塑料模具课程设计中多元角色扮演教学模式研究

汪红兵

(苏州市职业大学 机电工程学院，江苏 苏州 215104)

传统的课程设计都是指导教师布置题目，学生按照题目去完成，最后递交图纸和说明书。这种方式互动性比较差，学生被动地完成作业，教学效果不好。为了充分调动学生的积极性和创造性，提高教学效果，设计了一种多元角色扮演的教学模式。

1 角色扮演的内涵及意义

角色扮演法是美国心理学家Moreno[1]于1960年所创建的一种社会心理技术，角色扮演被归类为“情境领域教学方法”的一种[2-3]；即通过设计情景，使人设身处地地去扮演一个在实际生活中不属于自己的角色，以尝试和体验另一种生活的方式和行为模式，增加角色学习，扩展生活知觉。指导教师兼有在校教师、企业客户、企业技术经理的角色，学生兼有在校学生和企业工程师的角色，把一次课程设计当成了工作上的一次业务合作。从实际操作来看，学生明显提高了兴趣，教学效果也不错。

学生在学习的过程中，既是学习者，又是问题的解决者。学生不仅需要学习专业知识和专业技能，还需要学会从企业工程师的角度出发去思考产品设计中出现的问题，学习使用专业知识解决工程中遇到的难题。新产品的开发过程是一个综合的系统工程，需要从市场需求调查开始，与客户积极沟通，了解客户的需求。明确客户需求后，产品的设计过程还需要团队分工协作。在这个过程中，学生还需要学习良好的沟通能力以及团队合作能力。教师在教学过程中不仅是一个知识的传授者，还需要承担产品研发过程中的各种配角。教师需要承担一个客户的角色，把产品的性能需求告诉学生，并与学生沟通，设计出初始的产品方案。教师还需要承担一个企业技术经理的角色，帮助学生分析解决在产品开发过程中遇到的各种问题，为学生出谋划策。当学生在产品开发中遇到技术难题时，实时引导学生去学习教学中需要掌握的专业知识和专业技能。教师还需要对学生产品开发成果进行评价，发现问题并及时帮助学生解决问题。多元角色扮演教学方法突破了填鸭式的传统教学模式，凸显了学生的主体地位，提高了学生学习的兴趣和积极性。

2 多元角色扮演在塑料模具课程设计教学中的实施过程

多元角色扮演在塑料模具课程设计中的实施过程可以分成情景准备、情景实施以及分析评价三个步骤。通过一个具体的塑料模具设计的工程案例，来具体说明这个过程。

2.1 情景准备

第一阶段，由教师安排好塑料产品模具设计的活动情景及注意事项，提供完整的背景资料，让学生充分理解情景过程。这就像一部电影的剧本，后面所有的情节都是这个阶段的准备过程。塑料模具设计的情景准备流程如下：

1) 知识点讲解。首先，教师以一个知识传输者的身份出现，解读塑料模具课程设计的目的、内容、一般流程和注意事项，提示学生需要在设计过程中完成的角色内容，让学生对整个设计过程有一个初步的了解。

2) 角色安排。教师先对自身扮演的知识传输者、客户以及产品经理等角色进行说明，然后详细介绍学生扮演的工程师和知识学习者等角色，让学生充分了解在塑料模具设计过程中需要扮演的角色，对需要完成的工作有一个整体、初步的认识。学生需要反复理解具体的细节，考虑在角色扮演中需应用哪些知识和技能、注意哪些事项、拟定什么样的计划、遵照什么样的程序进行模拟操作、推测在角色扮演中会遇到什么样的困难并考虑用何种方法解决这些困难。根据课程设计的教学目的，要求每个学生都制订出详细的计划并扮演好模具设计工程师和知识学习者的角色。

2.2 情景实施

第二阶段，教师和学生在充分了解各自所担任角色的主要工作后，根据塑料模具设计的基本流程，来安排情景的具体实施过程。

1) 客户描述产品需求。教师这时扮演客户的角色，设计生产一个皂盒下盖，并提出产品需求，学生此时担任企业工程师的角色，根据客户对产品功能的描述，设计出产品及模具系统。

2) 工程师设计产品。随着CAD/CAM的广泛应用，3D模型正逐渐取代原来尺寸完整的图样，学生作为企业的工程师在充分听取客户的产品功能需求后，使用三维软件设计出产品的初始结构图。在设计过程中工程师需要与客户不断地沟通，对产品的外形结构和尺寸进行调整，直到设计出客户满意并且可以制造的产品。图1和图2是工程师根据客户对产品的描述设计出的皂盒上盖和下盖的三维图。学生在设计过程中可能会遇到问题，比如软件操作中抽壳命令使用不熟悉，这时教师需要转换自身的角色，变为知识的传输者，让学生暂时停下手头正在进行的设计工作，将知识点抽壳命令进行解释演示，学生掌握后继续进行手头工作。针对学生在产品设计中遇到的问题讲解相应的知识点，可极大地提升学生的积极性和学习的主动性，学生更容易吃透学习重点，所学即可所用。

3) 模具初始方案设计。为实现皂盒上盖和下盖的良好配合，将皂盒上盖和下盖在同一副模具中生产。根据设计好的皂盒下盖三维图，工程师需要拟定出模具初始设计方案，包括塑件成型工艺分析、确定分型面和浇注系统、主要零部件设计计算等。

4) 模具初始方案论证。工程师设计好模具初始方案后，需要对模具初始方案进行评估。传统的模具方案评估方法是制造出全套模具进行试模，根据制造出来的实际产品对模具系统进行调整修改，这种方法费时费力、成本昂贵。近年来，随着模具CAD/CAM/CAE技术的飞速发展，有的企业开始采用模流分析软件对初始模具方案进行评估。图3和图4分别为皂盒上盖和下盖的最佳浇口分析图。由于皂盒上下盖形状尺寸不同，当在一副模具中生产时，会由于流动不平衡问题带来产品的质量问题，还需要进一步进行流动不平衡优化分析，最终得到较好的模具设计方案。学生作为工程师完成了模具初始设计方案后，绘制好模具的三维装配图。情景实施这一过程需要学生作为工程师独立完成，如果在分析过程中遇到问题，教师以知识传输者身份对相应的知识点进行讲解。

图1 皂盒上盖三维图

图2 皂盒下盖三维图

2.3 分析评价

第三阶段，学生作为工程师完成设计后递交模具结构三维装配图和模流分析的数据文件，这时教师以技术经理的身份对整套方案进行评估检查。在分析评价过程中，需要每个学生制作一个汇报设计过程的PPT，教师以技术经理的身份对成果进行评估打分，合格的学生通过本次课程设计。

图3 皂盒上盖最佳浇口图

图4 皂盒下盖最佳浇口图

3 结论

在塑料模具课程设计中，采用多元角色扮演教学模式，可以提高学生的学习热情，激发其学习的积极性和创造性；一改以前教师出题学生完成的沉闷局面，提高了该课程的教学效果，是培养应用型专门人才的重要手段。多元角色扮演教学要求学生全身心地投入角色，使学生的思维、动作甚至仪表都遵从角色要求，这有助于学生深刻体会模具设计过程中技术、管理及沟通的重要性，更快地适应未来的职业要求。多元角色扮演模式不仅适用于塑料模具课程设计这一门课程，对于实践性较强的课程都有很好的参考价值。