多。精選出的案例應當是典型的,有代表性的,最能揭示所學理論的案例。

案例的選擇要從簡單到復雜,循序漸進限于高職學生的實際水平,要注重教學的循序漸進。如果一開始就選擇一個復雜的案例講解,教師需要解釋有關概念和原理,學生易產生繁雜的感覺,影響教學效果。

教師要擺正自己的角色在案例教學過程中,要改變以知識傳授為主的傳統教學模式。教師角色要實現從傳統教學中的主講人到組織引導者的轉變。教師還應特別注意引導學生進行獨立思考、分析問題并大膽質疑,鼓勵學生發表自己的見解,努力將學生由被動接受者轉為主動求索者,成為真正的教學主體。

高職學生的形象思維能力較強,而抽象思維能力較弱,我們以案例為基本素材,把案例引入到Pro/E模具設計課程教學中,通過師生、生生之間雙向和多向互動、積極參與,學生的學習主動性、積極性和學習興趣有了很大的提高。實踐證明,案例教學法能充分發揮高職生的潛能,是一種比較適合高職高專層次、理論和實際相結合的有效教學方法。

參考文獻:

[1]解春苓,金永濤.創新教育中的案例教學探析[J].教育探索,2005,(8).

[2]陳玉榮.試論案例教學法[J].中國職業技術教育,2004,(179).

[3]趙春霞,王淑清.案例教學法的運用[J].山西財經大學學報,2006,9(1).

[4]王勇.計算機輔助設計課程案例教學法探析[J].中國成人教育,2007,(8).

[5]林清安.Pro/ENGINEER Wildfire2.0模具設計[M].北京:電子工業出版社,2005.

作者簡介:

賴興余(1966—),男,博士,廣東科學技術職業學院副教授,主要從事CAD/CAM、模具設計與制造等方面的教學和科研。

(本文責任編輯:謝良才)