“塑料注射模具设计”课程教学方法探讨

刘 洋

(北京市自动化工程学校，北京 100192)

“塑料注射模具设计”是模具专业的核心专业课之一，具有很强的实践性，同时又具有一定的理论性，是一门理论与实践结合较为密切的课程。目前，这门课的教学方法一是继续采用传统讲授法来讲授理论知识，好处是学生对模具设计的相关知识学习较为系统，不足之处是学生对典型的模具设计流程不清楚，对设计过程没有一个整体的体验和认知；二是采用基于项目的教学方法，这也是近年来探讨比较多的一种教学法。这种教学法需要学生参与到项目的学习与实践之中，可以让学生深入了解模具设计的全过程，而其缺点是一般项目覆盖的知识与实践范围有限，局限性比较明显。针对这一现状，从教学实际出发，以为企业培养有一定实操技能的模具专业人才为宗旨，非常有必要对本课程的教学方法继续进行探索与提升。

一、“塑料注射模具设计”教学现状分析

我校目前主要采用的是基于项目的教学方法，所选用的项目是“门吸盒模具设计”和“仪器壳模具设计”。前者作为课程的主要讲授内容，后者作为实践环节，用以巩固和提高学生的学习成果。这种教学方法符合职业教育教学大纲要求，也基本满足课程改革的需要，但在实际教学过程中却暴露出一些问题，其主要表现有：1.学生对“门吸盒”的作用不熟悉，对“仪器壳”的具体应用场合也不明确，这就影响了学生的自主学习兴趣；2.整个学期都在讲授两个项目，内容比较单调；3.作为本专业第一门模具类专业课，学生对模具的实体与工艺比较陌生，授课时只能依靠少数教具模型与动画演示，这使得学生一般无法在有限的学时内想象出复杂的模具结构，妨碍了学生在设计实践中成就感和乐趣感的产生。

二、“塑料注射模具设计”教学方法的改进

基于以上在“塑料注射模具设计”课程实际教学中遇到的若干问题，笔者分析并提出了几点教学方法的改进途径，以期在未来的教学实践中取得较好的效果。

1.突出“绪论”教学，提高学生的学习兴趣

良好的开端是成功的一半，讲授好课程的绪论犹如优秀戏剧引人入胜的“序幕”。教师在绪论课教学中“亮相”得好，必将在学生中树立一个先入为主的良好开端，无疑对今后的教学实践产生积极的促进作用。教师在绪论课讲授中介绍学科的发展历史与重要性、课程研究对象与课程体系结构、课程内容与教学方法、学习方法及教学要求，并通过具体实例有针对性地进行阐述，使得学生有开门见山之感，同时帮助他们理清课程教学脉络，清晰课程学习方向与重点、难点，加深印象，激发其学习兴趣。

2.项目的选择须重点考虑学生的特点

项目教学法是职业学校教育教学过程中探讨比较多的一种教学方法。它是以某一项目为载体，教师和学生共同参与到项目的实施过程中，在此过程中完成教学目标的一种教学方法。在中等职业学校的教学过程中，项目通常设计为完成某一具体产品的设计或加工任务，或提供一项服务，或排除一个故障等，项目可小可大，根据教学实际设定，项目中产品的选择应具有实用性，兼顾学生的熟悉度。在完成项目的过程中，教师引导学生利用现有的经验和知识，在设定的情境中完成项目，以解决实际问题为目标，从而完成本课程的教学目标。基于项目的教学法，学生是学习的主体，教师起引导作用、协助作用，这样有利于学生职业能力的提高，有利于学生发挥主观能动性，有利于激发学生的创新精神，满足学生的成就感。学生由被动接受变为主动探究的过程中，教师的引导作用、指导作用、协助作用不可忽视。教师是整个学习过程的主导者，应积极参与到学生的学习过程中，积极进行研究和讨论。

在“塑料注射模具设计”课程的教学中，目标项目的选取是关键环节之一。所选项目必须具有实用性、可操作性、趣味性、活动性。目前，我们以“门吸盒”项目为载体，以“仪器壳”项目作为练习项目进行教学。在教学过程中，发现学生并不熟悉“门吸盒”，也不感兴趣，而“仪器壳”又太笼统，这些都不利于激发学生的兴趣。基于此，笔者考虑逐步调整现有“门吸盒”项目，逐步选取学生更为熟悉、更感兴趣的制品来做设计对象，如皂盒、简单的手机壳等制品，从而进一步激发其对模具设计的兴趣。

3.依托辅助教学软件Pro/ENGINEER，提升教学效果

在实际教学过程中，想象出复杂的模具结构是学生普遍反映的难点之一。通常的课堂授课环节只是借助简单教具和少量动画来演示模具的结构，这一般远不能满足实际教学要求。因此，在“塑料注射模具设计”课程中引入行业人才所必需的软件之一——Pro/ENGINEER，实现有针对性的计算机辅助教学，将使授课过程变得直观易懂，且能够进一步激发学生的学习热情。

Pro/ENGINEER软件具有三维造型基本功能，同时又可以外挂模具设计模块MBL(Mold Base Library)和EMX(Expert Moldbase Extension)以及塑料顾问模块PA(Plastic Advisor)，方便了模具设计工作。这一软件自问世以来，被广泛应用于机械、家电、汽车、航空、模具等各行各业，逐步成为应用最广泛的三维CAD/CAM应用软件之一。Pro/ENGINEER采用全参数化设计和单一数据库结构，用它进行模具设计，便于修改和调整，这给模具设计工作人员提供了一个快捷而方便的平台。在此平台中，设计人员可以模拟模具的工作过程，找出设计问题，优化设计方案，节约设计成本。Pro/ENGINEER软件在模具设计中的便捷性体现得较为明显，通过此软件，可以在更短时间内完成对塑料制品的分析、收缩率的设定、分型面的选择和确定、浇注系统设计、成型零件结构形式设计、顶出方式设计、冷却方式设计、模具装配、仿真工作等一系列复杂而繁琐的工作。

笔者在“塑料注射模具设计”课程授课过程中拟引入的基于Pro/ENGINEER软件的计算机辅助教学内容大致包含：

(1)Pro/ENGINEER环境下，模具设计的简要流程体验

根据“塑料注射模具设计”课程所学习的内容特点，在Pro/ENGINEER操作平台下加入简要的流程体验，其内容具体包含：

①塑料制品分析(包括结构特点、壁厚检测、拔模检测等)； ②成型零件(型芯、凹模)设计(包括设置收缩率及分型面；成型零件结构形式；工件分割；创建模具元件；创建顶出机构、浇注系统和冷却系统；塑件生成，设定开模次序，干涉检查等)；③在EMX模块下，从标准库中调用标准模架和标准紧固件，进行装配；④模具开模动作仿真；⑤生成模具图纸、材料表等；⑥型腔的自动填充与模型的流动性分析；⑦调整与改进。

(2)Pro/ENGINEER环境下，模具成型零件设计

模具凹模和型芯的设计是模具设计的核心。笔者考虑在“塑料注射模具设计”课程授课内容中，在Pro/ENGINEER环境下加入简单的模具成型零件设计实践，其内容包括：①设定收缩率、构建设计模型、产生凹模及型芯的特征尺寸；②设计模型与凹模或型芯毛坯重叠，经生成、延伸及融合等操作形成分型面；③由毛坯中去除设计模型，并从分型面切割产生凹模和型芯。

通常，基于Pro/ENGINEER环境的计算机辅助模具设计完成后，可自动生成总装三维效果图，并可以动态模拟演示注射开模的全过程。借助Pro/ENGINEER环境的计算机软件模拟，可以使“塑料注射模具设计”课程授课变得更为形象生动，也可以使学生加深对模具结构和模具设计流程的理解。

此外，将Pro/ENGINEER软件应用到塑料注射模具设计教学中的这一课堂模式，也满足了模具行业对人才的要求。在有限的教学学时中，学生能够通过多个项目的训练，初步掌握塑料注射模具设计的整个工艺流程，从而极大地调动了学生的创造性和积极性，有效地提高了其解决实际问题的能力。

结 语

在本文中，笔者结合“塑料注射模具设计”课程的教学实践，详细分析了授课过程中遇到的若干问题，探讨了改进课程教学方法的几项途径，其目的是更好地培养企业所需要的模具专业人才。此外，为提高课程教学质量，授课教师还须不断提高自身素质，并不断实现教学内容与项目实践的有机融合。项目导向的教学设计对教师提出了更高的要求，教师要根据教学目标，重组知识结构和内容，精心选择项目载体，巧妙创设课堂情境，预想到教学过程中可能出现的种种问题并找到解决的办法，逐步实现基于Pro/ENGINEER软件的计算机辅助教学，将使得教学过程更加直观易懂。在结合诸多因素改进教学方法后，“塑料注射模具设计”课程的教学过程将使学生摆脱被动学习的状态，使教学效果显著提高。

[1]张克惠.注塑模具设计[M].西安：西北工业出版社，2001.

[2]王雷.Pro/ENGINEER模具设计基础与产品造型设计[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[3]邹继强.塑料制品及其成型模具设计[M].北京：清华大学出版社，2005.

[4]凯德设计.精通Pro/ENGINEER3.0模具设计[M].北京：中国青年出版社，2007.

[5]关兴举，杜智敏.PRO/ENGINEER塑料模具设计[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[6]邓泽民，赵沛.职业教育教学设计[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[7]谢利民.教学设计应用指导[M].上海：华东师范大学出版社，2009.