基于UG的《模具設計與制造》案例式教學探索

李玉龍　王永強　張輝

【摘要】本文簡要的介紹了UG軟件的功能及特點，論述了基于UG軟件的《模具設計與制造》案例式教學的意義、設計思路和評價方式，并對案例式教學的效果進行了分析。

【關鍵詞】模具設計與制造 UG軟件 案例式教學

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）13-0245-02

普通本科教學思路為公共基礎課-專業基礎課-專業課，該過程較注重理論課的學習，對學生的邏輯思維能力要求高，而當前國家大力推廣應用型本科教育更加偏重于技術體系的建立，倡導技術實踐性教學，注重學生動手能力、創新能力和職業發展能力的培養。在本科應用型教育改革的大環境下，案例式教學方式已成為應用型本科教育課程改革的重要理念，其先進的思想為應用型本科教育的發展指明了方向[1]。作者對《模具設計與制造》以及UG軟件應用的教學工作進行了一系列的改革和探索。

1.UG軟件簡介

UG是Unigraphics的縮寫，是西門子工業自動化公司出品的一種用于產品設計制造分析的軟件，該軟件是基于過程的產品設計系統，從產品的設計、加工到分析均能實現數據的無縫對接，為產品的研發及加工制造提供了數字化的驗證手段。

UG不僅擁有較強的零件建模和工程制圖能力，而且具有產品虛擬裝配、運動仿真、動力學及有限元分析的功能。軟件的產品加工模塊能夠依據所建立的三維模型生成支持多種系統的數控程序，通過該軟件進行一系列的虛擬仿真，能夠大幅度提高新產品的可靠性，同時該軟件擁有二次開發語言，客戶可以根據自己的特殊需求設計開發專用的CAD系統。

2.基于UG的《模具設計與制造》案例式教學的意義

《模具設計與制造》是機械制造及其自動化專業的一門綜合性專業課，它以學生所學的機械制圖、機械工程材料、互換性測量、機械設計、機械制造等專業理論課為基礎，與實際生產緊密相關。傳統的教學方式較注重理論知識的學習，忽略了該課的實踐性。此外，隨著計算機技術的快速發展，計算機輔助設計與制造已成為現代設計方法的重要組成部分，CAD/CAM應用技術成為應用型本科院校機械類專業的一門專業技術科。UG作為一種三維參數化設計軟件，是當今世界最先進的集設計、分析、制造于一體的軟件[2]。該軟件功能多、命令多，需要反復練習和長期實踐，才能夠掌握好該軟件的技術應用。傳統的軟件類教學是老師在課堂上對命令進行講解和操作演示，盡管學生容易明白老師的示范，但下達任務讓學生自己操作的時候，大部分學生眼高手低不能完成相應任務。此外教師在課堂上所演示的案例內容不具有關聯性，學生在實際操作時，對零件的應用型沒有直觀的認識，認識不到軟件應用課為專業課服務的特點。

為使《模具設計與制造》的教學內容更加有趣，調動學生學習的積極主動性，使課程的設計盡可能的貼近模具設計與制造的工作過程，解決當前UG軟件教學所面臨的問題，采用案例式教學方式，引導學生通過UG軟件進行一系列的模具設計，提高學生的實踐能力和團隊協作能力。

3.基于UG的《模具設計與制造》案例式教學設計思路和教學評價

案例式教學以沖壓成型工藝中典型的沖裁模、彎曲模、拉深模和塑料成型工藝中的注射模為案例。這些模具的設計不僅涵蓋了《模具設計與制造》的全部教學內容。同時在案例實施的過程中學生對UG軟件的操作學習，滿足了UG應用課程的教學要求。如沖模設計包括模具零件的三維實體造型設計、裝配設計以及工程圖設計，注射模具的設計涵蓋了塑件造型、分型面選擇、澆注系統設計、溫度調節系統設計等教學內容，通過這些案例式的教學能夠加深學生對沖壓模和塑料模基礎知識的理解，使其掌握UG相關功能模塊知識的同時，提高了動手能力和實踐能力。

案例式教學過程中，教師講解案例相關的理論知識和模具設計過程中需要注意的問題，明確教學內容和教學目的。課下教師提供相關課件和案例實施的視頻。課件含任務描述書、UG相關功能模塊的介紹；視頻中有完整案例的實施過程。

案例式教學具體實施過程中，將5-6名同學分成一個小組，每個案例在實施過程中設項目組長一名，負責協調小組成員的任務分工問題。例如，安排兩位同學負責零件的三維建模、兩位同學負責虛擬裝配，其余同學探索運動仿真和數控加工模塊的學習。各成員依據相應任務，查閱資料，進行方案探討，提出實施方案。隨著不同案例的實施，成員之間采用輪換式的學習方式，交換所學功能?？靃3]。四個案例實施完成后，各成員均能掌握UG的不同功能模塊，且進一步鞏固了《模具設計與制造》的相關知識。

案例式教學方式的考評在案例實施過程中進行，即過程化考核。當一個案例完成以后，小組進行匯報和答辯，教師針對學生在實施過程中存在的問題進行匯總和點評。同時對該項目組進行總體評分，該組的評分作為該組所有同學成績的計算系數，項目組成員之間進行互評，得到每名同學在案例實施過程中的成績。當所有案例完成后，匯總得各組的總成績，成績最好的小組給予獎勵；匯總每位同學的成績作為該生《模具設計與制造》以及UG軟件應用課的成績。

4.案例式教學的效果分析

實踐表明，《模具設計與制造》與UG軟件應用課程的案例式教學方式，改變了傳統的教學思路，為學生提供了更加真實的貼近工作實際的教學環境，鍛煉了學生解決實際問題的能力，有助于學生對課程知識點的理解和掌握，提高了學生學習的積極性。滿足了應用型本科教育圍繞社會職業崗位需要，能力為主的要求。

參考文獻：

[1]段慧珍，李偉，于仙等.應用型本科教育的探索[J].時代教育.2016（1）：38.

[2]陽娣莎，王江蘭.UG軟件應用課程項目化教學改革的探索與實踐[J].中國教育技術裝備.2015（10）：108—109.

[3]于丹.職業教育塑料模具課程教學改革探討與研究[J].改革.2013（9）：96—97.

作者簡介：

李玉龍（1989-），男，河南開封人，助教，畢業于河南理工大學，主要研究方向為模具CAD/CAM技術研究與應用，發表學術論文5篇，獲發明專利1項，實用新型專利多項，2016年被評為全國第三屆碩士優秀實踐成果獲得者。