應用型本科《塑料成型模具設計》課程的教學改革研究

陳營 魏燕紅 黃曉燕 周紅梅

成都工業學院材料與環境工程學院 四川 成都 611730

引言

隨著材料科學的發展，聚合物材料逐漸替代鋼鐵、木材、陶瓷等傳統的材料，廣泛出現在人們日常生活的各個角落。塑料材料是聚合物材料的重要分類，95 %以上的塑料制品是通過模具來成型的，聚合物材料成型和控制已成為材料成型及控制工程專業中的重要組成部分[1-2]，《塑料成型模具設計》課程是材料成型及控制工程專業的一門重要的專業必修課，該課程通過對塑料成型工藝與模具結構設計等領域的學習，可以培養掌握常用類型塑料成型工藝及模具結構的設計理論、設計方法和設計技能的應用型高級工程技術人才[3-4]。成都工業學院材料成型及控制工程專業從創建以來，就一直堅持以培養學生的工程實踐能力和工程素質為主線，為四川地區以及長三角地區培養了大量模具設計與制造應用型技術人才。本課程以應用和社會需求為導向，以培養學生從事聚合物材料成型及模具設計能力為核心，對原《塑料成型工藝與模具設計》課程已有教學體系和教學內容進行了重組和優化，提高了教學效果。

1 課程建設理念

該課程按照四川省構建“一干多支、五區協同”區域協調發展格局的戰略部署，圍繞電子信息、裝備制造等產業體系，依據學校“根植地方，魂在應用；產教融合，協同育人”的辦學思路，堅持地方性、應用型、開放式的辦學定位，以應用和社會需求為導向，主動對接材料成型行業和模具企業標準，圍繞應用型人才培養設計教學內容和組織教學活動。

該課程聚焦應用型人才培養模式改革，通過人才培養源頭與行業企業對接，構建應用導向的課程體系，加強真實環境實踐教學的軟硬件建設，校企共建專業教學團隊等舉措，探索并實踐以“培養規格與行業標準相融合”、“教學內容與工程實際相融合”、“教學過程與工作過程相融合”、“教學場所與真實工廠相融合”、“教師隊伍與工程師隊伍相融合”為主要特征的產教“五融合”應用型工程人才培養模式，如圖1所示。

圖1 產教“五融合”示意圖

2 教學改革與實踐

2.1 加強校企合作，培養“雙師型”教學團隊

為更好地提升人才培養質量，加強《塑料成型工藝與模具設計》課程教學與地方經濟社會發展的緊密聯系，成都工業學院與企業合作，在重慶平偉集團、成都宏明雙新股份科技有限公司、成都寶利根精密模具有限公司等國內模具行業龍頭企業洽談實踐教學基地建設，建立了校企合作關系，企業全方位的參與本課程的課程建設、師資培訓、實習實踐和教材建設等工作。

在課程建設及課程開發過程中，課程組成員走進寶利根、宏明雙新、重慶平偉等企業進行至少為期半年的工程實踐，參與技術研發，探索塑料成型工藝及塑料模具在企業中的真實應用情況，保證課程教學與企業實際應用能緊密結合在一起，同時，企業定期安排有經驗的模具工程師到學校進行課程建設研討，并開展一些相關講座，同時，企業的模具工程師參與指導學生畢業設計，按企業的設計要求對學生進行模具設計及設計規范的培訓與指導，以達到應用型人才培養的目的。

2.2 “兩個教學循環”，提升專業技能

“實踐、認識、再實踐、再認識，這種形式，循環往復以至無窮，而實踐和認識之每一循環的內容，都比較地進到了高一級的程度。”這是實踐和認識的辯證關系。開展課程教學活動，要遵從事物的認知規律，發揮主觀能動性，要找準理論與實踐的結合點，重視實踐總結，在總結中升華，在升華中創新，在創新中發展，形成認識和實踐的良性循環，取得質的飛躍。工科、理科、文科、管理、藝術，顯然不同的學科門類有其不同的學科體系，同一學科不同的專業又有其不同的學習規律，但認識的主線都是沿著“實踐、認識、再實踐、再認識”的螺紋式上升軌道前行的[5-7]。基于這樣的認知規律，本課程組在構建《塑料成型模具設計》課程的教學時，是按照循環式、螺旋式遞進的思想來設計，漸進地、不斷地加強學生理論基礎與實踐能力的掌握度。鑒于此，該課程橫跨兩個學期，各圍繞不同的教學目標及要求展開教學：

《塑料成型模具設計-1》主要講授塑料成型模具的發展趨勢、塑料成型模具的分類、塑料制件設計，以及注塑模具的基本知識，以掌握單分型面注塑模具的設計理論和設計方法為目標。本課程采用理論與實踐緊密融合的教學模式，課程當中，安排有《塑料模結構分析》實習；課程結束后開展《塑料模課程設計》實習。上述教學環節構成了學習塑料成型模具設計的第一個教學循環。

《塑料成型模具設計-2》課程建立在學生進行完第一個循環教學之后，是在總結《塑料成型模具設計-1》所學知識、應用能力和學習方法的基礎上，繼續加深和拓寬本課程內容，使學生較全面地掌握注塑模的設計理論、設計知識和設計方法，具備解決中等精密、復雜注塑模具的設計與制造問題的知識與能力。本課程還講授其他一些常用模具的基本知識與設計要點，包括塑料壓塑成型模具、塑料傳遞成型模具等，使學生具有解決壓塑模、傳遞模設計與制造問題的基本知識和基本能力。

2.3 采用實物教學

近幾年來，為教學添置了全套教學模型，包括拆裝用塑料模具以及用不同成型的方法生產的塑件及澆注系統等，制作了教學投影片。在課堂教學中使用實物，讓學生眼見為實，增加了學生的感性認識，激發學生學習興趣，從而提高了教學效果。模具科技館有近500件塑料產品和塑料模具，包括了各種典型塑料模，課程組經常采用現場教學的方式，讓學生直觀地認識各類塑料模結構。模具拆裝室有近300副模具，供學生進行拆裝分析。

2.4 建立自主學習平臺

本課程組創建了資源共享課程，學生可登錄愛課程網站，進行課程的學習。

網站上課程資源豐富，主要有教學資源、多媒體資源、企業案例和參考資料等。教學資源包括該課程教學大綱、理論及實踐教學指南、學期授課計劃、教學課件PPT、授課視頻等。多媒體資源主要有授課視頻、生產過程視頻演示、塑料成型過程動畫演示、不同塑料模具工作動畫演示等。課程組還收集了大量的企業案例，不同的企業提供了具有不同企業特色的設計案例，這些案例是企業原汁原味的設計案例。通過這些案例的學習，使學習者可以學習不同企業的設計、制造風格和各種不同標準的應用。課程網站中還提供了學生學習的參考書目錄和模具標準目錄，便于學生深入學習課程。

2.5 加強教學實訓，提高學生動手能力

本課程是實踐性非常強的課程，除安排有實驗課外，還開設了塑料模結構設計與制造實訓。實訓課與理論教學相配合，涉及模具結構分析、模具零件加工、模具課程設計等。

2.5.1 模具結構分析實訓。第一個教學循環后，安排有模具結構分析實訓。該實訓過程主要是每組同學對不同的典型模具進行拆裝并測繪，通過模具拆裝，可幫助學生進一步了解不同模具的結構組成及工作原理，同時學會分析模具零件之間的相互連接與裝配關系，掌握模具的裝配順序，熟悉各種裝配工具的使用。拆裝完成后對模具進行測繪，并繪制模具結構圖，鞏固和加深課程理論知識，同時也可復習鞏固制圖知識，為今后的塑料模具課程設計打下基礎，實現從理論到實踐，從實踐再到理論。

2.5.2 模具結構設計與制造實訓。第二個教學循環完成后，安排有塑料模結構設計與制造實訓項目，要求學生對給定的中等復雜塑件進行模具的設計與制造，即編制塑件的成型工藝流程；設計塑料模，繪制模具裝配圖及部分非標零件的零件圖；編制所繪零件圖的加工工藝卡；在分組討論和教師講評設計結果的基礎上，基于標準模架，分組制作所設計的模具，重點實施成型零件的加工以及模具的裝調。通過這兩個實訓，學生所學模具設計與制造知識得到了鞏固，軟件操作技能、機床設備操作技能、塑料模具設計與制造能力明顯提高。

2.6 開放模具科技館和模具實驗室

模具科技館作為成都工業學院模具教學在全社會地位的一個代表，在課程建設的過程中進一步完善了模具科技館網站的維護和升級，將其建設成為了我校模具類行業的一個窗口。通過開放模具科技館，開放高分子材料成型實驗室，開放模具CAD/CAM實驗室，為學生日常參觀、實驗、競賽等服務。通過模具科技館和模具實驗室的開放，既豐富了學生們的校園文化生活，同時使學生對本課程的內容能夠更深入地理解和掌握，極大地提高了學生學習的積極性和主動性。

3 結束語

總之，通過本次教改，使學生除了掌握必要的專業知識外，還加強了學生動手能力的培養，并提高了教學的質量，突出應用型本科大學教育特色，滿足了企業對模具專業學生的知識和能力的需求。