模具設計與制造專業“1+3”教學法的研究與實踐

[摘要]通過對模具設計與制造專業人才培養目標的分析，在總結近年來教學工作研究的基礎上，提出了“1+3”模式，對該教學法的具體內容、實施過程、實施中注意的問題以及實施效果做了詳細闡述。

[關鍵詞]模具設計與制造；人才培養；教學方法；教學改革

[中圖分類號]G420 [文獻標識碼]A [論文編號]1009－8097(2011)01－0150－03

一 引言

技能型人才特別是高技能人才是國家核心競爭力的重要體現，是建設創新型國家的重要因素，是人才強國戰略的主要組成部分。在我國高等教育規模擴張過程中，高等職業教育已經成為我國高等教育的重要組成部分，為有中國特色的經濟建設以及社會的發展做出了巨大貢獻。特別是近年來，國家加大了對高等職業教育的扶持力度，進一步明確了高等職業教育的人才培養目標為高等職業教育事業的科學發展邁出了堅實的一步。因此如何實現高素質、技能型人才的快速培養就是擺在高等職業教育面前的重要課題。模具技術發展及技術水平的高低直接影響著一個國家的工業發展，而模具高技能人才的匱乏，正成為我國模具工業發展的“軟肋”。為了適應國家經濟的發展，各類高等職業院校相繼成立了模具設計與制造專業。然而模具的教學是集理論、實踐、經驗、制造環境于一體的綜合學科。現階段絕大部分大專院校對該課程的教學方法仍然是繼承著傳統的以理論教學為主，無法滿足對現代模具工業技術人員知識、技術、能力培養的目標和要求。

二 創新課程建設理念、明確人才培養目標

為了適應市場對高素質、技能型人才的需求，縮小高職院校模具專業人才培養質量與企業需求標準的差距。在人才培養過程中，不僅需要培養學生掌握基本理論知識與實際操作能力，能夠進行簡單的模具設計，而且要高度重視學生職業道德的教育和可持續發展能力的培養，處理好規范與創新的關系、共性與個性的關系，提高思考和決策水平，形成能夠解決實際問題的能力，具體如下：

1 加強交流合作培養學生的團隊協作能力

現代的模具研發周期越來越短，產品的質量要求越來越高，傳統的設計流程已無法滿足社會的要求。這就要求模具設計人員在產品工藝分析與模具設計上具有團隊協作能力，通過合理的利用每一個人員的知識和技能協同工作，通過分析問題、解決問題，最終共同完成目標。因此筆者認為在教學中要注重培養學生的自主性、思考性、合作性，不僅要懂得尊重每一位學生，而且重點培養他們彼此學會包容、欣賞、尊重其他成員的個別差異性的能力，認識到團隊協作在產品工藝分析、模具設計以及個人事業發展中的重要作用。

2 加強資源整合培養學生的綜合運用能力

積極強化資源的整合，其中包括理論教學資源和實踐教學資源。專業基礎課的開設為了專業課程的學習做鋪墊，專業基礎知識在專業教學中的運用程度基本決定了專業課程教學效果。本課程與其他專業課程之間存在千絲萬縷的關系。筆者認為在教學過程中，理論方面，要注重學科之間的有機融合，將基礎學科的知識和內容融入到專業課程教學中，做到相互促進、相互補實、相互提高；實踐方面，要充分、合理地利用現有的教學資源，其中包括通過模擬生產企業的工作環境，創建模具流水生產線；改革和優化模具制造車間，建立基于模具制造過程的教學制度等等，為增強學生運用專業知識解決實際問題的能力創設情境。

3 堅持以人為本培養學生的可持續發展能力

本課程的靈活性非常強，相同的塑料產品在不同的設計理念和設計方法下，設計出來的模具也具有各自不同的特點。因此在教學過程中，堅持以學生的發展為根本，改變傳統的灌輸式教學模式，綜合運用現代的教學方法和手段，培養學生的自主學習能力和個性化發展，積極探索和引導學生利用網絡資源、圖書館資源等主動探尋獲取知識的能力和方法，為學生在專業領域的可持續發展奠定了堅實的基礎。

三 積極探索實踐、構建“1+3”教學體系

為了實現高素質、技能型人才的培養目標，本課程團隊對存在的問題，參照專業人才培養目標，結合“塑料成型工藝與模具設計”的具體內容進行模塊化配置，形成“1+3”配置模式，其中“1”指的是一個明確的目標和任務；“3”指的是完成任務的三個基本過程：提出問題、分析問題、解決問題。在教學中合理配置教學資源，通過運用項目式教學、啟發式教學、教學做一體化等先進教學手段和模式，提升學生對專業知識的掌握程度，同時提升自我學習的能力。教學過程如圖1所示。

四 結合教學條件、制定實施方案

1 教學資料的準備

要想設計模具，首先要認識模具。傳統的金屬模具由于其重量大、拆裝和調試時間長、油污較多，同時無法準確清晰的看到模具的結構。以本院為例，在教學中以采用透明的教學模具為主，這不僅克服了的模具體積較大等問題，而且透明的教學模具通過和專用的模擬機配合使用，可以在課堂上展示模具的運動，并能清晰地觀察到模具的運動過程和塑料產品的制造過程。同時在模具的運動過程中，教師可以根據講解速度的快慢來調節模具運動的快慢，以利于學生看清模具內部結構運動情況和產品成型情況。由于本課程是多學科綜合知識的運用，因此在教學資源配置過程中，將多媒體教室、CAD＼CAM實驗室、模具成列室融為一體，從而基本做到教室即為車間，車間即為教室。

2 教學過程的實施

本課程的教學課時為80課時。在教學過程中，將學生以宿舍為單位進行劃分，一般為4人一組，以寢室長為小組組長。學期一開始就將相關產品的模具設計任務書下發到每個小組，明確每個小組本學期學習的具體目標，然后通過任課老師指導小組內部進行分工協作，讓每個同學在整個學期都帶著目標和任務進行學習。

塑料模具設計內容主要包括三部分：塑件的工藝分析、成型設備選擇和校核、塑料模具設計，其中塑料模具設計包括八個項目分別是：成型部分、澆注系統、導向機構、側向分型與抽芯機構、推出機構、溫度調節系統、排氣系統、支撐零部件。因此在教學中將教學內容劃分為10個模塊進行項目式教學。筆者以“澆注系統”設計為例，構建“1+3”教學體系，具體教學方法和步驟如下：

(1)創設情境、明確問題

教師按照課程內容來創設學習情境，在一體化教室中采用項目式、任務驅動式教學模式。通過對若干種塑料制品(以飲水機支架為例)的結構進行觀察和認知，引導學生從不同角度分析若干種飲水機支架產品結構之間的差異，同時通過分別提問和共同討論的形式來深入了解學生對問題分析的合理程度。授課教師結合項目教學的教學目標，引導學生來分析引起產品外觀差異的主要影響因素，從而引入“澆注系統”的概念，同時結合塑料模具實例提出“澆注系統”塑料模具設計中的重要作用，最后明確在本項目操作中的具體教學目標。構建“1+3”教學體系中的“1”“澆注系統”的設計。

(2)團隊協作、制定方案

教師通過對上述飲水機支架產品的分析，明確了“澆注系統”的設計是模具設計的重要組成部分。通過授課教師的指導，每個小組在組長的統籌下，充分利用周邊的資源(例如：圖書館資源、網絡資源、專業雜志……)來分析和完成在本組產品的澆注系統討論、分析和設計。在此過程中授課教師要充分發揮和調動每個學生的積極性，組織學生展開課堂討論，增強學生的創造能力、團隊協作能力。最后在小組成員的共同論證的基礎上，各小組為本組的產品設計出一個合理的“澆注系統”方案。在任課教師的指導下，結合其他相關專業知識撰寫該設計方案在生產實際操作中的可行性論證報告。

(3)分組討論、優化設計

授課教師組織各組學生按照一定的順序通過多媒體設備來展示和解釋本小組產品的“澆注系統”設計的類型、優缺點以及在設計過程中遇到的問題和分析、解決問題的方法和思路。同時鼓勵全體同學對各小組的設計結果和設計的思維方式展開分析和討論，取長補短，最后授課教師點評每組設計結果的優點和缺點，并指導學生對設計的結果進行優化設計，進而形成更加合理的設計方案。

(4)強化認知、構建知識體系

通過利用模具虛擬設計實驗平臺進行三維仿真設計與加工，同時結合相關教學模具展示模具澆注系統的存在真實形式，任課教師選擇具有代表性的項目進行實例加工，組織學生對加工的結果進行比較、分析、討論，強化學生對相關知識的理解和認識。最后授課教師對知識點進行全面的分析和總結，幫助學生構建和形成完整的知識體系。由此學生不僅能夠充分地理解和掌握教學的主要內容，而且能夠熟練準確地運用已掌握的知識去分析和實際解決實際問題。基本實現工學結合、學以致用的教學目標。

五 建立基于重能力、求創新的考核評價體系

本課程是高職模具設計與制造專業的核心課程。筆者認為傳統的考核方式已不能引導學生全方面的發展。高職教育以培養高技能人才為根本任務，以適應社會需要為基本目標。為了能更好地考核出學生的專業技能水平，引導學生全面可持續發展，為此建立了新的考核模式。考核由“平時成績(20分)+模具設計說明書(40分)+模具實例(40分)”組成。具體如下：

平時成績。學生的平時成績由討論問題的表現和平時的學習態度來共同確定。

模具設計說明書。設計說明書包括兩個方面：第一，合理的模具設計要能充分體現學生對產品分析、總體方案論證、設計理念以及特殊部位的處理技巧；第二，一副模具的設計過程應充分發揮團隊協作意識、創新精神及信息化環境下對模具設計崗位和能力的思考。

模具實例。在二維設計的基礎上，結合虛擬模具設計平臺完成模具的三維實體設計，重點考察學科交叉知識的運用能力，以及模具結構的優化設計，進一步體現學生運用實際知識解決問題的能力和創新思維。

六 結束語

經過近幾年的教學改革實踐與探索，極大的提高了模具設計與制造專業教學效率、激發了學生的學習積極性，既培養了學生的動手能力、知識檢索能力、交流溝通與表達能力，也培養了團隊的協作精神，得到了用人單位給予的肯定和好評，特別是在當前金融危機的背景下，依然保持了良好的就業形勢。在今后高高等職業教育人才培養過程中，我們將繼續努力，完善和推進教學改革，為培養高素質、技能型人才貢獻自己的力量。

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編輯：小禾