焦彬彬

（濟(jì)南職業(yè)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250103）

0 引言

塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的一門專業(yè)核心課，該課程在專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)中的地位和作用尤其重要，然而往往課程結(jié)束后，學(xué)生并不能真正掌握模具設(shè)計(jì)的要領(lǐng)。分析其主要原因：塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程以理論講授為主，造成學(xué)生掌握知識(shí)零散，與實(shí)踐脫節(jié)，難以建立知識(shí)系統(tǒng)化的概念；課程實(shí)踐教學(xué)安排較少，也影響學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。鑒于以上諸多問題，對(duì)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革迫在眉睫。通過實(shí)施該課程教學(xué)改革，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，助推學(xué)生職業(yè)核心能力及綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 對(duì)課程進(jìn)行總體設(shè)計(jì)

將課程內(nèi)容分解細(xì)化為成型零部件設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和排氣系統(tǒng)七個(gè)教學(xué)模塊及相應(yīng)的子模塊，主要特點(diǎn)是通過模塊化將課堂教學(xué)移動(dòng)到實(shí)訓(xùn)室，教師講授一部分知識(shí)，學(xué)生實(shí)訓(xùn)一部分，邊學(xué)邊做，通過實(shí)踐來(lái)強(qiáng)化課程基礎(chǔ)知識(shí)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容就是一個(gè)個(gè)子模塊。

2 項(xiàng)目選取

為了培養(yǎng)學(xué)生與企業(yè)人才需求對(duì)接，項(xiàng)目的載體來(lái)自企業(yè)真實(shí)的模具產(chǎn)品，學(xué)生通過項(xiàng)目體驗(yàn)企業(yè)真實(shí)的運(yùn)作環(huán)境，把握了模具設(shè)計(jì)的思路、設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，難點(diǎn)。以“真實(shí)企業(yè)項(xiàng)目為載體”的教學(xué)實(shí)施，必須遵循教育規(guī)律和技能的前后續(xù)關(guān)系，設(shè)計(jì)出層層遞進(jìn)的培養(yǎng)序列，使學(xué)生應(yīng)用能力階梯式提升。其培養(yǎng)模式如圖1所示。

圖1 層層遞進(jìn)的培養(yǎng)序列

3 課程融合

為了將課本上抽象的平面二維視圖表達(dá)轉(zhuǎn)化為直觀可觀化的三維立體表達(dá)，充分利用三維軟件這個(gè)立體可視化平臺(tái)。模具設(shè)計(jì)的工具是三維軟件，因此在課程項(xiàng)目化實(shí)施的過程中將塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程和模具CAD課程進(jìn)行融合，教學(xué)模塊實(shí)施過程中直接用三維軟件表達(dá)出來(lái)。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中可以邊做項(xiàng)目邊學(xué)習(xí)，所學(xué)知識(shí)可以馬上應(yīng)用于項(xiàng)目中，有利于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)重新構(gòu)建，形成自己對(duì)專業(yè)課程的認(rèn)知。

4 項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施過程

引入企業(yè)項(xiàng)目，讓學(xué)生完成一個(gè)項(xiàng)目的綜合設(shè)計(jì)。教師通過企業(yè)調(diào)研，找出適合的項(xiàng)目以及項(xiàng)目進(jìn)行中過程的跟蹤及管控是該階段的重點(diǎn)。讓學(xué)生在真實(shí)的工作場(chǎng)景，學(xué)習(xí)“如何工作和完成項(xiàng)目”。工學(xué)結(jié)合下“以項(xiàng)目為中心”進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)和技能實(shí)訓(xùn)，掌握就業(yè)所需的崗位技能。按照“導(dǎo)入企業(yè)項(xiàng)目—引入教學(xué)模塊—子模塊學(xué)習(xí)—子模塊訓(xùn)練—項(xiàng)目完成—項(xiàng)目評(píng)價(jià)”的環(huán)節(jié)逐步進(jìn)行。整個(gè)過程中以項(xiàng)目為中心組織教學(xué)，以學(xué)生實(shí)踐為主，教師則為指導(dǎo)者、組織者和調(diào)控者，對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)進(jìn)行引導(dǎo)、組織、調(diào)控和評(píng)價(jià)，做到“精簡(jiǎn)理論，強(qiáng)化實(shí)踐，培養(yǎng)技能，面向應(yīng)用”。以講授電器盒蓋模具設(shè)計(jì)為例，具體教學(xué)過程如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目化教學(xué)過程

導(dǎo)入企業(yè)項(xiàng)目是讓學(xué)生能夠了解模具設(shè)計(jì)在真實(shí)工作中的應(yīng)用情境，對(duì)學(xué)完本門課程要達(dá)到的技能有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，知道這門課在真實(shí)工作中要解決的具體問題。具體實(shí)施步驟如下：

教師將電器盒蓋的三維模型用三維軟件給學(xué)生展示出來(lái)，學(xué)生能夠更直觀的感知塑件，將塑件的材料、收縮率等相關(guān)參數(shù)告訴學(xué)生，并以此引入講解塑料的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、塑料的相關(guān)物理參數(shù)及塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。

引入教學(xué)模塊，將注塑模設(shè)計(jì)分為七個(gè)教學(xué)模塊，成型零部件設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和排氣系統(tǒng)。具體實(shí)施如下：

引入教學(xué)模塊，這個(gè)階段的核心點(diǎn)在于把教材抽象的二維平面視圖表達(dá)通過三維軟件直觀可視化顯示以及實(shí)物展示等形式讓學(xué)生對(duì)模具結(jié)構(gòu)有一個(gè)充分感性的認(rèn)識(shí)，教師將一個(gè)完整的注塑模具用三維軟件展示出來(lái)，并將對(duì)應(yīng)的注塑模實(shí)物擺放于教室。先用虛擬仿真軟件演示模具拆裝順序，再讓學(xué)生對(duì)注塑模實(shí)物進(jìn)行拆裝，在拆裝過程中學(xué)生對(duì)整個(gè)注塑模的模具結(jié)構(gòu)會(huì)有充分的感性認(rèn)識(shí)和了解，并且學(xué)生拆裝模具過程要與教師對(duì)模具結(jié)構(gòu)的講解過程做到同步，這樣學(xué)生不僅能夠掌握模具拆裝要領(lǐng)還能清楚得知道自己拆裝的是模具的哪個(gè)部分結(jié)構(gòu)，做到實(shí)物與名稱一一對(duì)應(yīng)。在這個(gè)過程中學(xué)生會(huì)對(duì)模具有一個(gè)整體具象的把握，能夠知道自己最終要完成的目標(biāo)是什么，在此基礎(chǔ)上把要完成的工作進(jìn)行任務(wù)拆解。如圖3所示。

圖3 注塑模分解圖

子模塊學(xué)習(xí)，通過上一個(gè)階段將一個(gè)完整的模具設(shè)計(jì)項(xiàng)目拆解為七個(gè)教學(xué)模塊，以澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)模塊來(lái)說(shuō)，進(jìn)一步將澆注系統(tǒng)教學(xué)模塊分解為澆注系統(tǒng)的組成及作用、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、流道的設(shè)計(jì)、澆口的設(shè)計(jì)、冷料穴的設(shè)計(jì)、五個(gè)子模塊。具體實(shí)施步驟如下：

子模塊的學(xué)習(xí)也要堅(jiān)持具象的原則，首先給學(xué)生用三維軟件及實(shí)物形式展示澆注系統(tǒng)在模具中真實(shí)的結(jié)構(gòu)形態(tài)，做到結(jié)構(gòu)名稱與實(shí)物一一對(duì)應(yīng)，然后將模具安裝到注塑機(jī)上，啟動(dòng)注塑機(jī)，學(xué)生觀察整個(gè)注塑機(jī)的工作過程，注塑完成塑件冷卻后將模具開啟。學(xué)生在整個(gè)過程中能夠掌握澆注系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中的作用，最后教師用三維設(shè)計(jì)軟件演示澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程、先將澆口套裝入模架中，由于之前已經(jīng)觀察了注塑機(jī)整個(gè)注塑過程，學(xué)生更容易直觀理解澆口套尺寸與注塑機(jī)噴嘴尺寸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，流道的設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)合課本上相應(yīng)的理論經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，將其在軟件中予以應(yīng)用并演示設(shè)計(jì)過程，澆口及冷料穴的設(shè)計(jì)也要遵循這個(gè)原則，整個(gè)過程做到工學(xué)結(jié)合。

子模塊訓(xùn)練，以澆注系統(tǒng)教學(xué)模塊任務(wù)分解過后的主流道設(shè)計(jì)子模塊為例，通過上一階段教師的講解及設(shè)計(jì)過程演示，學(xué)生對(duì)澆注系統(tǒng)主流道的相關(guān)理論及實(shí)際設(shè)計(jì)過程有了相應(yīng)的了解，接下來(lái)學(xué)生通過上一階段的學(xué)習(xí)自己利用軟件將主流道設(shè)計(jì)出來(lái)。

項(xiàng)目完成，將七個(gè)模塊以及相應(yīng)的子模塊完成后整個(gè)項(xiàng)目也就完成了，項(xiàng)目完成后學(xué)生對(duì)整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程要有總結(jié)，將整個(gè)模具設(shè)計(jì)的思路、步驟、注意事項(xiàng)、過程中遇見的問題進(jìn)行歸納總結(jié)。通過此過程同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，依靠單一知識(shí)解決問題的崗位在當(dāng)代社會(huì)幾乎不存在了，尤其模具設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)知識(shí)雜糅運(yùn)用的系統(tǒng)工程，學(xué)生在模具設(shè)計(jì)項(xiàng)目完成的過程中在這方面能夠得到很好的鍛煉。

項(xiàng)目評(píng)價(jià)，項(xiàng)目完成后學(xué)生之間可以進(jìn)行交流探討，對(duì)方的設(shè)計(jì)方案與自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比，要有分析對(duì)比報(bào)告。教師最后對(duì)每個(gè)人的模具設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)總結(jié)，選出幾個(gè)典型代表，課堂上給大家分析講解每個(gè)項(xiàng)目的優(yōu)缺點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，將課程分為七大模塊，采用以真實(shí)企業(yè)項(xiàng)目為導(dǎo)向、以能力遞進(jìn)為主線的項(xiàng)目化教學(xué)，企業(yè)項(xiàng)目作為項(xiàng)目導(dǎo)入，貫穿整個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和課程項(xiàng)目的實(shí)施過程中。按照“導(dǎo)入企業(yè)項(xiàng)目—貫穿實(shí)訓(xùn)、課程項(xiàng)目—引入教學(xué)模塊—子模塊學(xué)習(xí)—子模塊訓(xùn)練—項(xiàng)目完成—項(xiàng)目評(píng)價(jià)”的環(huán)節(jié)逐步進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)和技能實(shí)訓(xùn)。通過項(xiàng)目化實(shí)施全過程訓(xùn)練，學(xué)生已具備模具的設(shè)計(jì)能力。通過該教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生職業(yè)核心能力及綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力均顯著提高。