“產教融合、校企合作”背景下應用型本科高校《塑料成型工藝與模具設計》教學改革研究

曹劍飛，李萌崛，廖益均

（成都工業學院材料與環境工程學院，四川成都 611730）

1 引言

“產教融合、校企合作”是新時代應用型本科教育發展的基本要求，既是機遇挑戰，是時代賦予的使命。如何培養出適應現在制造業發展的模具工業人才，這是每個材料成型與控制專業教師和相關應用型高校都應該積極面對和探索的新問題[1～2]。《塑料成型工藝與模具設計》是材控專業的主干課程，理論實踐性強，多學科相互滲透并且與實際生產聯系緊密[3]。本文針對傳統的《塑料成型工藝與模具設計》課程教學體系存在的問題，按照該專業課程教學體系改革的要求，對該課程進行以下4個方面的教學改革研究。

2 緊密聯系應用型人才培養方向，合理規劃教學內容

實現人才培養目標、提高學生素質的關鍵之一就是教學內容和課程體系的科學構建。我校材料成型及控制工程專業是四川省“雙一流”重點建設專業，專業一直致力于培養應用型模具工業人才，已建成四川省地方普通本科高校應用型示范專業和四川省首批卓越工程師教育培養計劃專業。因此，《塑料成型工藝與模具設計》教學內容需要緊緊圍繞培養高素質模具專業應用型技術人才這一目標，為此，重新編寫《塑料成型工藝與模具設計》的教學大綱。在教學內容的規劃方面，強調實踐與合理的同時，兼顧重點突出的原則。例如，《塑料成型工藝與模具設計》這門課授課基本集中在第6學期，授課課時只有24個學時，在較短課時內需要讓學生掌握繁多的模具設計內容是非常有難度的。因此，選擇了教材《面向"十二五"高等教育課程改革項目研究成果：塑料成型工藝與模具設計》。該教材難易程度適中并且其主要特色是教學中可以將注射模具設計的各個環節合理地引入到課堂教學中，將實際工作場景帶入到課堂教學，不僅讓學生充分學習了課程知識內容，而且激發了學生對塑料模具設計的興趣，提高了學生用理論聯系實際解決實踐問題的能力。

另外，教學內容上強調注塑成型模具的設計，著重解決如何設計模具和怎樣合理設計模具這兩個問題，對于其他的教學內容主要以介紹和知識拓展為主，突出重點，避免內容重復。例如，講授緒論的內容時，課堂上多以動畫或圖例的方式展示不同塑料的成型方法，讓學生快速建立起塑料模具的概念，明確本課程的主要教學內容和培養目標。除此之外，選擇生活中熟悉的產品，采用最新企業采用的模具設計流程與技術，向學生展現該產品的設計生產方式，既激發學生的學習熱情又體現出課程的知識結構的先進性與實踐性。

《塑料成型工藝與模具設計》具有多學科的交叉性，是在學生完成《機械原理》、《機械制圖》、《液態與傳動》和《材料成型原理》等課程基礎后在大三下學期學習的材控專業核心課程，課程中設計的結構與圖形繁多和復雜，傳統的掛圖降解的授課方式不夠直觀，僅僅通過對圖紙的講述限制了學生對模具結構與原理的理解。所以，理論教學課程均全程使用電子教案并充分運用了各種素材如實物模型、模具實物圖示、案例視頻和現場實踐教學等手段，形象生動地讓學生對模具的基本結構及工作原理有了清楚的認識。

3 聚焦實踐環節教學，加強創新能力培養

當代應用型本科教育已經從注重傳授知識轉變為注重創新和實踐能力的培養[4]，為了讓學生將理論知識更好地用于生產實踐中，在教學內容的設計中合理壓縮了部分理論課程的課時，增加了實驗課程的比例。開設的具體實驗課程為：①擠出成型工藝實驗：使學生在實驗老師的演示與指導中參與高分子樹脂擠出成型的具體操作，讓學生了解擠出成型的基本原理，熟悉擠出模具的基本結構，掌握擠出工藝的基本參數優化過程。在理解了塑料原料、擠出機和模具三者之間的關系后，讓學生自主進行模具的安裝和調試，全面提升動手能力；②注塑料注射成型工藝實驗[5]：通過開設此實驗，讓學生觀察典型塑料零件注射加工過程，弄清注射周期各步驟狀況。觀察模具與注塑機的關系并認識注射工藝參數的確定方法并且讓學生都能具體操作注塑機，根據具體塑料原料與塑件結構調整參數和擬定成型工藝條件，對成型產品的性能進行檢測；③計算機模擬實驗：讓學生了解塑料流體在注射過程中的流動與填充行為，進而了解注射成型中的各加工參數對塑件的形狀、表面粗糙度和使用壽命的影響。使得學生能熟練使用MoldFlow軟件來設計塑件的澆注系統與確定該塑件注射成型的最佳工藝參數并利用現在較為成熟的3D TIMON和3DMAX等軟件對塑件生產過程進行預測分析與模擬仿真；④注射模上機安裝：熟悉塑料成型中注射模和壓縮模的安裝、調試全過程，掌握塑料模的結構、各結構部件間的作用和相互的配合關系，加深學生對模具設計的合理性及成型工藝條件等知識點的理解。

4 加強課程教師隊伍建設與工程素養培養，完善教學評價體系

在應用型工科課程體系的建設中，師資隊伍水平與結構是能否有效進行課程建設的重要前提。高校課堂教學質量一方面取決于教材選用、教學大綱與人才培養方案的制定和實驗室建設水平等客觀因素，但是教學的主體還是教師，所以教學效果所根本上更取決于授課教師的業務水平和專業素質[6～7]。目前專職的實驗教學人員不足、實驗管理隊伍質量不高仍然是制約應用型本科高校師資隊伍發展的重要問題。理論課教師由于有科研任務和晉升壓力，所以不能夠把精力和時間全部投入到自身工程能力的提高與實踐課程的教學中。雖然理論課程教師大多擁有比較強的科研能力，但工程實踐能力普遍不足，致使專業教研室中“雙師雙能型”教師比例不夠，導致實踐教學與理論教學出現一定程度的脫節，兩者無法相互支撐，以教促改的目的也無從談起。因此應用型教學改革的重要任務便是便是提高教師工程素養。首先，可以通過頂崗培訓和工程實踐相結合的手段，主動引導教師積極參與到相關企業單位的生產實踐和技術服務工作中，漸進地提高教師的工程素養和實踐教學能力。其次，采用“內培外引”的模式適當引進一些具有豐富工作經驗與知識水平的模具行業工程師作為企業教師，依靠他們的項目經驗和工程背景來提高教師隊伍的工程素養，促進“雙師雙能型”教師結構的建立，幫助教師專業能力得到發展。另外，還可以通過示范教學、相互聽課評課和教研室教研活動等靈活形式，逐步提升年輕教師的實踐教學能力。

學生成績的評價是由該課程的考核辦法確定的。良好的課程設計考核體系可以促進學生按時與按量完成課程設計的要求任務，對教學效果起到積極的作用，所以需要對傳統的考核制度進行改革。現有的評價體系多采用期末閉卷考試的方式，強調考察學生知識體系的掌握程度，評價依據僅僅是期末考試成績。學生往往采用死記硬背教材或課件的方式來應考，這大大限制了學生創新的能力發展。結合本專業學生自身的特點與就業方向，把《塑料成型工藝與模具設計》課程的考核結果分為3個級別，分別是合格、良好和優秀，以教學過程中平時考察成績、實踐課程成績和期末成績來評價學生的理論知識掌握水平與綜合實踐技能。經過上述舉措，建立多渠道、全過程、多維度的教學考核評價方法，更多地強化教學過程中的評價與改進，將實踐教學過程監督和能力評定相結合，使得實踐教學改革能夠充分促進教學質量的提升。

5 信息化輔助教學，提升課堂效率

《塑料成型工藝與模具設計》教學應該要注重培養學生的實踐能力。雖然已經對學生的實踐教學予以高度重視，但是，由于課程難度大和使用的教學方法不當等原因，教學中也不能將學生的學習興趣完全激發起來。因此，在本課程的教學中，將該教學內容分類為不同的知識模塊，以各種信息技術為載體來展開教學，既有助于學生深入理解知識體系，也由此獲得了比較好的課堂教學效果。《塑料成型工藝與模具設計》教學中信息化技術的應用主要實例如下：

（1）教學中應用多媒體課件，可以使得教學內容與教學模式多元化[8]，例如，將塑料粒料的外觀用圖片呈現出讓來學生辨認就能讓學生對塑料的顏色、顆粒大小和表面形貌等特點有直觀的認識。在模具的結構模塊教學中，可以用三維軟件對模具圖進行分析和講解，使學生對模具結構和零件間的配合關系有清晰的認識。

（2）對于部分難懂的教學內容，將動畫技術引入到課堂教學中，讓教學知識動態呈現。例如，通過使用3DAMX軟件，可以在軟件上動畫顯示出所設計的模具，包括模具各個部分所發揮的作用以及模具的動作原理等，通過動畫展示讓學生對抽象的教學內容產生直觀的印象。

（3）CAD技術由于設計界面操作簡便，設計時間短和精度高等優點，在模具行業中已經得到廣泛使用。將CAD輔助技術應用在塑料模具建模的實訓教學中，老師在實驗室通過CAD軟件，對塑件的結果以及制造的工藝技術等方面進行詳細講解，課后讓學生通過軟件，對模具結構進行分析來提高學生的模具設計能力。

（4）《塑料成型工藝與模具設計》課程需要學生具有一定的抽象思維能力，同時要求一定的實踐動手能力。將仿真技術應用在抽象的塑料成型原理、成型的過程參數選擇以及流體流動形態的教學上可以把教學內容更加直觀地呈現在學生面前。比如，當加工參數發生改變時，塑料熔體的流動性會發生變化，在課堂教學中，采用MlodFlow仿真軟件，將相應的參數寫入軟件可以把流體在型腔中的不同流動狀態清晰地演示出來。學生用過觀察變化前和變化后的成型情況進行對比分析，可以更加直觀地了解到相關參數在塑料成型過程中的影響。通過仿真軟件的使用，教師與學生之間可以開張充分互動，學生在特定的情境中接受教師的指導，保證了學習質量，也能夠獲得良好的教學效果。

6 結語

“產教融合、校企合作”的應用型本科發展趨勢下，實踐教學的改革是高校轉型和專業發展的必經之路。應用型本科高校亟需構建以應用為導向，實踐為核心的理論教學體系以及以應用型綜合素質培養為中心的實踐教學體系。《塑料成型工藝與模具設計》是材料成型及控制工程專業的核心必修課，通過對課程教學內容、實驗教學體系和成績評價體系等方面的優化與改革，可以在培養學生的理論知識的基礎上，進一步培養學生的創新意識和實踐水平。只有持續推進材控專業課程體系改革與教學內容優化，才可以培養出適應我國新時期模具行業需要的高素質技術人才。