“塑料成型工藝與模具設計”課程教學改革與實踐

焦彬彬

（濟南職業學院，山東 濟南 250103）

0 引言

塑料成型工藝與模具設計課程是模具設計與制造專業的一門專業核心課，該課程在專業人才培養目標中的地位和作用尤其重要，然而往往課程結束后，學生并不能真正掌握模具設計的要領。分析其主要原因：塑料成型工藝與模具設計課程以理論講授為主，造成學生掌握知識零散，與實踐脫節，難以建立知識系統化的概念；課程實踐教學安排較少，也影響學生的創新實踐能力培養。鑒于以上諸多問題，對塑料成型工藝與模具設計課程的教學改革迫在眉睫。通過實施該課程教學改革，充分調動了學生學習的積極性，助推學生職業核心能力及綜合素質、創新能力的培養。

1 對課程進行總體設計

將課程內容分解細化為成型零部件設計、澆注系統的設計、導向與定位機構的設計、脫模機構的設計、側向分型與抽芯機構的設計、溫度調節系統的設計和排氣系統七個教學模塊及相應的子模塊，主要特點是通過模塊化將課堂教學移動到實訓室，教師講授一部分知識，學生實訓一部分，邊學邊做，通過實踐來強化課程基礎知識。實訓內容就是一個個子模塊。

2 項目選取

為了培養學生與企業人才需求對接，項目的載體來自企業真實的模具產品，學生通過項目體驗企業真實的運作環境，把握了模具設計的思路、設計的要點，難點。以“真實企業項目為載體”的教學實施，必須遵循教育規律和技能的前后續關系，設計出層層遞進的培養序列，使學生應用能力階梯式提升。其培養模式如圖1所示。

圖1 層層遞進的培養序列

3 課程融合

為了將課本上抽象的平面二維視圖表達轉化為直觀可觀化的三維立體表達，充分利用三維軟件這個立體可視化平臺。模具設計的工具是三維軟件，因此在課程項目化實施的過程中將塑料成型工藝與模具設計課程和模具CAD課程進行融合，教學模塊實施過程中直接用三維軟件表達出來。學生在實訓中可以邊做項目邊學習，所學知識可以馬上應用于項目中，有利于學生將所學知識重新構建，形成自己對專業課程的認知。

4 項目化教學的實施過程

引入企業項目，讓學生完成一個項目的綜合設計。教師通過企業調研，找出適合的項目以及項目進行中過程的跟蹤及管控是該階段的重點。讓學生在真實的工作場景，學習“如何工作和完成項目”。工學結合下“以項目為中心”進行項目教學和技能實訓，掌握就業所需的崗位技能。按照“導入企業項目—引入教學模塊—子模塊學習—子模塊訓練—項目完成—項目評價”的環節逐步進行。整個過程中以項目為中心組織教學，以學生實踐為主，教師則為指導者、組織者和調控者，對項目活動進行引導、組織、調控和評價，做到“精簡理論，強化實踐，培養技能，面向應用”。以講授電器盒蓋模具設計為例，具體教學過程如圖2所示。

圖2 項目化教學過程

導入企業項目是讓學生能夠了解模具設計在真實工作中的應用情境，對學完本門課程要達到的技能有一個感性認識，知道這門課在真實工作中要解決的具體問題。具體實施步驟如下：

教師將電器盒蓋的三維模型用三維軟件給學生展示出來，學生能夠更直觀的感知塑件，將塑件的材料、收縮率等相關參數告訴學生，并以此引入講解塑料的相關基礎知識、塑料的相關物理參數及塑件的結構工藝性。

引入教學模塊，將注塑模設計分為七個教學模塊，成型零部件設計、澆注系統的設計、導向與定位機構的設計、脫模機構的設計、側向分型與抽芯機構的設計、溫度調節系統的設計和排氣系統。具體實施如下：

引入教學模塊，這個階段的核心點在于把教材抽象的二維平面視圖表達通過三維軟件直觀可視化顯示以及實物展示等形式讓學生對模具結構有一個充分感性的認識，教師將一個完整的注塑模具用三維軟件展示出來，并將對應的注塑模實物擺放于教室。先用虛擬仿真軟件演示模具拆裝順序，再讓學生對注塑模實物進行拆裝，在拆裝過程中學生對整個注塑模的模具結構會有充分的感性認識和了解，并且學生拆裝模具過程要與教師對模具結構的講解過程做到同步，這樣學生不僅能夠掌握模具拆裝要領還能清楚得知道自己拆裝的是模具的哪個部分結構，做到實物與名稱一一對應。在這個過程中學生會對模具有一個整體具象的把握，能夠知道自己最終要完成的目標是什么，在此基礎上把要完成的工作進行任務拆解。如圖3所示。

圖3 注塑模分解圖

子模塊學習，通過上一個階段將一個完整的模具設計項目拆解為七個教學模塊，以澆注系統設計教學模塊來說，進一步將澆注系統教學模塊分解為澆注系統的組成及作用、澆注系統的設計要求、流道的設計、澆口的設計、冷料穴的設計、五個子模塊。具體實施步驟如下：

子模塊的學習也要堅持具象的原則，首先給學生用三維軟件及實物形式展示澆注系統在模具中真實的結構形態，做到結構名稱與實物一一對應，然后將模具安裝到注塑機上，啟動注塑機，學生觀察整個注塑機的工作過程，注塑完成塑件冷卻后將模具開啟。學生在整個過程中能夠掌握澆注系統在模具設計中的作用，最后教師用三維設計軟件演示澆注系統的結構設計過程、先將澆口套裝入模架中，由于之前已經觀察了注塑機整個注塑過程，學生更容易直觀理解澆口套尺寸與注塑機噴嘴尺寸之間的對應關系，流道的設計參數結合課本上相應的理論經驗參數，將其在軟件中予以應用并演示設計過程，澆口及冷料穴的設計也要遵循這個原則，整個過程做到工學結合。

子模塊訓練，以澆注系統教學模塊任務分解過后的主流道設計子模塊為例，通過上一階段教師的講解及設計過程演示，學生對澆注系統主流道的相關理論及實際設計過程有了相應的了解，接下來學生通過上一階段的學習自己利用軟件將主流道設計出來。

項目完成，將七個模塊以及相應的子模塊完成后整個項目也就完成了，項目完成后學生對整個模具設計過程要有總結，將整個模具設計的思路、步驟、注意事項、過程中遇見的問題進行歸納總結。通過此過程同時培養了學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，依靠單一知識解決問題的崗位在當代社會幾乎不存在了，尤其模具設計的過程是一個知識雜糅運用的系統工程，學生在模具設計項目完成的過程中在這方面能夠得到很好的鍛煉。

項目評價，項目完成后學生之間可以進行交流探討，對方的設計方案與自己的設計方案進行對比，要有分析對比報告。教師最后對每個人的模具設計項目進行評價總結，選出幾個典型代表，課堂上給大家分析講解每個項目的優缺點。

5 結語

本文對塑料成型工藝與模具設計課程進行了總體設計，將課程分為七大模塊，采用以真實企業項目為導向、以能力遞進為主線的項目化教學，企業項目作為項目導入，貫穿整個實訓項目和課程項目的實施過程中。按照“導入企業項目—貫穿實訓、課程項目—引入教學模塊—子模塊學習—子模塊訓練—項目完成—項目評價”的環節逐步進行項目教學和技能實訓。通過項目化實施全過程訓練，學生已具備模具的設計能力。通過該教學模式，充分調動了學生學習的積極性，學生職業核心能力及綜合素質、創新能力均顯著提高。