基于多模式協(xié)同的沖模拆裝實驗教學探索

石鳳健 黃忠富 邵勇 葉思珍 楊宏宇

【摘要】沖模拆裝是塑性加工工藝及模具設計課程的重要實驗之一。實驗教學中采用課程網(wǎng)絡教學平臺預習、虛擬拆裝、實驗前教師設問、實驗后現(xiàn)場匯報考核以及學生提交實驗報告等新型教學及考核模式，使學生扎實掌握了模具的組成、結構及特點，掌握了正確拆裝模具的方法。該教學模式調動了學生參與實驗的積極性和主動性，學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力提高。實驗教學效果的提高對理論教學起到了良好的促進作用。

【關鍵詞】沖模拆裝 實驗教學模式 虛擬拆裝

【基金項目】江蘇省現(xiàn)代教育技術研究課題（項目編號：2014-R-32458）；江蘇科技大學金屬材料工程品牌專業(yè)建設項目；江蘇科技大學本科教學改革示范課程建設項目（項目編號：GKX2013012）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0220-02

模具是一種重要的工藝裝備，沖壓模具在整個模具行業(yè)中占有重要地位。我校材料成型及控制工程專業(yè)為江蘇省特色專業(yè)，塑性加工工藝及模具設計課程為該專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，該課程主要講解材料塑性成形的各種工藝方法及相應的模具，該課程部分內容較為抽象，具有理論性、實踐性強的特點，對于學生學習有一定難度[1]。模具的教學有相當一部分依賴于實踐教學手段，而實驗是目前高等學校進行實踐教學環(huán)節(jié)的主要方法，也是歷來教學中的一個重要組成部分，特別是一些實踐性比較強的學科，實驗對培養(yǎng)學生的實際操作能力和解決問題的能力至關重要。

一、傳統(tǒng)的沖模拆裝實驗教學方法及其不足

（一）實驗老師講解為主，不能充分調動學生的積極性和主動性

傳統(tǒng)的模具拆裝實驗教學手段有2種：第一種是在課堂上利用掛圖來講解，此方法往往不夠直觀明了，學生很難對模具結構產(chǎn)生清晰的感性認識；第二種是讓學生分成小組，每個小組共同完成一副模具的拆、裝，然后填寫實驗報告。這種方法不僅實驗內容單一，單位時間里學生獲取的信息量少，而且受到模具實物、場地、師資力量的限制，極大地降低了實驗的適時性和有效性，不同程度上影響實驗教學的質量和效率。在沖模拆裝實驗中，由于學生拆裝的模具一般比較簡單，在課堂教學中碰到比較復雜的沖模結構就感到有些困難，教學效果就不夠理想，因此有必要引進一些先進的、較復雜的典型模具讓學生拆裝，以提高他們的感性認識，為課堂教學時講授復雜模具結構時打好基礎[2]。但是引進復雜的模具需要很大的代價。

（二）考核方式單一，不能起到促進教學的作用

以往實驗教學考核成績主要結合實驗過程中的表現(xiàn)和實驗報告情況進行評定，以實驗報告為主，對學生的考核缺乏全面認識。因為實驗是分組進行，實驗老師很難全面掌握學生在小組中的表現(xiàn)情況，缺乏過程考核，起不到督促學生認真完成實驗的作用。由于是實驗后提交實驗報告，學生存在等靠現(xiàn)象，不能獨立完成實驗報告，甚至存在抄襲現(xiàn)象。實驗教學效果大打折扣。

二、沖模拆裝實驗教學方法的改革與實踐

（一）課前預習

沖模拆裝實驗一般安排在沖壓工藝及模具設計內容講完后進行，安排的過早學生對沖壓了解較少，不能深刻了解所拆裝的模具。實驗前要求學生充分了解和掌握已學習過的內容。本課程依托學校的教學平臺建設了網(wǎng)絡課程，學生可通過網(wǎng)絡教學平臺的資源復習各種沖壓工藝及其模具設計的內容。還可以通過授課錄像、動畫、生產(chǎn)現(xiàn)場錄像深入了解所學知識，結合實驗指導書，以便在實驗過程中更有針對性。預習后應達到了解常見的沖壓工藝、沖模的基本組成、沖模拆裝的基本流程等。

（二）虛擬拆裝

本實驗室有多套拆裝用模具及教具，每個模具都各有特點，由于學時所限，一般一組學生拆裝1～2套模具，學生通過實驗能夠了解的模具較少，實驗資源得不到充分利用，達不到實驗教學的目的，因此，采用虛擬拆裝是一種重要的輔助教學的方法[3]。本課程教學團隊開發(fā)了基于Pro/E和Authorware的虛擬拆裝實驗教學平臺，通過Pro/E軟件將本實驗室的模具建模，通過Authorware實現(xiàn)虛擬的裝配和拆卸，該平臺既可用于輔助理論教學也可用于實驗教學。虛擬拆裝時，如果拆裝順序有誤，則不能實現(xiàn)拆裝動作，學生可以通過該平臺了解模具的組成及拆裝的順序，提前熟悉實驗過程，提前了解了教學內容，節(jié)約了實驗時間。

（三）拆裝前的教學互動

沖模拆裝實驗前，實驗老師首先準備好實驗用多媒體課件，但并不以教師講解為主，而是通過設問的方式了解學生的實驗預習情況，提出一些和實驗相關的問題，然后由學生回答，對于學生掌握不夠的內容現(xiàn)場進行一定的講解或者作為實驗任務之一布置給學生，要求學生實驗后回答。這樣既可以起到督促學生實驗前要認真預習的目的，又能加深學生對重要知識點的了解，起到事半功倍的效果。

（四）拆裝現(xiàn)場匯報

以往拆裝實驗完成后，由學生課后撰寫實驗報告，按指定時間提交，由于沒有過程檢查，部分學生實驗態(tài)度不夠端正，不能認真按要求完成實驗。針對目前教學及考核模式存在的弊端，改進了考核模式，由實驗指導老師指定一個同學在實驗后結合所拆模具進行講解，主要講解模具的構成、模具的動作原理及過程等內容，教師和其他組同學可進行現(xiàn)場提問。學生在拆裝過程中需要記錄每個零件的形狀及尺寸，實驗后需要提交至少一套模具的裝配簡圖和非標零件圖，并分析該模具的特點和動作過程，根據(jù)沖壓件情況提出該模具設計的巧妙之處或有無需要改進的地方。

三、實施效果

（一）轉變了學生的學習觀念，端正了學習態(tài)度，激發(fā)了學習興趣

教學過程中采用了項目教學法，使學生在學中做，在做中學，學生帶著明確的任務學習，變被動學習為主動學習，轉變了學習觀念，學習的積極性和主動性明顯提高，這種態(tài)度同樣延伸到了實驗教學過程中。同時，由于采用了虛擬裝配平臺、實驗前、中、后老師都不斷拋出問題等實驗教學方式，激發(fā)了學生的探索欲和濃厚的學習興趣。

（二）學生的工程實踐能力提高

當前本科教學中普遍存在學生的工程實踐能力不足的問題，一方面，工程實踐環(huán)節(jié)學分在總學分中所占比例較低；另一方面，有些實踐環(huán)節(jié)以參觀為主，學生的工程實踐能力培養(yǎng)和訓練受到限制。本實驗室有企業(yè)生產(chǎn)用模具實物和教具40余套，這些模具均可反復拆裝，且所生產(chǎn)的零件均為典型件。學生在拆裝模具過程中了解了模具的結構、組成、特點以及設計要點，對所學的理論知識進行了驗證，對模具的設計、制造進行思考，增強了工程實踐能力。

（三）學生的創(chuàng)新意識和能力得以提高

沖壓工藝與模具設計部分的理論教學相對抽象、晦澀難懂，有些同學的識圖能力不足，不能想象出模具或其零件的形狀，遺留了一定的問題，這些問題激發(fā)了學生對于實驗教學的好奇心，學生帶著一定的問題完成拆裝實驗，解決這些問題的動機培養(yǎng)了學生進行創(chuàng)新的潛意識。其次，在拆裝過程中，通過教師引導、學生操作，學生也會發(fā)現(xiàn)一些新問題，學生通過自我學習、思考、與老師和同學交流，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

（四）起到了良好的輻射作用，使學生對知識的掌握更為系統(tǒng)

通過前期的理論及實驗教學方法的改革，實驗教學很好的促進了理論教學。同時，實驗并不只是就實驗論實驗，注重知識的前后聯(lián)系或其他課程所學知識在本實驗中的運用。本實驗教學中把模具設計、模具零件三維造型、非標零件的加工制造、模具材料等相關內容均融入到實驗教學中，實驗教師通過拆裝前及拆裝過程中與學生的互動交流完成知識的傳授和激發(fā)學生的好奇心。

四、結語

實驗教學作為課程教學的重要組成部分，在教學中占有重要地位。但傳統(tǒng)的教學模式已不能適應當前實驗教學的需要。本教學團隊通過采用實驗前預習、虛擬拆裝、拆裝前教師講解、拆裝后現(xiàn)場匯報考核以及實驗后學生提交實驗報告等新型教學及考核方法，使學生扎實掌握了典型模具的組成、結構及特點，掌握了正確拆裝模具的方法。不僅調動了學生參與實驗教學的積極性和主動性，實驗教學效果明顯提高，而且對理論教學起到了很好的促進作用。使學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力得到提高。本次教學改革的成果具有一定的示范作用，具有一定的推廣應用價值。

參考文獻：

[1]石鳳健，蘆笙，葉思珍，等. “塑性加工工藝及模具設計”課程教學及考核方法改革[J].教育教學論壇，2014，（51）：88-89.

[2]潘志強. 模具拆裝與測繪一體化課程教學探討[J].教學探索，2014，（9）：90.

[3]曾翠華，袁定福. 基于3DVIA的虛擬模具拆裝工藝設計[J].電加工與模具，2014，（1）：54-56，62.

作者簡介：

石鳳健（1977.6-），男，江蘇科技大學副教授，博士，主要從事塑性加工工藝及模具設計的教學與科研。