摘要: 本文針對中職模具專業教學中存在的問題,探討項目教學;結合一套塑料模具的具體設計過程,闡明工作過程導向課程教學的實施。
關鍵詞:模具專業;項目教學;課程實施
模具制造業是國民經濟基礎產業,但由于我國模具專業技術人才缺乏,與世界先進水平差距較大。作為培養專業技術人才的中職學校,開設模具專業具有重要意義。然而,由于教學問題難以解決,使中職學校模具專業的發展受到制約,因此,對該專業課程教學的改革迫在眉睫。
一、中職模具專業存在諸多問題
中職模具專業存在三方面的客觀問題:一是模具技術的工作經驗,必須從一線的臟、累、重活中點滴積累,而現在中職學生生活水平提高,缺少吃苦精神,就讀該專業往往不是他們的首選;二是設備設施價格昂貴,特別是數控機床,對多數中職學校來說簡直是天價,導致實訓無法開展或流于形式;三是模具是高難度、高精度、高效率的產品,這“三高”對于沒有工作經驗的畢業生,就業門檻太高。
傳統的教學方式存在三方面問題:一是教學注重知識傳授的系統性,忽視中職生的認識規律及學習興趣,學生往往在學習三視圖及手工作圖時被嚇倒、嚇跑;二是實驗實訓結果采用分數式的教學評價方案,學生沒能形成企業生產意識及市場論證意識,沒能認識到99%的合格品也可能是廢品;三是缺乏感受真實工作情景和企業管理機制,沒有產品全生命周期的并行工程意識。
鑒于以上存在的問題,模具教學工作者的首要任務是要尋求一種行之有效的教學方案。為解決模具專業存在的問題,本人結合多年的教學經驗及在企業工作的經驗,對該專業的課程實施項目教學。
二、模具專業課程項目教學的實施
1.項目內容的選擇及成果的展示。
項目內容的選擇是決定項目實施成敗的關鍵。項目內容須具備四方面特征:一是盡量涵蓋本專業相關的知識點及技能目標;二是與企業產品的實際生產過程相吻合;三是考慮學校設備設施等客觀條件及預測學生的實際能力;四是培養目標應稍超前于市場對人才的需求,體現科研性。筆者這里選擇逆向生產塑料積木模具為項目任務。
項目成果的展示是項目實施的首要環節,可采購一套結構簡單的塑料積木報廢模具,引導學生拆裝、認識,產品及凹凸模結構(如圖1)。教師闡明完成該項目的價值、必備知識、注意事項及潛在困難,一方面,讓學生對該項目有初步了解,另一方面,讓學生有感性認識和明確的奮斗目標。

2.合理分組及科學制定時間任務表。
將全班分成若干小組,各組推選一位學生擔任項目組長,確定完成一套一模六腔的塑料積木模具作為項目任務。分組注意科學合理,使人力、物力搭配均衡,確保工作及學習順利開展。
項目任務中,首先由教師列出項目綱要讓學生參考,接著再讓學生根據自己的實際情況,制定小組行動計劃,不排除節假日時間充分利用校外閑置設備資源等可能。
3.項目實施過程。
實施過程是項目教學的核心部分,不同專業、不同項目模塊的實施過程各不相同。
(1)提出問題:邊引導,邊開展。
教師在學生已掌握知識及所完成工作的基礎上,結合項目的開展和即將學習的新內容,提出探索性問題,引導學生工作和思考。
由于學生能用AutoCAD進行排位及標注尺寸,并在前面已通過Pro/E完成產品三維造型設計及凹凸模分型,故結合已拆裝的舊模具提出如下問題:① 一模六腔中,各腔如何進行合理排位?②點澆口注射模具由哪些部分組成?③注射模具各組成部分有何作用?④ 試用Pro/E設計出一套六腔模具。
學生參考已拆裝的舊模具嘗試解決上述問題。由于有直觀的感性認識,學生都能對問題①作出正確解答,對問題②、③雖能理解,但不能作出正確表達,對問題④能畫出模具造型,但仍有不妥。通過對問題的探索及思考,激發求知欲望,進入第二環節。
(2)引入新知:邊學習,邊工作。
教師用Pro/E設計一套模具結構圖,并進行生產過程仿真,讓學生認識已拆裝模具各部分的名稱。通過直觀演示,問題③注射模各組成部分,如導柱、推桿、回位桿等的作用,學生能理解且能正確作出表述,并自己解決問題④,也即完成一模六腔點澆口注射模具造型設計項目。
(3)教師檢查:再完善,再學習。
用軟件設計模具,允許先工作,再評價及完善。先讓學生對自己設計的模型進行檢查,項目組長復查,修改后由教師檢查,對不妥之處再完善。學生設計過程中出現的常見問題有:凹凸模接觸面結構不合理,推桿分布不合理 ,未能正確設計限位螺釘及定距拉桿,非平衡式澆注系統分流道截面尺寸相等,未能使各腔產品均勻成型,澆口尺寸太大及位置不正確。解決這些問題需要經驗知識,這也是學習的重要內容,故在糾正錯誤時繼續讓學生掌握新知識。真正做到為需而做,在做中學,學以致用。
比如,澆口斷面尺寸與塑件流速及流態均有直接關系,過小,產品成型困難;過大,產品輪廓不清,且去除澆口困難。學生在設計該產品點澆口時,常導致澆口斷面太大。學習澆口新知識后,教師可以讓學生根據自己所設計的模型再次計算點澆口直徑及長度,并繼續掌握澆口的相關知識。
對于一些需要重要加工的環節,如型腔的數控加工,先仿真檢驗軌跡,再用木料進行試切,精度達不到要求的,則應修改程序或采用誤差補償方法,直至達到精度要求,再進行加工。
總之,不同項目模塊實施各有不同。有些故意放手讓學生先做,在檢查中完善,加深印象,有些則必須通過反復檢查,不斷嘗試,確保無誤后再讓學生動手操作,避免物料損失。
4.動態優化與反饋調整。
項目各環節,互相關聯,互相制約。如設計的產品局部過尖過窄,則增加電火花難度;斜度不夠,則脫模困難;機床行程、注塑機鎖模力決定產品尺寸及腔數。故設計初期,應把制造、裝配、生產過程、生產量等因素考慮進去,使項目成為動態優化過程。
學生在實踐中學習,在學習中實踐。因而,即使是上一屆的成功經驗,在新一級中實施也不一定合理,故教師應對工作進程進行細致檢查,必要時調整計劃,確保項目能順利開展或深化拓展。
5.評價、總結。
項目實施過程是產品的制造過程和知識的學習過程,評價過程則是對產品的定價和對學生學習成績的定分。科學的評價方案應涉及各方各面。
總結不只是對所完成項目的回顧,更是體驗勞動樂趣和感受創造成就感。個人總結應從接到項目任務時的感想,工作過程中出現的問題、解決方法,直到完成項目時的經驗體會,都真實地記錄下來。項目組長的總結應突出成員之間的協作關系、相互間碰到的問題及協調解決辦法。教師的總結應全面科學,既要突出先進,又要反映進步,更要引導各組間取長補短;既要看到成績,又要善于洞察潛在問題,更要善于引申拓展。
三、實施項目教學,有效解決模具專業教學問題
1.體現中職教育中教與學特色。
(1)項目教學將專業分為若干項目,由專任教師負責某一項目的課程體系,有利于集中精力開展項目工作及深入教學研究,體現“多能一專”的中職教師特色。
(2)項目教學以任務為目標,能充分發揮中職學生形象思維的優勢;以工作過程導向課程,打破學科理論界限,知識夠用為度,避免學用脫節,從根本上走出普通教育的局限。
2.培養學生吃苦耐勞、嚴謹工作的精神。
項目教學中,每人都有自己獨立的任務,如模具中屬于自己的那一腔,必須在一定時間內完成額定工作,才不致影響本組項目的進展。產品或零件的尺寸應在誤差允許范圍內,否則將影響整套模具的配合及自己的后續工作。
3.緩沖學校設備緊缺。
對于設備緊缺的加工項目,在課堂上,教師主要輔導各位項目組長操作加工,著重強調注意事項、可能碰到的問題及處理辦法。再由項目組長帶領本組成員充分利用課余及夜修時間自行組織加工,甚至不排除節假日利用校外閑置設備資源的可能。這既體現了集中學習與分散實踐相結合的教學思想,又有效解決了設備緊缺問題。
4.培養并行工程意識。
實施并行工程,需要完善各種用于設計、制造、支持的方法與技術以及企業的文化與管理。作為培養未來技術人才的職業教育及肩負普及科研成果的學校教育,培養學生的并行工程意識顯得尤為重要。項目教學法的實施能充分體現并行工程的特點,及早提高學生工作過程的并行意識,為今后用人單位并行工程的開展實施打下基礎。
(作者單位:汕頭市澄海職業技術學校)
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見習編輯賴俊辰