《塑料模具设计》课程教学模式的探索与研究

于相慧

摘要：本文针对传统的塑料模具设计课程教学存在的问题，根据机械工程及自动化专业模具设计与制造方向人才培养目标及课程教学体系改革的要求，为提高塑料模具设计课程的教学质量，从课程内容、教学方法、教学手段等方面进行了教学模式的探索与研究。通过运用多媒体教学和案例教学，采用模具设计CAD/CAE技术，来提高学生模具设计能力和解决实际问题的能力。

关键词：模具设计；多媒体；案例教学；Pro/E

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）06-0175-02

模具是工业生产的重要工艺装备，用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。近年来，在国家产业政策支持下，随着高新技术产业的发展，模具工业发展迅速，塑料模具技术也有了很大提高。在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具生产，而由模具产业创造的价值往往是其本身价值的几十倍、上百倍，因此模具被称为工业产品的“效益放大器”。模具工业在国民经济中的地位也越来越重要。同时模具工业的发展，促使市场用人要求不断提高，急需具有创新意识的应用型高级人才。为适应市场需求，增加学生就业渠道，我校在机械工程及自动化专业课程体系建设和改革中，确立了模具设计与制造方向人才培养目标和课程教学体系。

塑料模具设计是一门专业技术课，其综合性、实践性都很强。多年来，由于受传统的教学观点和教学方法的影响，课程重点一直定位于基础理论部分而非应用，淡化了模具设计的应用特点；同时课程教学信息量大而抽象，模具结构和工作原理涉及的示意图多而复杂，加上学生的感性认识较少，学习中很难与工程实际联系起来，因而造成教师讲授费力，学生普遍感觉课程内容枯燥，理解困难。另外对机械工程及自动化专业的非模具专业的学生来说，课程学时相对较少，教学内容、侧重点不同于模具专业。如何适应目前市场对人才培养的要求，达到应用型人才培养目标，改变传统的教学模式，调动学生的学习积极性和兴趣，就成为一项势在必行的任务。

一、运用多媒体教学

为了提高教学质量，调动学生的学习主动性，激发学习的兴趣，充分应用多媒体技术的强大功能，将多媒体运用到教学中。

在传统教学中常常采用板书、挂图、实物模型展示等方法进行课堂教学，静态的示意图和模型又难以直观地描述出动态的材料在模具中成型的工艺过程，学生仍难于理解模具各零部件之间的动态关系。如八字摆杆式二级脱模机构，结构复杂，用文字很难把模具开模的顺序、脱模的过程描述得生动清晰，学生听起来吃力，很难消化吸收所学知识。此外，本课程大多采用老师讲，学生听进行授课，缺少师生互动，学生参与不到课堂中来，这种单一的、满堂灌的教学形式造成学生学习的积极性不高，无法掌握课堂教学内容，导致教学效果不理想。

在塑料模具设计课程中运用多媒体教学，应用各类素材如2D和3D图片、Flash动画和一些典型的生产场面视频等，将传统教学手段难以表达的内容和难以观察到的塑料成型过程、模具内部结构和脱模方式等动作原理通过动画、声音、图像、文字形象地展现在学生面前，将繁杂、抽象和难以理解的内容变得简单、具体、形象和易于理解，增强了直观性，有效地培养了学生的空间想象能力。如将八字摆杆式二级脱模机构的动作制作成Flash动画，利用视频将结构动作过程动态地展现出来，使原来难以理解的知识点二次推出脱模动作以直观的方式表达出来，使得课堂教学形象、直观、生动、活泼，有助于提高学生的理解、记忆和学习兴趣，提高了课堂效率。

二、实施案例教学

塑料模具设计课程是综合性和实践性很强的课程，根据机械工程及自动化专业模具设计与制造方向人才培养目标要求，社会对模具应用型高级人才的需求，在该课程教学过程中，坚持以基础理论“必需”和“够用”为度，以技术应用为主，重点突出知识的实用性，培养学生分析问题和解决实际问题的能力。针对机械工程及自动化专业的非模具专业的学生，课程学时相对较少，要使学生能够在短时间内掌握模具技术，具备较高的专业技能，依靠单一的理论教学很难实现以上目标，因此将案例教学应用于塑料模具设计课程的教学中。

案例教学是在学生初步掌握了相关基本知识和基本分析技能的基础上，教师根据教学目的和教学任务的要求，运用生产实例或精选出来的案例材料，组织学生通过讨论或者研讨来进行学习的一种教学方法。在塑料模具设计教学中实施案例教学，可以改变枯燥的教学氛围，鼓励学生独立思考，互相交流，调动学生课堂学习的积极性和主动性，使学生在熟悉具体案例的过程中，通过自学、分析、讨论、总结，快速掌握模具专业知识，培养学生分析解决问题的能力。如在讲授完注射模具设计基本知识后，就以相机镜头盖塑料模具设计作案例，让学生分析、讨论，确定该模具的总体结构方案，型腔布局，分型面，浇注系统，脱模方式，模具温度调节等，学生在寻找答案的同时，复习、巩固了所学知识，培养了学生实践能力、综合运用知识解决问题的能力，又使课堂教学气氛变得更加活跃，学生找到了学习的乐趣，提高了学习的积极性。案例教学将理论与实践很好地联系在一起，弥补了单纯理论讲授教学的一些缺陷，对培养学生的自主学习能力、实践能力和创新能力等具有重要意义。

三、引入CAD/CAE技术

由于我国模具工业的快速发展，塑料模具设计和制造已离不开计算机辅助设计、辅助工程、辅助制造（CAD/CAE/CAM）。这就要求从事塑料模具设计与制造的学生在具有扎实的理论基础的同时，能够与时俱进地掌握模具设计与制造新技术和新方法。因此，在塑料模具设计课程教学中引入三维软件Pro/E。

Pro/E设计模具功能十分强大，Pro/MOLDESIGN提供了方便的、实用的三维环境下模具设计与分析的各种工具，可以改变传统的注塑模具设计方法。利用这些工具，可由塑料制品的三维模型建立模具装配模型，设计分型面、浇注系统和冷却系统等，从而完成模具成型零件设计。最后利用EMX专家模架系统提供的标准模架库完成模具总体装配设计。在模具设计过程中还可以随时对参考零件（添加到装配体中的制品模型）或模具部件进行分析检测，如拔模角度检测、制品厚度检测、分型面检测、投影面积计算、充模仿真、开模仿真以及装配干涉检测等。Pro/E中的塑料顾问（PlasticAdvisor），可以代替试模，在模具投入制造前，用来模拟塑料熔体在流道与型腔内的流动和充填过程，以便能及时发现设计中存在的问题进行修正，以缩短模具开发周期，降低生产成本。

在塑料模具设计课程教学过程中将模具结构知识讲授和Pro/E软件紧密结合，可进一步加强实践教学，弥补不能现场教学的不足。有了Pro/E软件的三维造型为基础平台，使教学过程非常形象逼真，学生在短时间内就可以通过实体造型模拟学习到大量实用的模具结构知识，如讲解八字摆杆式二级脱模机构的模具结构时，通过Pro/E三维建模、动画装配和分解，学生可清楚地看到模具中每个零件的位置和结构，再对应模具装配图分析模具结构与特性，讲解各部分的作用与要点，学生就能够清晰地理解深奥的模具结构问题。在讲解注射成型工艺时，运用Pro/E的塑料顾问，可进行工艺参数的优化，确定合理的浇口位置，进行产品的质量分析，直观的画面，展示了塑料成型的整个过程，使学生能够掌握注射成型工艺制订方法，分析各因素对塑料制品质量的影响，教学效果较好。

通过对本课程教学模式的探索与研究，对培养学生综合分析、设计和创新能力等方面有较大的促进作用，增强了学生的学习能力、实践能力和创新能力，提高了学生学习的兴趣，教学效果好。虽然本课程教学受总体学时不足和学校自身硬件条件的局限，相信随着教学设备的不断更新，教学体制的不断完善，在今后的教学中，我们还要不断地探索和研究，最终实现培养应用型高级人才的目标。

参考文献：

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