基于產學協同人才培養模式下《高分子材料成型模具》教學改革研究

劉艷軍 張保衛 張 濤 王林艷 甄建斌

太原工業學院材料工程系，山西 太原 030008

在日常生活與生產過程中，大家使用過或者見過很多種塑料制品，這些塑料制品（小到生活日用品，大到汽車、重型機械、動車和航天飛機的零部件）是如何制造的？這些關系民生與國家安全的零件都是通過模具成型制造出來的。模具產業對于普通人民的生活和國家發展等都起著至關重要的作用，發展模具產業迫在眉睫。我國模具產業相比較于國外模具產業雖然有了一定的進步，但是仍存在一定的差距。而發展模具產業的關鍵之一是培養新型的模具產業人才，為中國模具產業的發展提供新鮮血液。

一、課程現狀

《高分子材料成型模具》課程是一門實踐性很強的課程，其任務是培養新型的模具產業人才，能夠設計生產高分子制品的模具，并解決實際生產過程中模具所出現的問題。但是，目前傳統的教學方法較為單一，已無法滿足培養學生的要求。該課程的實踐環節主要依靠課程設計，更多是理論方面的設計，無法與實際生產相結合，更難與企業通過產學進行結合，實現產學協同。

（一）傳統教學方式的局限

傳統的教學方法主要依靠教師通過板書向學生灌輸課本上的內容，教師和學生之間單向交流，教學方法比較單一，學生通常是被動聽講，難以激發學生的探索意識，導致學生學習的知識有限，無法實現能力素質的提高。而《高分子材料成型模具》是一門對于實踐經驗要求較高的課程，對初學的學生們來說，入門較困難，一方面是由于課程中模具結構十分復雜，靜態的示意圖很難描述出模具的運行過程，如圖1所示。此外，缺乏塑料制品的實際生產情景，也會使學生感到課程枯燥。

圖1 注塑模具開模過程

（二）課程實踐環節設置不合理

目前，該課程的實踐環節主要依靠課程設計來完成。課程設計是通過教師布置設計任務書，學生按照任務書的要求完成塑件與模具的設計。通常課程設計所選擇設計的塑件與模具與實際生產脫節，與生產一線聯系較少，因此會導致學生缺乏在實際生產中設計與制造模具的能力。這也使得目前培養的學生普遍缺乏解決實際生產問題的能力，難以滿足企業對于人才的要求。模具設計所需要的軟件種類很多，操作過程較為復雜，學生們很大程度上是通過自學來學習，水平往往參差不齊。

（三）與企業的產學協同合作缺乏

許多高校已經和企業簽訂了產學協同合作協議，但缺乏《高分子材料成型模具》課程的產學協同生產性實訓基地，這就使得相關專業的教師和學生與企業之間缺乏合作，造成了教師所掌握的知識普遍與實際生產脫節。由于平臺的缺乏，也無法通過校企合作進一步帶動學生參與企業的攻關項目。教師與學生普遍愿意參與企業的攻關項目，將課堂內容與實踐生產相結合，實現產學協同。

因此，有必要通過改革傳統教學方式，設置與生產相關的課程實踐環節，與企業共同建設產學協同平臺，構建應用型《高分子材料成型模具》課程，為教師授課提供相關知識和設計思路，提升學生的實踐生產能力，為企業解決生產中的問題。

二、課程改革

本課程的目標為：建設成為具有新型教學方式的理論與實際生產相結合的應用型課程，培養學生能夠親自進行塑件與模具的設計，并將模具應用于生產實際，參與企業的技術產品攻關。為此，本課程的建設主要通過以下幾個方面進行：

（一）課程內容多媒體化

課程內容的多媒體化主要包括課堂內容多媒體化和利用軟件授課實現互動交流。多媒體技術的迅速發展帶動了教育技術的革新，教師不再是單向灌輸課本上的知識，而是通過多媒體的軟件與硬件，實現與學生的互動交流與答疑解惑。傳統教學方式所依靠的板書授課被新型的教學軟件所替代，展現在學生眼前的是豐富多彩的課堂內容，利用多媒體的聲音與圖像，將課堂內容立體化。這使傳統課堂的形式、內容、教學方式都發生了顯著的變化。在《高分子材料成型模具》課程的教學中實施多媒體教學，將可以收到良好的教學效果。

高分子材料成型模具在設計的過程中很大程度上依靠計算機輔助設計。多種軟件如AutoCAD、ProE、SolidWorks、MoldFlow等廣泛應用于模具設計。《高分子材料成型模具》課程的關鍵與難點是如何教授學生利用上述軟件設計模具。而多媒體技術使得教師一方面能夠通過計算機教授學生利用軟件設計模具，另一方面可以通過計算機網絡實現教學交流。目前，太原工業學院正處于高速發展階段，正大力推進特色鮮明和具有重要影響的應用型本科院校建設。《高分子材料成型模具》課程作為高分子材料與工程專業的專業基礎課，也要為實現這一目標進行課程改革。

我們對現有的上課內容進行多媒體化，將課本上的示意圖制作成動畫，利用多媒體進行演示，使原本難以理解的模具運行過程變得生動具體，使學生更容易理解課程內容。利用多媒體工具記錄工廠實際生產過程，讓學生了解模具的設計與制造過程，同時結合塑料制品的生產過程，讓學生對于生產實際情況有所了解，為將來的工作做好準備，參加工作后能夠更好地融入企業。

我們對于傳統課堂改革另一個重要方面是利用計算機機房實現在模具設計過程中教師與學生之間交互溝通。我們將傳統課堂的部分上課地點改在計算機機房，這一措施將會使得每個學生都能夠操作計算機軟件進行模具設計，同時利用計算機網絡實現教師與學生在設計模具過程中的互動交流，教師可以實時檢查學生的設計，為學生提供指導。這一改革將會全面提高學生的實踐操作能力，保證學生在就業后直接上崗，將自己所學應用于實踐生產。

（二）改革課程實踐環節

改革課程實踐環節，構建設備齊全的模具實驗室，將模具與注塑機等生產成型設備匹配，進行實際操作與生產。

選擇與實際生產緊密結合的課題，作為課程設計的選題范圍，增加課程設計的實踐性。充分利用學科建設資金與資源，購置各種類型及結構的透明模具，構建模具實驗室。將模具實驗室打造成學生學習的第二課堂，將透明模具安裝到注塑機上，生產塑料制品。通過讓學生觀察生產過程、操作生產設備、分析制品問題及解決生產過程中遇到的模具問題，鍛煉在實際生產中設計與制造模具的能力，有效培養學生解決實際生產問題的能力。

（三）建立實訓基地

與生產企業建立產學協同生產性實訓基地，師生與企業共同參與企業重難點項目，形成企業與高校的合作共贏局面。

太原工業學院材料工程實驗中心，目前擁有面積約2500m的實驗和研究用房，利用現有條件，通過與企業靈活共建的方式，構建集產學研為一體的生產性實訓基地。在實訓基地內，以企業需求為導向，學生將全程參與模具的設計與制造過程。同時，將制備的模具安裝到成型設備上，通過試模過程，實現塑件的連續生產。通過實訓基地的開發，進一步提高學生的實踐生產能力，同時能夠保證學生在畢業后進入相關企業從事模具設計與制造的工作。

（四）修改教學大綱

修改教學大綱，改革課程實踐環節，利用企業實現產學協同育人。教學大綱是一門課程的指導性綱領，在已有教學大綱的基礎上，我們將改革課程的實踐環節，豐富課程實踐內容。

首先，實踐環節的課程設計題目將會來源于企業的實際需求，教師將需求分解成若干部分，發布給學生，學生按照企業需求完成相關課程設計。這類題目將會大大提高學生的實踐能力，實現課程設計與實際生產結合。同時企業的需求又可以通過課程設計得到解決，真正實現校企合作雙贏。

其次，實踐環節將增加模具設計軟件的操作技能考核，在原有專業基礎知識上，逐步增加計算機輔助設計、材料加工編程、相關模擬計算軟件在教學中的比重，并增加模具設計軟件的操作技能考核，促使學生能夠真正掌握相關設計軟件的操作。列入考核的計算機輔助設計軟件主要包括AutoCAD、ProE、SolidWorks、MoldFlow 等。

三、總結

發展我國模具產業的關鍵之一是培養新型的模具產業人才。通過改革《高分子材料成型模具》課程，培養新型人才，為我國模具產業由“大”變“強”而努力。太原工業學院作為山西省首批應用型轉變試點高校，致力于通過產學協同的培養模式培育應用型的人才。太原工業學院材料工程系的材料科學與工程學科為山西省重點扶持學科，實驗中心獲批山西省示范實驗中心，在國家和省的支持下，我們將從以下方面對《高分子材料成型模具》課程進行改革：

（一）利用多媒體技術，將CAD、CAE、CAM軟件等設計軟件引入課程教學，突破傳統教學方式的局限；

（二）改革課程實踐環節，構建模具實驗室，進行實際操作與生產，提高相關專業學生的實踐能力；

（三）與企業共建產學研一體的生產性實訓基地，實現高校與企業共贏的合作模式。