新工科背景下基于虛擬制造技術的模具實訓實驗雙語教學模式初探

劉東靜 樊亞松 鄧莎 李明楓 陳虎城

摘? 要 新工科背景下國際化人才的培養成為高等教育發展的方向。對模具實訓實驗教學現狀進行分析，認為“填鴨式”的教學手段、實訓內容的滯后性和“雙語型”教師的缺乏，已經不能滿足新工科背景時代要求。通過實施基于虛擬制造技術的模具實訓實驗雙語模式教學，在課程改革方向提出三步走的措施：提升師資隊伍新工科教育能力;教師教學模式國際化;加強學生實踐操作能力。該培養模式為國際化人才的輸出打下堅實基礎，為中國新工科建設發展添磚加瓦。

關鍵詞 新工科;虛擬制造技術;模具實訓;雙語模式

中圖分類號：TP391.9? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）18-0129-03

1 前言

當今世界新一輪的科技革命和產業變革加速進行，國家與國家的實力競爭表現為綜合國力的提高。國家創新驅動的發展，“一帶一路”“互聯網+”建設的提出和“中國制造2025”等一系列重大戰略的實施，都離不開工程科技人員創新創業能力的提高和跨界國際視野整合的能力[1]。因此，新經濟的蓬勃發展勢必需要新工科專業建設的改變來助力經濟轉型升級。

新工科是指針對新經濟、新產業等設置和發展的一些新興工科專業，主要體現為“五新”：新的工程教育理念、新的學科專業結構、新的人才培養模式、新的教育教學質量、新的分類發展體系[2]。機械類作為集機械、信息、材料、物理、控制等相交叉的一門學科，成為新工科專業建設改革的排頭兵。因此，相比于傳統工科，新工科對高等工程教育提出新要求、新思路和新理念。

2017年，教育部達成“復旦共識”和“天大行動”，對高等教育國際化提出新挑戰和新考驗[3]。模具課程是模具設計與制造專業的核心專業課程，實踐教學是培養學生動手能力和創新能力的重要載體。面對工程教育專業認證的國際形勢，培養學生具有國際視野，增強學生的綜合素質能力，是適應新工科背景的重要內容[4]。本文針對目前模具實訓課程教學過程現狀進行分析，提出基于虛擬制造技術的模具實訓實驗雙語教學模式來適應新工科國際化發展。

2 模具實訓課程教學現狀

教學手段“填鴨式”? 以桂林電子科技大學實訓內容“注塑杯子”為例，實訓課程為兩個學時，也就是90分鐘。除去前期的設備問題調試，課程注意事項的強調時間，教師在講解過程中從實驗設備工作原理到操作步驟展示大約需要30分鐘，注塑一個產品從開始到冷卻結束需要10分鐘。選修本批次實驗95人，共12批次，每批學生八人。在注塑學習有限的課程時間內，不能保證每個學生注塑一個產品，更不能允許學生進行多次工藝參數的修改，因此，學生不能由淺及深地對該實訓內容進行學習，達不到培養學生由驗證性實驗到設計性實驗的實訓要求。教學手段“填鴨式”只能把理論知識強烈灌輸給學生，理解消化的程度得不到保證。

實訓內容滯后? 目前實訓的內容主要包括了解注塑機的基本布局組成、工作原理、結構特點和注塑機順序循環工作過程，掌握影響注塑成型的主要工藝參數以及注塑模具與注塑機的關系。注塑機采用的是杭州申達注塑機，為半自動操作設備。該設備注塑成型過程主要為加料、熔融塑料、注塑、制件冷卻和制件脫模五大步驟。注塑機的順序循環工作過程為鎖合模、射臺進、注射、冷卻保壓、冷卻儲料、射臺退、開模和頂出。該實訓過程最后對樣品進行檢查、測量和計算，主要檢查制品是否缺料、表面光澤程度、銀絲均勻程度和氣泡問題。同時，測量和計算制品的收縮率。該方法只能對所生產的樣品進行缺陷分析和可靠性預測。

隨著科技的發展，新的技術——虛擬制造成為目前產品開發設計樣品的重要方法。虛擬制造技術完全模擬生產制造過程中人與機器的人機交互信息交流過程，在產品制造過程中針對出現的問題采取有效的改進措施，保證產品一次性合格，降低成品生產成本，提高生產效率，同時可以減少產品開發時間[5]。因此，與時俱進的技術才能保證大學課堂的理論知識和社會實踐不脫節。

“雙語型”教師缺乏? 據調研，目前針對模具實訓實驗課程，全國高校主要采用母語中文進行授課，幾乎沒有采用雙語教學的模式。所謂雙語教學，即母語和非母語交叉使用的學科教學。目前非母語主要采用的是英語[6-7]。為了能夠更好地與世界接軌，機械學科的雙語教學成為當前高校教學改革的熱點之一，尤其是實踐類的教學，雙語教學顯得更為重要。以桂林電子科技大學為例，目前從事模具實訓教學的主要是青年教師和實踐經驗豐富的老教師。青年教師雖然具備較強的外語專業能力，但采用雙語教學還缺乏實踐經驗，涉及的專業內容零散、非系統化;年老教師雖然具有實戰經驗，但對英語的熟練應用還需要加強。

3 課程改革內容

提升師資隊伍新工科教育能力? 在教與學的過程中，教師首先要具備過硬的專業知識素養和教育教學水平，因此在新工科背景下必須要提升師資隊伍的教學能力。教與學是一個相長的過程。教師在教學過程中要使用精確、嚴密、簡練的模具專業學科術語，才能讓學生掌握模具基本知識（如表1所示）。

只有具備國際視野且專業能力過硬的教師，才能培養出眼界高和業務能力強的學生，才能和世界接軌。新工科教育課程建設過程中，可以采用引進海外人才措施，同時加強本土化的國際培訓來提升國內教師的業務能力。從目前的趨勢來看，各大高校也把海外高層次人才引進作為工作的重點。針對國內任課教師，可以提供他們參加在職外語培訓來提升雙語教學能力。專業課教師和國際學院教師可以采用結對的形式，在結對過程中，專業課教師能夠提高自身的外語學習能力，外語專業教師能夠掌握機械專業基礎知識，形成一種互補的形式。在開設雙語課程之前，學校要對專業教師進行考核，專業能力考核合格，才能擔任模具實訓課程教學。

教師教學模式國際化? 新工科形勢下，教師應該多參加虛擬制造技術相關的會議或論壇，學習同學科或不同交叉學科相關的技術知識。政策上鼓勵教師走出國門進行海外進修，學習借鑒國外模具專業發展的先進經驗。教學模式上要走國際化路線，針對教學計劃、課程設置以及授課方式學習國外的課堂模式。針對中國學生聽說讀寫能力薄弱的特點，雙語授課過程中要采用簡單易懂的專業語言進行交流。在虛擬制造技術模具實訓實驗教學過程中要激發學生的課堂學習熱情，培養學生的學習主動性。借鑒國外教學模式，采用啟發式授課形式，讓學生自己動手找答案，提高學生的主觀能動性。課堂上要多讓學生開口說，避免教師滔滔不絕，學生卻閉口不說啞巴式的聽課形式。同時，避免學生在學習過程中先把模具術語英文翻譯成中文的形式。課堂形式多采用小組討論模式，結合具體的案例進行分析，讓所有學生都參與課堂互動。

加強學生實踐操作能力? 實訓操作方面，加強學生的實踐動手能力。教師要鼓勵學生敢于嘗試、勇于創新、不怕出錯，針對設備上的全英文操作步驟，讓學生熟練掌握，在熟練操作的基礎上才能夠修改工藝參數，設計出符合客戶需求或產業要求的樣品。以汽車覆蓋件為例，讓學生自己動手進行模具虛擬設計、模具制造、模具裝配以及虛擬調試。在各工藝流程的實際操作過程中，才能分析注塑樣品存在凹痕和氣孔等缺陷的原因。在實踐操作過程中，通過注塑樣品掌握工藝參數溫度、保溫時間長短、壓力大小對注塑樣品的影響。加強實驗教學力度，學生小組制采取“以賽促學”的方式來考核學生動手能力的掌握，激勵學生掌握模具設計的基本知識，達到實訓鍛煉的目的。

4 結語

新工科背景下國際化人才的培養是我國高等教育改革發展與國際接軌的必然趨勢。模具實訓教學存在采用“填鴨式”教學手段、實訓內容滯后和“雙語型”教師缺乏的問題，難以滿足新工科背景時代要求。基于虛擬制造技術的模具實訓實驗雙語模式教學，課程改革方向提出三步走的措施：提升師資隊伍新工科教育能力、教師教學模式國際化、加強學生實踐操作能力。該培養模式為國際化人才的輸出打下堅實基礎，為中國新工科建設發展添磚加瓦。

參考文獻

[1]張海生.我國高校“新工科”建設的實踐探索與分類發展[J]重慶高教研究，2018，6（1）：41-55.

[2]付曉.“新工科”背景下中國高校國際化人才培養路徑探索[J].中國石油大學學報：社會科學版，2017，33（6）：97-102.

[3]李松田.“新工科”建設背景下化工專業人才培養的探索與實踐[J].平頂山學院學報，2017，32（6）：108-110.

[4]羅萬成.虛擬現實技術與“新工科”人才培養：以重慶文理學院為例[J].重慶高教研究，2018，6（1）：65-77.

[5]梁月吉.基于虛擬仿真技術的工程測量實驗教學初探[J].中國教育技術裝備，2017（22）：56-57，60.

[6]蘇娟華.雙語教學在沖壓工藝及模具課程中的實踐[J].高教論壇，2009（4）：65-66.