“塑料注射模具設計”課程教學方法探討

劉 洋

(北京市自動化工程學校，北京 100192)

“塑料注射模具設計”是模具專業的核心專業課之一，具有很強的實踐性，同時又具有一定的理論性，是一門理論與實踐結合較為密切的課程。目前，這門課的教學方法一是繼續采用傳統講授法來講授理論知識，好處是學生對模具設計的相關知識學習較為系統，不足之處是學生對典型的模具設計流程不清楚，對設計過程沒有一個整體的體驗和認知；二是采用基于項目的教學方法，這也是近年來探討比較多的一種教學法。這種教學法需要學生參與到項目的學習與實踐之中，可以讓學生深入了解模具設計的全過程，而其缺點是一般項目覆蓋的知識與實踐范圍有限，局限性比較明顯。針對這一現狀，從教學實際出發，以為企業培養有一定實操技能的模具專業人才為宗旨，非常有必要對本課程的教學方法繼續進行探索與提升。

一、“塑料注射模具設計”教學現狀分析

我校目前主要采用的是基于項目的教學方法，所選用的項目是“門吸盒模具設計”和“儀器殼模具設計”。前者作為課程的主要講授內容，后者作為實踐環節，用以鞏固和提高學生的學習成果。這種教學方法符合職業教育教學大綱要求，也基本滿足課程改革的需要，但在實際教學過程中卻暴露出一些問題，其主要表現有：1.學生對“門吸盒”的作用不熟悉，對“儀器殼”的具體應用場合也不明確，這就影響了學生的自主學習興趣；2.整個學期都在講授兩個項目，內容比較單調；3.作為本專業第一門模具類專業課，學生對模具的實體與工藝比較陌生，授課時只能依靠少數教具模型與動畫演示，這使得學生一般無法在有限的學時內想象出復雜的模具結構，妨礙了學生在設計實踐中成就感和樂趣感的產生。

二、“塑料注射模具設計”教學方法的改進

基于以上在“塑料注射模具設計”課程實際教學中遇到的若干問題，筆者分析并提出了幾點教學方法的改進途徑，以期在未來的教學實踐中取得較好的效果。

1.突出“緒論”教學，提高學生的學習興趣

良好的開端是成功的一半，講授好課程的緒論猶如優秀戲劇引人入勝的“序幕”。教師在緒論課教學中“亮相”得好，必將在學生中樹立一個先入為主的良好開端，無疑對今后的教學實踐產生積極的促進作用。教師在緒論課講授中介紹學科的發展歷史與重要性、課程研究對象與課程體系結構、課程內容與教學方法、學習方法及教學要求，并通過具體實例有針對性地進行闡述，使得學生有開門見山之感，同時幫助他們理清課程教學脈絡，清晰課程學習方向與重點、難點，加深印象，激發其學習興趣。

2.項目的選擇須重點考慮學生的特點

項目教學法是職業學校教育教學過程中探討比較多的一種教學方法。它是以某一項目為載體，教師和學生共同參與到項目的實施過程中，在此過程中完成教學目標的一種教學方法。在中等職業學校的教學過程中，項目通常設計為完成某一具體產品的設計或加工任務，或提供一項服務，或排除一個故障等，項目可小可大，根據教學實際設定，項目中產品的選擇應具有實用性，兼顧學生的熟悉度。在完成項目的過程中，教師引導學生利用現有的經驗和知識，在設定的情境中完成項目，以解決實際問題為目標，從而完成本課程的教學目標。基于項目的教學法，學生是學習的主體，教師起引導作用、協助作用，這樣有利于學生職業能力的提高，有利于學生發揮主觀能動性，有利于激發學生的創新精神，滿足學生的成就感。學生由被動接受變為主動探究的過程中，教師的引導作用、指導作用、協助作用不可忽視。教師是整個學習過程的主導者，應積極參與到學生的學習過程中，積極進行研究和討論。

在“塑料注射模具設計”課程的教學中，目標項目的選取是關鍵環節之一。所選項目必須具有實用性、可操作性、趣味性、活動性。目前，我們以“門吸盒”項目為載體，以“儀器殼”項目作為練習項目進行教學。在教學過程中，發現學生并不熟悉“門吸盒”，也不感興趣，而“儀器殼”又太籠統，這些都不利于激發學生的興趣?；诖耍P者考慮逐步調整現有“門吸盒”項目，逐步選取學生更為熟悉、更感興趣的制品來做設計對象，如皂盒、簡單的手機殼等制品，從而進一步激發其對模具設計的興趣。

3.依托輔助教學軟件Pro/ENGINEER，提升教學效果

在實際教學過程中，想象出復雜的模具結構是學生普遍反映的難點之一。通常的課堂授課環節只是借助簡單教具和少量動畫來演示模具的結構，這一般遠不能滿足實際教學要求。因此，在“塑料注射模具設計”課程中引入行業人才所必需的軟件之一——Pro/ENGINEER，實現有針對性的計算機輔助教學，將使授課過程變得直觀易懂，且能夠進一步激發學生的學習熱情。

Pro/ENGINEER軟件具有三維造型基本功能，同時又可以外掛模具設計模塊MBL(Mold Base Library)和EMX(Expert Moldbase Extension)以及塑料顧問模塊PA(Plastic Advisor)，方便了模具設計工作。這一軟件自問世以來，被廣泛應用于機械、家電、汽車、航空、模具等各行各業，逐步成為應用最廣泛的三維CAD/CAM應用軟件之一。Pro/ENGINEER采用全參數化設計和單一數據庫結構，用它進行模具設計，便于修改和調整，這給模具設計工作人員提供了一個快捷而方便的平臺。在此平臺中，設計人員可以模擬模具的工作過程，找出設計問題，優化設計方案，節約設計成本。Pro/ENGINEER軟件在模具設計中的便捷性體現得較為明顯，通過此軟件，可以在更短時間內完成對塑料制品的分析、收縮率的設定、分型面的選擇和確定、澆注系統設計、成型零件結構形式設計、頂出方式設計、冷卻方式設計、模具裝配、仿真工作等一系列復雜而繁瑣的工作。

筆者在“塑料注射模具設計”課程授課過程中擬引入的基于Pro/ENGINEER軟件的計算機輔助教學內容大致包含：

(1)Pro/ENGINEER環境下，模具設計的簡要流程體驗

根據“塑料注射模具設計”課程所學習的內容特點，在Pro/ENGINEER操作平臺下加入簡要的流程體驗，其內容具體包含：

①塑料制品分析(包括結構特點、壁厚檢測、拔模檢測等)； ②成型零件(型芯、凹模)設計(包括設置收縮率及分型面；成型零件結構形式；工件分割；創建模具元件；創建頂出機構、澆注系統和冷卻系統；塑件生成，設定開模次序，干涉檢查等)；③在EMX模塊下，從標準庫中調用標準模架和標準緊固件，進行裝配；④模具開模動作仿真；⑤生成模具圖紙、材料表等；⑥型腔的自動填充與模型的流動性分析；⑦調整與改進。

(2)Pro/ENGINEER環境下，模具成型零件設計

模具凹模和型芯的設計是模具設計的核心。筆者考慮在“塑料注射模具設計”課程授課內容中，在Pro/ENGINEER環境下加入簡單的模具成型零件設計實踐，其內容包括：①設定收縮率、構建設計模型、產生凹模及型芯的特征尺寸；②設計模型與凹?；蛐托久髦丿B，經生成、延伸及融合等操作形成分型面；③由毛坯中去除設計模型，并從分型面切割產生凹模和型芯。

通常，基于Pro/ENGINEER環境的計算機輔助模具設計完成后，可自動生成總裝三維效果圖，并可以動態模擬演示注射開模的全過程。借助Pro/ENGINEER環境的計算機軟件模擬，可以使“塑料注射模具設計”課程授課變得更為形象生動，也可以使學生加深對模具結構和模具設計流程的理解。

此外，將Pro/ENGINEER軟件應用到塑料注射模具設計教學中的這一課堂模式，也滿足了模具行業對人才的要求。在有限的教學學時中，學生能夠通過多個項目的訓練，初步掌握塑料注射模具設計的整個工藝流程，從而極大地調動了學生的創造性和積極性，有效地提高了其解決實際問題的能力。

結 語

在本文中，筆者結合“塑料注射模具設計”課程的教學實踐，詳細分析了授課過程中遇到的若干問題，探討了改進課程教學方法的幾項途徑，其目的是更好地培養企業所需要的模具專業人才。此外，為提高課程教學質量，授課教師還須不斷提高自身素質，并不斷實現教學內容與項目實踐的有機融合。項目導向的教學設計對教師提出了更高的要求，教師要根據教學目標，重組知識結構和內容，精心選擇項目載體，巧妙創設課堂情境，預想到教學過程中可能出現的種種問題并找到解決的辦法，逐步實現基于Pro/ENGINEER軟件的計算機輔助教學，將使得教學過程更加直觀易懂。在結合諸多因素改進教學方法后，“塑料注射模具設計”課程的教學過程將使學生擺脫被動學習的狀態，使教學效果顯著提高。

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