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模具设计与制造课程教学改进

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摘要:《模具设计与制造》是一门专业性、理论性和综合性很强的课程。通过总结课程传统教学中存在的不足,提出一些关于教学内容、方法和实践教学等方面的改进措施。目的在于传授给学生实用的专业知识和技能,培养学生动手和创新能力,培养高素质的专业人才。从而提高他们的市场竞争力,满足模具企业的需求。

关键词:模具设计;教学;实践

引言

模具作为制造加工技术和设备的基础,广泛应用于机械、汽车、化工等重要行业和领域。[1]需要有扎实的专业基础和强烈的创新意识,才能掌握和发展这门重要技术。制造企业对模具人才的需求越来越大,特别是那些既掌握先进模具设计制造理论和方法,又能熟练使用工程类软件并且具备一定设计经验的人才。但模具设计课程的教学经验和模具企业的反馈表明毕业生的整体素质仍不尽如人意。因此,通过改进课程教学来提高在校生的专业素质变得尤其重要。

1课程体系设置

整个模具设计与制造课程所涉及的知识点十分庞杂,通过知识分类可以将课程分为制图基础、模具设计与模具制造三个大块。制图基础部分不仅包括了工程类专业所必须掌握的测绘制图相关理论基础,还涵盖了平面制图和立体建模软件的操作应用。第二大块模具设计内容要求同学充分掌握冲压工艺和结构设计方面的知识,学会应用所学知识灵活完成冲压模具设计。第三大块模具制造,包括了传统制造和特种制造技术的知识。在掌握各种制造工艺的基础上,学会选择合适的制造手段完成产品加工。这样,整个课程体系的设置就十分立体,从机械基础到成形工艺、从理论知识到工程实践都有所涉及。那么,这样的课程体系设置对于提高学生本科学习阶段的理论水平与综合能力都有极大的促进作用。

2传统教学中存在的不足

2.1课程内容较陈旧

模具行业正在发生变化,但课程和教材的知识相对较为陈旧,没有与时俱进的去关注新技术、新工艺。虽然一些学校制定了新的教学大纲,选择了新教材,但是仍没有涉及已经在企业中广泛普及的计算机三维设计技术应用的教学内容。虽然设置一些计算机制图课程,但并没有将建模技术与模具设计理论结合起来,已经无法满足模具企业与市场发展的需要。

2.2教学方法较刻板

模具设计与制造是一门实践性很强的课程,然而为了完成教学任务,有时只能凭借口述方式来解释较为抽象的机械工作原理,空间想象能力较为薄弱的同学则很难理解其中内容。老师在课堂上的讲述内容过多,而留给学生自主思考的时间过少,学生很难参与到教学过程中去。久而久之,学生也逐渐失去学习的兴趣。这样刻板的教学模式,不仅影响直接学生对知识的理解和接受程度,而且影响他们思维能力的发展。

2.3理论与实践不同步

虽然高校都安排了专业实践内容,但是这些实践内容往往在专业课程学习后很久才进行。[2]学生就无法及时温故和梳理课程所学的专业知识。同时,实践过程中没能建立起系统明确的实践考核方法,衡量学生实践过程中表现的标准没有明确。

2.4考查方式较陈旧

考查方式通常是单一且缺乏灵活性的理论笔试。学生通过考前突击背诵记住知识点,但却没能理解其含义,更不用提在实践中灵活应用了。这样无法匹配相关企业对于综合实用型人才的需求的。

3课程教学改进措施

首先要明确课程教改的目的是提高学生的综合能力,打破不适应当今社会与市场发展的教育教学模式。那么,课程教学内容就应该围绕培养学生扎实的理论基础和丰富的实践经验开展。根据专业背景和特点,探索适合实践型人才培养的教学方法。最终形成具有专业特点的教学内容和方法。

3.1教学内容改进

在企业中,模具设计和模具制造是前后衔接的重要环节。模具产品先要通过工艺分析与结构设计,而后才能实现数控加工与制造。三者环环相扣,缺一不可。那么,课程教学内容就应该围绕成形性仿真分析、模具结构设计和模具数控加工三个大块来开展,并由此形成一套完整健全的课程体系。综上,模具设计与制造课程可分为两个部分:理论和实践培训。理论课程充分利用实验室的先进计算机设备教授学生工艺理论以及软件的操作和数控设备的使用。实训课程中,让学生以典型零件的冲压模设计与制造为例,综合运用前面课程所学习的软件与设备操作方法结合工艺理论基础完成典型零件的设计制造。引导学生使用相关的板材成形CAE软件完成产品冲压工艺的数值模拟。再根据模拟所获得的合理的工艺参数去指导完成典型零件的模具设计。最后,根据设计的结果,在数控机床中实现加工制造。从学生接受模具设计任务开始,让学生独立完成任务,教师仅应给予辅助指导。这样的方法将传统教学与课程设计相互融合,克服了理论讲授与设计实践脱节的缺点。既能激发学生对于课程学习的兴趣,又能充分锻炼学生独立解决问题的能力,使学生实践得以贯穿于整个教学过程。

3.2教学方法改

传统课堂上同学与老师交流很少。针对这一情况,在课堂上向学生提出实际生产中可能存在的一个个问题,让他们去应用所学的理论知识分析成因并提出解决措施和方案。以这样的方式来提升学生解决问题的能力。充分发挥传统教学、多媒体教学和实践教学的特点,实现优势互补。将真实的工程模具结构图纸用多媒体手段呈现在课堂上,对照图纸结合课本上的知识点讲解模具设计基本内容。[3]请现场工程人员来到课堂讲述实际生产中存在的问题,并与同学共同讨论解决方案。设置课程实验,利用先进制造设备与相关工程软件,让学生自主完成模具图形绘制的内容。通过几种教学手段的结合,可以充分调动学生的主观能动性,在有限的课时内实现最佳的教学效果。

3.3知识理论同工程项目结合

我校为巩固学生专业理论水平与培养学生工程实践能力,创造了良好的工程培训环境,建立起供日常教学与实践实训使用的模具实验室。实验室拥有供学生使用的计算机设备,拥有数控雕铣机、电火花切割机、激光加工设备、3D打印机等先进制造设备。在良好硬件条件支撑下,就可以在理论部分课程结束时及时插入与该理论相关实践内容。在讲述完某类冲压工艺内容后,及时插入相关CAE工艺分析软件的使用操作技巧的讲解。单独安排上机课程,让同学依据课程讲解内容实际操作工程软件完成冲压过程的模拟分析,对产品模型进行相关工艺参数设定与求解计算,随后运用所学的工艺知识对成形过程进行改进。同样,在讲述完模具结构设计的知识内容后,可以穿插讲解一些三维实体建模软件的操作技巧,让学生利用软件完成简单的模具结构设计练习。一切依照工程项目的流程来,让同学独立完成冲压模具从产品分析、工艺分析、仿真模拟、结构设计、加工制造到模具装配调试的整个项目过程。在进行项目的过程中,鼓励学生互帮互助、相互协作,共同完成项目任务,培养学生的沟通能力和团队意识。课程学习的同时,积极开展与课程相关的技能大赛。同学们的专业技能水平可得到检验。充分调动学生学习的积极性,培养思维能力,激发学生参与创新和研究的兴趣。

3.4考查方式改进

抛弃单一的书面考查方式,采用“平时表现+考试成绩+实验能力+实习表现”的综合评价方法。考查不应该仅仅局限在期末时间段,而应该把对学生的考查融入到整个教学过程中去,既要考量学生对待课程学习的态度,又要体现学生的学习能力。学生的平时作业、书面考试、实验能力和实习表现都可作为打分依据。多元化的时代已经不能用单一的理论考试成绩作为评判学生学习能力的标准了。有些学生的理论知识掌握可能较薄弱些,但动手能力和思维能力却很强,那么就不能仅凭借理论考试成绩给学生下评价。通过综合评价方法,可以全面了解学生专业理论水平、实践动手能力以及创新思维能力。要把考查当作了解学生的方法手段,而不应该作为评判学生优劣的标准。

4结语

在教学中,如何提高学生适应行业和市场需求的生存能力是我们作为在校教育者应该思考的。近年来,国家工程类专业教育正朝着培养复合型人才和应用型人才的发展趋势迈进。时代与市场在不断变化,那么教学内容和方法就应该与时俱进。实施教学与实践相结合的教学方法势在必行。创造各种提高学生设计能力的途径,是培养学生学习、实践和创新能力的有益尝试。这些大胆尝试对提高毕业生的综合素质和就业竞争,培养满足社会需求的高素质专业人才具有重要意义。

参考文献:

[1]屈伟平.国内模具行业发展现状、存在问题及对策[J].装备机械,2006(4):9-11.

[2]陈吉平.塑料成型模具设计课程教学改革与实践[J].湖南工业大学学报,2008(2):104-106.

[3]王丽娟.对冲压工艺及模具设计课程教学改革的几点体会[J].中国现代教育装备,2011(7):58-60.

作者:苏曦 单位:安徽工业大学工商学院

模具设计与制造课程教学改进责任编辑:张雨    阅读:人次