“產(chǎn)教融合、校企合作”背景下應(yīng)用型本科高?！端芰铣尚凸に嚺c模具設(shè)計(jì)》教學(xué)改革研究

曹劍飛，李萌崛，廖益均

（成都工業(yè)學(xué)院材料與環(huán)境工程學(xué)院，四川成都 611730）

1 引言

“產(chǎn)教融合、校企合作”是新時(shí)代應(yīng)用型本科教育發(fā)展的基本要求，既是機(jī)遇挑戰(zhàn)，是時(shí)代賦予的使命。如何培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)在制造業(yè)發(fā)展的模具工業(yè)人才，這是每個(gè)材料成型與控制專業(yè)教師和相關(guān)應(yīng)用型高校都應(yīng)該積極面對(duì)和探索的新問題[1～2]?！端芰铣尚凸に嚺c模具設(shè)計(jì)》是材控專業(yè)的主干課程，理論實(shí)踐性強(qiáng)，多學(xué)科相互滲透并且與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系緊密[3]。本文針對(duì)傳統(tǒng)的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)體系存在的問題，按照該專業(yè)課程教學(xué)體系改革的要求，對(duì)該課程進(jìn)行以下4個(gè)方面的教學(xué)改革研究。

2 緊密聯(lián)系應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向，合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、提高學(xué)生素質(zhì)的關(guān)鍵之一就是教學(xué)內(nèi)容和課程體系的科學(xué)構(gòu)建。我校材料成型及控制工程專業(yè)是四川省“雙一流”重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，專業(yè)一直致力于培養(yǎng)應(yīng)用型模具工業(yè)人才，已建成四川省地方普通本科高校應(yīng)用型示范專業(yè)和四川省首批卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃專業(yè)。因此，《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容需要緊緊圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)模具專業(yè)應(yīng)用型技術(shù)人才這一目標(biāo)，為此，重新編寫《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》的教學(xué)大綱。在教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃方面，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與合理的同時(shí)，兼顧重點(diǎn)突出的原則。例如，《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》這門課授課基本集中在第6學(xué)期，授課課時(shí)只有24個(gè)學(xué)時(shí)，在較短課時(shí)內(nèi)需要讓學(xué)生掌握繁多的模具設(shè)計(jì)內(nèi)容是非常有難度的。因此，選擇了教材《面向"十二五"高等教育課程改革項(xiàng)目研究成果：塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》。該教材難易程度適中并且其主要特色是教學(xué)中可以將注射模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)合理地引入到課堂教學(xué)中，將實(shí)際工作場(chǎng)景帶入到課堂教學(xué)，不僅讓學(xué)生充分學(xué)習(xí)了課程知識(shí)內(nèi)容，而且激發(fā)了學(xué)生對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)的興趣，提高了學(xué)生用理論聯(lián)系實(shí)際解決實(shí)踐問題的能力。

另外，教學(xué)內(nèi)容上強(qiáng)調(diào)注塑成型模具的設(shè)計(jì)，著重解決如何設(shè)計(jì)模具和怎樣合理設(shè)計(jì)模具這兩個(gè)問題，對(duì)于其他的教學(xué)內(nèi)容主要以介紹和知識(shí)拓展為主，突出重點(diǎn)，避免內(nèi)容重復(fù)。例如，講授緒論的內(nèi)容時(shí)，課堂上多以動(dòng)畫或圖例的方式展示不同塑料的成型方法，讓學(xué)生快速建立起塑料模具的概念，明確本課程的主要教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)。除此之外，選擇生活中熟悉的產(chǎn)品，采用最新企業(yè)采用的模具設(shè)計(jì)流程與技術(shù)，向?qū)W生展現(xiàn)該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)方式，既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情又體現(xiàn)出課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性與實(shí)踐性。

《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》具有多學(xué)科的交叉性，是在學(xué)生完成《機(jī)械原理》、《機(jī)械制圖》、《液態(tài)與傳動(dòng)》和《材料成型原理》等課程基礎(chǔ)后在大三下學(xué)期學(xué)習(xí)的材控專業(yè)核心課程，課程中設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與圖形繁多和復(fù)雜，傳統(tǒng)的掛圖降解的授課方式不夠直觀，僅僅通過對(duì)圖紙的講述限制了學(xué)生對(duì)模具結(jié)構(gòu)與原理的理解。所以，理論教學(xué)課程均全程使用電子教案并充分運(yùn)用了各種素材如實(shí)物模型、模具實(shí)物圖示、案例視頻和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)等手段，形象生動(dòng)地讓學(xué)生對(duì)模具的基本結(jié)構(gòu)及工作原理有了清楚的認(rèn)識(shí)。

3 聚焦實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，加強(qiáng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

當(dāng)代應(yīng)用型本科教育已經(jīng)從注重傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貏?chuàng)新和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[4]，為了讓學(xué)生將理論知識(shí)更好地用于生產(chǎn)實(shí)踐中，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中合理壓縮了部分理論課程的課時(shí)，增加了實(shí)驗(yàn)課程的比例。開設(shè)的具體實(shí)驗(yàn)課程為：①擠出成型工藝實(shí)驗(yàn)：使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)老師的演示與指導(dǎo)中參與高分子樹脂擠出成型的具體操作，讓學(xué)生了解擠出成型的基本原理，熟悉擠出模具的基本結(jié)構(gòu)，掌握擠出工藝的基本參數(shù)優(yōu)化過程。在理解了塑料原料、擠出機(jī)和模具三者之間的關(guān)系后，讓學(xué)生自主進(jìn)行模具的安裝和調(diào)試，全面提升動(dòng)手能力；②注塑料注射成型工藝實(shí)驗(yàn)[5]：通過開設(shè)此實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察典型塑料零件注射加工過程，弄清注射周期各步驟狀況。觀察模具與注塑機(jī)的關(guān)系并認(rèn)識(shí)注射工藝參數(shù)的確定方法并且讓學(xué)生都能具體操作注塑機(jī)，根據(jù)具體塑料原料與塑件結(jié)構(gòu)調(diào)整參數(shù)和擬定成型工藝條件，對(duì)成型產(chǎn)品的性能進(jìn)行檢測(cè)；③計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生了解塑料流體在注射過程中的流動(dòng)與填充行為，進(jìn)而了解注射成型中的各加工參數(shù)對(duì)塑件的形狀、表面粗糙度和使用壽命的影響。使得學(xué)生能熟練使用MoldFlow軟件來設(shè)計(jì)塑件的澆注系統(tǒng)與確定該塑件注射成型的最佳工藝參數(shù)并利用現(xiàn)在較為成熟的3D TIMON和3DMAX等軟件對(duì)塑件生產(chǎn)過程進(jìn)行預(yù)測(cè)分析與模擬仿真；④注射模上機(jī)安裝：熟悉塑料成型中注射模和壓縮模的安裝、調(diào)試全過程，掌握塑料模的結(jié)構(gòu)、各結(jié)構(gòu)部件間的作用和相互的配合關(guān)系，加深學(xué)生對(duì)模具設(shè)計(jì)的合理性及成型工藝條件等知識(shí)點(diǎn)的理解。

4 加強(qiáng)課程教師隊(duì)伍建設(shè)與工程素養(yǎng)培養(yǎng)，完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系

在應(yīng)用型工科課程體系的建設(shè)中，師資隊(duì)伍水平與結(jié)構(gòu)是能否有效進(jìn)行課程建設(shè)的重要前提。高校課堂教學(xué)質(zhì)量一方面取決于教材選用、教學(xué)大綱與人才培養(yǎng)方案的制定和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平等客觀因素，但是教學(xué)的主體還是教師，所以教學(xué)效果所根本上更取決于授課教師的業(yè)務(wù)水平和專業(yè)素質(zhì)[6～7]。目前專職的實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員不足、實(shí)驗(yàn)管理隊(duì)伍質(zhì)量不高仍然是制約應(yīng)用型本科高校師資隊(duì)伍發(fā)展的重要問題。理論課教師由于有科研任務(wù)和晉升壓力，所以不能夠把精力和時(shí)間全部投入到自身工程能力的提高與實(shí)踐課程的教學(xué)中。雖然理論課程教師大多擁有比較強(qiáng)的科研能力，但工程實(shí)踐能力普遍不足，致使專業(yè)教研室中“雙師雙能型”教師比例不夠，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)出現(xiàn)一定程度的脫節(jié)，兩者無(wú)法相互支撐，以教促改的目的也無(wú)從談起。因此應(yīng)用型教學(xué)改革的重要任務(wù)便是便是提高教師工程素養(yǎng)。首先，可以通過頂崗培訓(xùn)和工程實(shí)踐相結(jié)合的手段，主動(dòng)引導(dǎo)教師積極參與到相關(guān)企業(yè)單位的生產(chǎn)實(shí)踐和技術(shù)服務(wù)工作中，漸進(jìn)地提高教師的工程素養(yǎng)和實(shí)踐教學(xué)能力。其次，采用“內(nèi)培外引”的模式適當(dāng)引進(jìn)一些具有豐富工作經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)水平的模具行業(yè)工程師作為企業(yè)教師，依靠他們的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和工程背景來提高教師隊(duì)伍的工程素養(yǎng)，促進(jìn)“雙師雙能型”教師結(jié)構(gòu)的建立，幫助教師專業(yè)能力得到發(fā)展。另外，還可以通過示范教學(xué)、相互聽課評(píng)課和教研室教研活動(dòng)等靈活形式，逐步提升年輕教師的實(shí)踐教學(xué)能力。

學(xué)生成績(jī)的評(píng)價(jià)是由該課程的考核辦法確定的。良好的課程設(shè)計(jì)考核體系可以促進(jìn)學(xué)生按時(shí)與按量完成課程設(shè)計(jì)的要求任務(wù)，對(duì)教學(xué)效果起到積極的作用，所以需要對(duì)傳統(tǒng)的考核制度進(jìn)行改革。現(xiàn)有的評(píng)價(jià)體系多采用期末閉卷考試的方式，強(qiáng)調(diào)考察學(xué)生知識(shí)體系的掌握程度，評(píng)價(jià)依據(jù)僅僅是期末考試成績(jī)。學(xué)生往往采用死記硬背教材或課件的方式來應(yīng)考，這大大限制了學(xué)生創(chuàng)新的能力發(fā)展。結(jié)合本專業(yè)學(xué)生自身的特點(diǎn)與就業(yè)方向，把《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》課程的考核結(jié)果分為3個(gè)級(jí)別，分別是合格、良好和優(yōu)秀，以教學(xué)過程中平時(shí)考察成績(jī)、實(shí)踐課程成績(jī)和期末成績(jī)來評(píng)價(jià)學(xué)生的理論知識(shí)掌握水平與綜合實(shí)踐技能。經(jīng)過上述舉措，建立多渠道、全過程、多維度的教學(xué)考核評(píng)價(jià)方法，更多地強(qiáng)化教學(xué)過程中的評(píng)價(jià)與改進(jìn)，將實(shí)踐教學(xué)過程監(jiān)督和能力評(píng)定相結(jié)合，使得實(shí)踐教學(xué)改革能夠充分促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

5 信息化輔助教學(xué)，提升課堂效率

《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》教學(xué)應(yīng)該要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。雖然已經(jīng)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)予以高度重視，但是，由于課程難度大和使用的教學(xué)方法不當(dāng)?shù)仍?，教學(xué)中也不能將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣完全激發(fā)起來。因此，在本課程的教學(xué)中，將該教學(xué)內(nèi)容分類為不同的知識(shí)模塊，以各種信息技術(shù)為載體來展開教學(xué)，既有助于學(xué)生深入理解知識(shí)體系，也由此獲得了比較好的課堂教學(xué)效果?！端芰铣尚凸に嚺c模具設(shè)計(jì)》教學(xué)中信息化技術(shù)的應(yīng)用主要實(shí)例如下：

（1）教學(xué)中應(yīng)用多媒體課件，可以使得教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式多元化[8]，例如，將塑料粒料的外觀用圖片呈現(xiàn)出讓來學(xué)生辨認(rèn)就能讓學(xué)生對(duì)塑料的顏色、顆粒大小和表面形貌等特點(diǎn)有直觀的認(rèn)識(shí)。在模具的結(jié)構(gòu)模塊教學(xué)中，可以用三維軟件對(duì)模具圖進(jìn)行分析和講解，使學(xué)生對(duì)模具結(jié)構(gòu)和零件間的配合關(guān)系有清晰的認(rèn)識(shí)。

（2）對(duì)于部分難懂的教學(xué)內(nèi)容，將動(dòng)畫技術(shù)引入到課堂教學(xué)中，讓教學(xué)知識(shí)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)。例如，通過使用3DAMX軟件，可以在軟件上動(dòng)畫顯示出所設(shè)計(jì)的模具，包括模具各個(gè)部分所發(fā)揮的作用以及模具的動(dòng)作原理等，通過動(dòng)畫展示讓學(xué)生對(duì)抽象的教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生直觀的印象。

（3）CAD技術(shù)由于設(shè)計(jì)界面操作簡(jiǎn)便，設(shè)計(jì)時(shí)間短和精度高等優(yōu)點(diǎn)，在模具行業(yè)中已經(jīng)得到廣泛使用。將CAD輔助技術(shù)應(yīng)用在塑料模具建模的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，老師在實(shí)驗(yàn)室通過CAD軟件，對(duì)塑件的結(jié)果以及制造的工藝技術(shù)等方面進(jìn)行詳細(xì)講解，課后讓學(xué)生通過軟件，對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析來提高學(xué)生的模具設(shè)計(jì)能力。

（4）《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》課程需要學(xué)生具有一定的抽象思維能力，同時(shí)要求一定的實(shí)踐動(dòng)手能力。將仿真技術(shù)應(yīng)用在抽象的塑料成型原理、成型的過程參數(shù)選擇以及流體流動(dòng)形態(tài)的教學(xué)上可以把教學(xué)內(nèi)容更加直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。比如，當(dāng)加工參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，塑料熔體的流動(dòng)性會(huì)發(fā)生變化，在課堂教學(xué)中，采用MlodFlow仿真軟件，將相應(yīng)的參數(shù)寫入軟件可以把流體在型腔中的不同流動(dòng)狀態(tài)清晰地演示出來。學(xué)生用過觀察變化前和變化后的成型情況進(jìn)行對(duì)比分析，可以更加直觀地了解到相關(guān)參數(shù)在塑料成型過程中的影響。通過仿真軟件的使用，教師與學(xué)生之間可以開張充分互動(dòng)，學(xué)生在特定的情境中接受教師的指導(dǎo)，保證了學(xué)習(xí)質(zhì)量，也能夠獲得良好的教學(xué)效果。

6 結(jié)語(yǔ)

“產(chǎn)教融合、校企合作”的應(yīng)用型本科發(fā)展趨勢(shì)下，實(shí)踐教學(xué)的改革是高校轉(zhuǎn)型和專業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。應(yīng)用型本科高校亟需構(gòu)建以應(yīng)用為導(dǎo)向，實(shí)踐為核心的理論教學(xué)體系以及以應(yīng)用型綜合素質(zhì)培養(yǎng)為中心的實(shí)踐教學(xué)體系?！端芰铣尚凸に嚺c模具設(shè)計(jì)》是材料成型及控制工程專業(yè)的核心必修課，通過對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系等方面的優(yōu)化與改革，可以在培養(yǎng)學(xué)生的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐水平。只有持續(xù)推進(jìn)材控專業(yè)課程體系改革與教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，才可以培養(yǎng)出適應(yīng)我國(guó)新時(shí)期模具行業(yè)需要的高素質(zhì)技術(shù)人才。