案例教学法在Ｐｒｏ／Ｅ模具设计教学中的应用

赖兴余　鄢春艳

Pro/ENGINEER(Pro/E)是美国参数技术公司的三维CAD/CAE/CAM集成软件,Pro/E凭借其强大的三维实体造型和分模功能,已成为模具工业广泛应用的软件之一。当前,高职院校学生的文化基础普遍较差,机械制图、Pro/E软件、模具设计理论等课程学得也不扎实,因此,要让高职学生学好Pro/E模具设计课程并不容易。我们在教学实践中尝试应用案例教学法,取得了比较好的教学效果。

所谓案例教学法是指教师本着理论与实践有机结合的宗旨,依据教学目的和要求,以案例为基本教材,在教师指导下,对案例所提供的材料和问题进行分析研究,运用多种形式启发学生进行独立思考,提出见解,做出判断和决策,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。由此可见,案例教学法是一种激发学生学习兴趣,启发学生研究实际问题,注重学生能力培养的现代教学方法。

Pro/E模具设计实施案例教学法的必要性

案例教学法有利于改变传统的教学观念传统教学方式是从书本到书本,从概念到概念,忽视了对学生学习潜能的开发,导致理论与实践脱节。而案例教学法则把以教师为中心的传统教学方式转变为以学生为中心的方式,使学生的学习方式从被动接受知识转变为主动探索,它让学生在真情实境中以“当事人”身份思考问题,训练学生通过对案例的思考、分析、研究和讨论,提高解决实际问题的能力。文章内容：

案例教学法有利于实现理论与实际的“零距离”案例分析是理论与实际的结合点,它具有高度的模拟性、仿真性。它将枯燥的、抽象的模具设计理论融入生动、有趣的真实产品模具设计案例之中,为学生进行模具模型创建、型腔布局、分型面设计、浇注系统设计、模架设计等提供了与实践极其相似的氛围,使学生置身于真实的模具开发环境。

案例教学法有利于提高学生的学习兴趣和实践动手能力案例分析教学方法具有较强的启发性和实用性,通过典型案例的分析和设计,能激发学生的学习热情,使学生进入角色,产生为模具设计而学习的积极期待和愉快的满足感,树立起不断求知的欲望,最大限度地调动学生参与学习的主动性、积极性和创造性。分析真实的典型案例能培养学生的学习能力,如接收信息能力、查阅资料能力、使用工具能力、应用操作能力。案例教学法一方面能不断扩展学生的理论视野,提高学生案例分析的技巧;另一方面,在探索理论如何运用于实际的过程中,能及时而有效地促进理论向实践的转化,做到理论与实践结合,使学生在掌握理论知识的同时,逐步增强认识问题、分析问题和解决问题的实践动手能力,达到学以致用的目的。

案例教学法有利于培养学生的沟通和协作能力案例教学是一种动态的、开放的教学方法,通常有小组讨论环节,不仅可以使学生交流观点形成共识,集思广益,而且可以使学生在查找技术资料、工程设计、图形绘制等方面进行分工配合,在合作中互相沟通,在沟通中增进合作,教会学生相互沟通、尊重他人、关心他人,同时也增强了他们说服别人、倾听他人意见以及进行群体协调等能力。

Pro/E模具设计案例教学的组织与实施

我们精心挑选电话筒、电吹风外壳、显示器外壳、MP3外壳、手机电池盖、插座面板等真实的数码家电类产品的模具设计作为典型案例,实施案例教学法,取得了较好的教学效果。下面以显示器外壳为例介绍Pro/E模具设计案例教学的组织与实施。

(一)课前准备

明确教学目标即明确学生通过案例教学所应达到的能力水平及对学生进行检验的标准。学生通过显示器外壳的模具设计,要求掌握Pro/E模具设计的基本流程;学会创建、修改和分析模具元件及其组件;学会根据模型的变化对它们进行快速修改;学会在模具设计的过程中进行拔模检测、厚度检测、分型面检测、干涉检测等。Pro/E模具设计的基本流程如图1所示。

布置案例在明确教学目标的基础上,选择适度、适用、典型的教学案例。教师应提前把案例项目布置下去,让学生有充足的时间去阅读和分析设计内容。这里提前布置的任务是将显示器外壳三维产品零件作为参考模型进行模具设计。要求掌握Pro/E模具设计的基本流程、分型面设计技巧、靠破孔的填补方法、滑块的设计方法。

学生分析案例案例分析的过程一般应该包括三个主要步骤:第一步是明确设计任务;第二步是分析任务;第三步是如何完成任务。即通过分析,将各个解决任务的备选方案进行比较,从中选出一两个最优方案,并进一步找出选择的理由和依据等。通过分析,形成一个简要提纲,以备讨论之用。

(二)课堂上机操作与讨论

上机操作进行模具设计案例教学的目的在于培养学生的实践动手能力,这时教师要更多地从讲台前站到学生的背后,调动学生学习的主动性和参与意识,引导学生进行独立思考、分析问题和解决问题。在学生课前分析显示器外壳模具设计案例的基础上,利用一节课左右的时间让学生上机完成设计任务。

小组讨论案例将学生分成若干个小组,以小组为单位共同完成案例分析讨论,每组推荐代表发言和学生自由发言相结合。通过小组分析讨论,要达到各抒己见、互相启发、共同提高、拓宽思路的目的。在分析和解决问题的过程中培养学生的团队精神。讨论是案例教学的核心环节,是实现教学目标的关键所在。如对分型面的设计进行热烈的讨论,通过讨论同学们能掌握分型是模具设计最重要的部分,分型面的位置选择、形状设计是否合理,关系到产品的成型和脱模,以及模具结构和制造成本;分型面的选择受多种因素影响,包括产品形状、成型方法、尺寸精度、脱模方法、模具类型、排气、嵌件、浇口形式等;利用分型面要能将工件分割成凸模、凹模、滑块等;创建分型面应遵循两个原则:分型面不能自相交;分型面必须与工件完全相交。在讨论案例时,最根本的一条是要充分发挥学生的主体作用,让学生在相互合作中深入案例,运用所学知识来分析和处理案例中的问题。在讨论中,教师要做好启发引导工作,创造自由宽松的讨论氛围,让学生成为案例讨论的真正主角,帮助学生综合运用所学的知识独立思考,大胆交流研究,在没有压力和顾忌的良好心态下进行创造性探索。

案例教学总结与评价案例经过学生的课堂讨论后,教师应及时做出总结和评价。首先,做好课后总结工作。教师要针对学生的分析做简短的点评和总结。点评应尽量做到:第一,指出案例中出现的主要问题,帮助学生加深记忆、把握要点;第二,对学生讨论中不够深入的问题,加以分析并突出重点,重新讲解。其次,做好案例教学评价。对案例教学进行评价是改进与完善案例教学的重要环节,对学生讨论的评价,要以正面激励为主,对讨论分析中表现突出的学生给予表扬,对没有参与发言的学生也要予以鼓励,以增强他们的信心。评价从三方面进行:第一,根据学生参与案例教学过程的表现进行记录评分,作为平时成绩的一部分。第二,根据学生递交的作业模具设计结果,看是否按要求完成了教学任务,给予评分,作为平时成绩。第三,是看案例教学是否实现了教学目标。

运用案例教学法应注意的问题

案例教学在提高学生的综合素质,培养学生分析问题和解决问题的能力等方面具有独特的作用,但作为教学方法改革的尝试,还有待于在教学实践中不断改进、丰富和完善,特别要注意以下几个问题。

教师应不断提高自己的业务水平案例教学对教师的知识结构、教学水平及责任心要求相当高,既要求教师有渊博的理论知识,又要求教师具备丰富的实践经验,能将理论与实践融会贯通。建议“双师型”教师多采用案例教学法,因为有高水平的“双师型”教师的指导,学生的独立分析、研究才可避免盲目性。

选取案例要求真而精因为只有真实产品作为案例才具有说服力,才能激起学生的注意力和情感上的共鸣。在选取案例时,要选取最能说明问题的案例,求精而不求多。精选出的案例应当是典型的,有代表性的,最能揭示所学理论的案例。

案例的选择要从简单到复杂,循序渐进限于高职学生的实际水平,要注重教学的循序渐进。如果一开始就选择一个复杂的案例讲解,教师需要解释有关概念和原理,学生易产生繁杂的感觉,影响教学效果。

教师要摆正自己的角色在案例教学过程中,要改变以知识传授为主的传统教学模式。教师角色要实现从传统教学中的主讲人到组织引导者的转变。教师还应特别注意引导学生进行独立思考、分析问题并大胆质疑,鼓励学生发表自己的见解,努力将学生由被动接受者转为主动求索者,成为真正的教学主体。

高职学生的形象思维能力较强,而抽象思维能力较弱,我们以案例为基本素材,把案例引入到Pro/E模具设计课程教学中,通过师生、生生之间双向和多向互动、积极参与,学生的学习主动性、积极性和学习兴趣有了很大的提高。实践证明,案例教学法能充分发挥高职生的潜能,是一种比较适合高职高专层次、理论和实际相结合的有效教学方法。

参考文献:

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[4]王勇.计算机辅助设计课程案例教学法探析[J].中国成人教育,2007,(8).

[5]林清安.Pro/ENGINEER Wildfire2.0模具设计[M].北京:电子工业出版社,2005.

作者简介:

赖兴余(1966—),男,博士,广东科学技术职业学院副教授,主要从事CAD/CAM、模具设计与制造等方面的教学和科研。

(本文责任编辑:谢良才)