基于UG的《模具設(shè)計與制造》案例式教學(xué)探索

李玉龍　王永強　張輝

【摘要】本文簡要的介紹了UG軟件的功能及特點，論述了基于UG軟件的《模具設(shè)計與制造》案例式教學(xué)的意義、設(shè)計思路和評價方式，并對案例式教學(xué)的效果進行了分析。

【關(guān)鍵詞】模具設(shè)計與制造 UG軟件 案例式教學(xué)

【中圖分類號】G712 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）13-0245-02

普通本科教學(xué)思路為公共基礎(chǔ)課-專業(yè)基礎(chǔ)課-專業(yè)課，該過程較注重理論課的學(xué)習(xí)，對學(xué)生的邏輯思維能力要求高，而當(dāng)前國家大力推廣應(yīng)用型本科教育更加偏重于技術(shù)體系的建立，倡導(dǎo)技術(shù)實踐性教學(xué)，注重學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)發(fā)展能力的培養(yǎng)。在本科應(yīng)用型教育改革的大環(huán)境下，案例式教學(xué)方式已成為應(yīng)用型本科教育課程改革的重要理念，其先進的思想為應(yīng)用型本科教育的發(fā)展指明了方向[1]。作者對《模具設(shè)計與制造》以及UG軟件應(yīng)用的教學(xué)工作進行了一系列的改革和探索。

1.UG軟件簡介

UG是Unigraphics的縮寫，是西門子工業(yè)自動化公司出品的一種用于產(chǎn)品設(shè)計制造分析的軟件，該軟件是基于過程的產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，從產(chǎn)品的設(shè)計、加工到分析均能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接，為產(chǎn)品的研發(fā)及加工制造提供了數(shù)字化的驗證手段。

UG不僅擁有較強的零件建模和工程制圖能力，而且具有產(chǎn)品虛擬裝配、運動仿真、動力學(xué)及有限元分析的功能。軟件的產(chǎn)品加工模塊能夠依據(jù)所建立的三維模型生成支持多種系統(tǒng)的數(shù)控程序，通過該軟件進行一系列的虛擬仿真，能夠大幅度提高新產(chǎn)品的可靠性，同時該軟件擁有二次開發(fā)語言，客戶可以根據(jù)自己的特殊需求設(shè)計開發(fā)專用的CAD系統(tǒng)。

2.基于UG的《模具設(shè)計與制造》案例式教學(xué)的意義

《模具設(shè)計與制造》是機械制造及其自動化專業(yè)的一門綜合性專業(yè)課，它以學(xué)生所學(xué)的機械制圖、機械工程材料、互換性測量、機械設(shè)計、機械制造等專業(yè)理論課為基礎(chǔ)，與實際生產(chǎn)緊密相關(guān)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式較注重理論知識的學(xué)習(xí)，忽略了該課的實踐性。此外，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機輔助設(shè)計與制造已成為現(xiàn)代設(shè)計方法的重要組成部分，CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)成為應(yīng)用型本科院校機械類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)科。UG作為一種三維參數(shù)化設(shè)計軟件，是當(dāng)今世界最先進的集設(shè)計、分析、制造于一體的軟件[2]。該軟件功能多、命令多，需要反復(fù)練習(xí)和長期實踐，才能夠掌握好該軟件的技術(shù)應(yīng)用。傳統(tǒng)的軟件類教學(xué)是老師在課堂上對命令進行講解和操作演示，盡管學(xué)生容易明白老師的示范，但下達任務(wù)讓學(xué)生自己操作的時候，大部分學(xué)生眼高手低不能完成相應(yīng)任務(wù)。此外教師在課堂上所演示的案例內(nèi)容不具有關(guān)聯(lián)性，學(xué)生在實際操作時，對零件的應(yīng)用型沒有直觀的認識，認識不到軟件應(yīng)用課為專業(yè)課服務(wù)的特點。

為使《模具設(shè)計與制造》的教學(xué)內(nèi)容更加有趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，使課程的設(shè)計盡可能的貼近模具設(shè)計與制造的工作過程，解決當(dāng)前UG軟件教學(xué)所面臨的問題，采用案例式教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生通過UG軟件進行一系列的模具設(shè)計，提高學(xué)生的實踐能力和團隊協(xié)作能力。

3.基于UG的《模具設(shè)計與制造》案例式教學(xué)設(shè)計思路和教學(xué)評價

案例式教學(xué)以沖壓成型工藝中典型的沖裁模、彎曲模、拉深模和塑料成型工藝中的注射模為案例。這些模具的設(shè)計不僅涵蓋了《模具設(shè)計與制造》的全部教學(xué)內(nèi)容。同時在案例實施的過程中學(xué)生對UG軟件的操作學(xué)習(xí)，滿足了UG應(yīng)用課程的教學(xué)要求。如沖模設(shè)計包括模具零件的三維實體造型設(shè)計、裝配設(shè)計以及工程圖設(shè)計，注射模具的設(shè)計涵蓋了塑件造型、分型面選擇、澆注系統(tǒng)設(shè)計、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計等教學(xué)內(nèi)容，通過這些案例式的教學(xué)能夠加深學(xué)生對沖壓模和塑料模基礎(chǔ)知識的理解，使其掌握UG相關(guān)功能模塊知識的同時，提高了動手能力和實踐能力。

案例式教學(xué)過程中，教師講解案例相關(guān)的理論知識和模具設(shè)計過程中需要注意的問題，明確教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的。課下教師提供相關(guān)課件和案例實施的視頻。課件含任務(wù)描述書、UG相關(guān)功能模塊的介紹；視頻中有完整案例的實施過程。

案例式教學(xué)具體實施過程中，將5-6名同學(xué)分成一個小組，每個案例在實施過程中設(shè)項目組長一名，負責(zé)協(xié)調(diào)小組成員的任務(wù)分工問題。例如，安排兩位同學(xué)負責(zé)零件的三維建模、兩位同學(xué)負責(zé)虛擬裝配，其余同學(xué)探索運動仿真和數(shù)控加工模塊的學(xué)習(xí)。各成員依據(jù)相應(yīng)任務(wù)，查閱資料，進行方案探討，提出實施方案。隨著不同案例的實施，成員之間采用輪換式的學(xué)習(xí)方式，交換所學(xué)功能?？靃3]。四個案例實施完成后，各成員均能掌握UG的不同功能模塊，且進一步鞏固了《模具設(shè)計與制造》的相關(guān)知識。

案例式教學(xué)方式的考評在案例實施過程中進行，即過程化考核。當(dāng)一個案例完成以后，小組進行匯報和答辯，教師針對學(xué)生在實施過程中存在的問題進行匯總和點評。同時對該項目組進行總體評分，該組的評分作為該組所有同學(xué)成績的計算系數(shù)，項目組成員之間進行互評，得到每名同學(xué)在案例實施過程中的成績。當(dāng)所有案例完成后，匯總得各組的總成績，成績最好的小組給予獎勵；匯總每位同學(xué)的成績作為該生《模具設(shè)計與制造》以及UG軟件應(yīng)用課的成績。

4.案例式教學(xué)的效果分析

實踐表明，《模具設(shè)計與制造》與UG軟件應(yīng)用課程的案例式教學(xué)方式，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)思路，為學(xué)生提供了更加真實的貼近工作實際的教學(xué)環(huán)境，鍛煉了學(xué)生解決實際問題的能力，有助于學(xué)生對課程知識點的理解和掌握，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。滿足了應(yīng)用型本科教育圍繞社會職業(yè)崗位需要，能力為主的要求。

參考文獻：

[1]段慧珍，李偉，于仙等.應(yīng)用型本科教育的探索[J].時代教育.2016（1）：38.

[2]陽娣莎，王江蘭.UG軟件應(yīng)用課程項目化教學(xué)改革的探索與實踐[J].中國教育技術(shù)裝備.2015（10）：108—109.

[3]于丹.職業(yè)教育塑料模具課程教學(xué)改革探討與研究[J].改革.2013（9）：96—97.

作者簡介：

李玉龍（1989-），男，河南開封人，助教，畢業(yè)于河南理工大學(xué)，主要研究方向為模具CAD/CAM技術(shù)研究與應(yīng)用，發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇，獲發(fā)明專利1項，實用新型專利多項，2016年被評為全國第三屆碩士優(yōu)秀實踐成果獲得者。