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【摘要】在中职院校当中,冲压模具设计与制造可以说是其中的一项重点课程,其教学设计情况将直接对学生的学习情况产生影响。在本文中,将就冲压模具设计与制造教学设计实践进行一定的研究。
【关键词】冲压模具设计;制造;教学设计;实践
引言
冲压模具设计与制造是现今中职教学当中的一项核心课程,对学生职业素养以及职业技能的培养具有着重要的作用。为了能够获得更好的教学效果,即需要教师能够在课程开始之前做好教学设计,达到理想的教学目标。
1.单元教学设计
单元教学设计是课程教学开展的基础,根据课程特点,具体设计为:第一,冲压形成基础。该课程在多媒体教室当中开展教学,主要方式即带领学生到多媒体教室中对多媒体展示以及讲解进行参观,以此对课程的学习任务、要求以及内容等进行明确。同时,做好冲压成型特点与基本概念的掌握,包括有冲压成型技术的发展方向等;第二,冲压模具设备。在该单元当中,同样组织学生到模具企业参观,在该中心当中进行模具的安装调试以及拆装处理,在对模具进行科学测绘的基础上对冲压设备、模具种类进行了解,在掌握模具工作原理以及构成情况的基础上对压力机的固定方式以及简单的调试进行了解,熟悉模具设计基本制造过程;第三,冲裁模设计。在该单元当中,即组织学生对常见的Y70电机定子冲片模具设计以及冲裁工艺设计方式的应用,以动画影音资料方式帮助学生对冲裁基本概念、模具同压力机的关系、冲裁变形过程、冲裁模设计程序、模间隙同质量的关系、压力中心同冲裁力计算等具有了解与掌握;第四,弯曲模设计。在该单元中,通过设计保持架弯曲模具以及工艺设计的方式帮助学生对弯曲成型的用途、概念以及特点具有了解,包括有弯曲工艺同压力机关系、弯曲件卸载后对回弹情况对弯曲件产生的影响、弯曲件工艺设计、工艺影响因素、零部件设计选用以及弯曲件工艺设计等进行了解;第五,拉伸模设计。在该单元当中,通过零件模具设计以及拉伸工艺方式的应用帮助学生对拉伸成型的特点、基本概念,圆筒形件力学特征、拉伸变形过程、压力机同模具间关系、能拉伸件共性分析等进行了解,并对拉伸工艺当中存在的拉裂以及起皱现象进行分析,以及拉伸力计算、工艺辅助性工序选用以及工序尺寸计算等;第六,成型模具设计。在该单元中,主要内容为对翻边、校形、胀形、缩口模具结构以及零部件的设计;第七,冲压模具制造装配。通过对机械加工普通方式、典型冲压模具、特种加工方式以及装配工艺路线等知识内容的传授帮助学生对结构类零件工艺路线的选择方法以及拟定方式进行掌握,能够较好的对加工过程当中存在的质量问题进行分析,在对模具工作零件加工方式原理、加工精度以及加工方法掌握的基础上能够对实际加工过程当中产生的质量问题进行分析,在对复杂程度模具装配工艺进行编制、拟定的基础上对此过程中出现的问题进行解决,以此获得更好的问题分析与解决能力。
2.教学方案设计
在实际教学当中,可以根据课程的七个教学单元对不同的工作任务进行设计,在联系工作任务的基础上按照统一顺序与栏目内容设计,使其能够同教学要求相满足,对教学目标进行更好的实现。在教学方案具体设计当中,其主要内容有学时分配、学习目标、教学内容、参考综合案例、教学手段与方法、教学实施、考核标准评价、学生能力知识要求以及教学参考综合案例等,并包括有教学准备实施、课程实施条件以及课后的强化。以“冲裁模设计程序”当中的参考综合案例为例,在该案例当中,选取较为常见的定子片模具设计实例。定子片是电机电器当中较为常见的零部件类型。在实际教学当中,教师在将图纸与形状尺寸为学生提供之后(图1),也需要向其提出一定的要求:第一,冲裁毛刺要控制在0.05以内;第二,不允许工件表面存在缺陷;第三,材料厚度为1,类型为WD21;第四,尖角位置允许有R0.2圆角。对于该载体工作任务来说,其具有着一定的完整、代表以及综合性特征,且是当地企业真实具有的产品,在经过教学加工处理之后,即能够较好的对教学要求进行满足。
摘要:
“模具设计与制造”课程是机械设计制造及其自动化专业的专业选修课程。为培养学生模具设计和模具制造的能力,解决课程学时少、内容繁多、枯燥难懂的问题,采用以学生为主体、教师讲解和学生项目训练相结合的项目教学法,运用多媒体动画、模具实物、现场教学等教学手段由浅入深逐步讲解模具结构和模具设计步骤,逐步引导学生实施项目,培养学生的项目意识和模具设计能力。实践表明,项目教学激发了学生的学习积极性和学习兴趣,提高了教学效果和教学质量。
关键词:
模具设计与制造;项目教学法;教学效果
模具是生产各种工业产品的重要生产装备和工艺发展方向,模具成形具有高生产率、高精度、低成本等特点在各工业部门得到广泛使用。为了满足工业部门对模具设计与制造人才的需要,在高等教育大众化教育的今天,各个教育部门都十分重视模具设计与制造应用型人才的培养,要求设计人员面对实际项目和问题,具有完成实际项目和解决实际问题的能力。“模具设计与制造”课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课,目的是使该专业的学生能熟悉模具零件的结构及其制造方法。传统的教学方法是按照冲裁工艺及其模具结构、弯曲工艺及其模具结构、拉深工艺及其模具结构等内容讲授各类模具的结构特点和设计要点,讲完模具结构部分再讲制造部分。课程学时少而内容繁多、枯燥难懂,该专业的学生没有前期模具方面的知识,传统的填鸭式满堂灌教学方法容易使学生学习吃力,进而产生厌学情绪,达不到预期的教学效果[1-2]。而课程考核仅仅凭一张试卷轮高低,教材上各种知识点以选择、判断、填空和简答题形式进行考核。学生学完课程后仍然不知道如何进行具体的模具设计,未将设计理论知识和具体的模具设计过程同步地联系起来。面对所存在的问题,笔者改革传统教学方法,通过精选典型题目,采用项目教学方法培养学生的项目意识和实际动手能力,取得了较好的教学效果。在此和大家一起交流,以共同提高“模具设计与制造”的教学质量。
本文主要讨论项目教学法的应用。项目教学法来源于欧洲的工读教育和美国的合作教育。项目中包含多门课程的知识,教师将课程体系中的知识、职业素养和技能融合到课程项目中。项目教学法以项目为载体讲授教材中所涉及的知识,打破以教材、教师和课堂为中心的传统教学模式,不再把教师掌握的现成知识技能传授给学生作为追求的目标,是以学生为主角,教师为配角,在教师的引导下,学生自己负责资料收集、信息处理、方案设计、方案实施和项目评价,在整个项目进程中学习多门课程的知识;以学生为主体,师生模拟企业环境以一个完整的项目为载体;以具体的工作任务为驱动、理论与实践相结合的教学活动。在项目教学中,其目的在于培养学生的独立学习能力、自学能力、独立解决项目能力和学生之间协作、交流能力[3-4]。
1项目教学法目标
对于机械类学生而言,在实施“模具设计与制造”课程项目教学时,要求学生具备良好的机械制图、材料力学、公差与配合等专业基础知识,有机械加工方面的实践经验,要能将理论知识与实践技能有机结合。模具设计和模具加工工艺相互关联,加工工艺直接影响冲压件的生产效率和成本,因此,学生必须掌握加工工艺和热处理工艺的规程;必须具有熟练应用AutoCAD、UG或Pro/E等计算机软件的能力;拥有良好的逻辑思维能力,可以让模具设计师减少设计过程中的错误,将问题消灭在初始阶段,减轻设计工作量,提升工作效率[5]。
摘要:冲压工艺及模具设计是一门实践性较强的课程。通过优化教学内容、改进教学课件、改良教学方法,将理论与实践相结合,从而激发了学生的学习兴趣,活跃了课堂气氛,进而提高了冲压工艺及模具设计课程的教学质量。
关键词:冲压工艺及模具设计;教学改进;教学质量
《冲压工艺及模具设计》是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计有机融合,综合性和实践性较强的课程。通过该课程的学习,使学生掌握冲压基本工序的变形规律、变形特点、工艺计算、模具结构设计和工作部分尺寸计算,能够根据冲压件制定冲压工艺规程和设计冲压模具。从实际授课情况来看,该课程的难点主要在于学时数较少,冲压模种类繁多,理论与实际脱节。这直接造成学生学习兴趣不浓,难以把握课程的难点与重点,课程学习后模具设计能力仍然欠缺,到企业后不能及时上手,还需要企业长期的培训才能工作。为了提高《冲压工艺及模具设计》的教学质量与效果,满足课程体系建设的要求,针对本校机械设计制造及其自动化专业《冲压工艺及模具设计》课程32学时的要求,对教学内容以及教学方法进行初步了探讨与改进。
一、教学内容优化
我校并未开设模具设计专业,《冲压工艺及模具设计》课程是机械设计制造及其自动化专业的选修课程,是该专业培养体系的组成部分。虽仅有少数学生毕业后进入模具行业,但用人单位不但要求其熟练掌握冲压成形理论知识,还要求能够依实际情况进行冲压工艺方案的分析与制定,然而实际反馈信息表明学生的模具设计能力难以令人满意,学生毕业后进入相关企业仍需经过长期的培训才能胜任设计工作。此外,受条件所限,我校机械设计制造及其自动化专业《冲压工艺及模具设计》课程存在以下问题:(1)没有安排相应的课程设计;(2)没有开设典型模具拆装实验。为此,依据我校实际情况,教学上,在理论知识与实践性知识结合与并重的基础上,对教学内容进行相应调整,以满足该课程的开设目的。实际应用中,模具设计工作对冲压成形理论知识要求不高,而对冲压工艺方案的分析与制定等实践性的知识则要求较高,因此,在教学中对冲压成形基本理论部分进行了适当的调整,即在课堂主要讲授冲压成形的基础理论知识,对课本上的理论不进行相应推导与计算的讲解,仅供学有余力的学生课后自习,课堂上着重介绍的是理论本身及其应用;在冲压成形理论知识精简的同时,对生产中应用较多的实践性的内容则进行了增强,以冲裁模、弯曲模、拉深模的设计为授课重点,紧紧围绕冲压件的基本设计路线:对冲压件进行工艺性分析→确定冲压工艺方案→工艺设计计算→选择冲压设备→模具总体结构设计→模具主要零部件设计,以日常生活或企业实际生产中不同工序的典型冲压件作为研究对象,对其进行选用、计算、校核和组合过程的讲解,从而使学生能尽快地熟悉和掌握生产实践中常用的有关知识和设计规律,更好地培养和提高学生的设计能力和工程素质。
二、教学课件改进
多媒体教学设施已成为各高校的标配,但在《冲压工艺及模具设计》课程教学中,尚存在较多问题。《冲压工艺及模具设计》课件中涉及大量模具装配图,其与学生的“机械制图与AutoCAD”及“Pro/E应用基础”课程密切相关,然而,学生在上述两门课程的学习中,其教材与课件主要以普通机械零件图和减速器装配图等作为实例,基本没有涉及模具装配图,这直接造成学生在《冲压工艺及模具设计》课程上对模具装配图尚不具备相应的识图和绘图能力。为此,我们在《冲压工艺及模具设计》多媒体课件的制作上进行了改进:将“冲压工艺与模具设计”、“机械制图与Auto-CAD”和“Pro/E应用基础”三门课程有机结合起来,课件中加入大量所搜集到的冲压模3D装配图、爆炸图,同时与2D模具装配图和主要零件图相对应,使得学生易于理解,此外,Flash动画及冲压现场视频的引入,特别是在对模具结构及各零部件的工作情况进行介绍时,仅依靠传统的2D模具图和实物图片难以使学生理解透彻,然而籍由动画技术,将模具工作过程制作成动画,可以把复杂抽象难以理解的静态图片转化成形象生动的动态演示过程,其不仅增加了课程教授内容,同时能够吸引学生的注意力,从而进一步加深学生对冲压作业的过程及模具的工作原理的认识,从实际实施情况来看,效果十分显著。
三、教学方法改良
[摘要]冲压模具是当今社会应用最广泛的模具之一。冲压成型工艺与模具设计这门课程是材料成型及控制工程专业的主要课程。在当今时代,对该课程教学进行改革,是十分必要的。在互联网背景下,冲压成型工艺与模具设计课程教学改革在教学内容和教学模式上应突出课程的实用性和先进性,提高教学效率,增强教学效果,达到教学目的。
[关键词]冲压成型工艺与模具设计;互联网;教学改革
冲压成型工艺与模具设计是材料成型和控制工程专业的一门主要课程,主要讲授冲压模具设计与工艺的基本原理和基本方法,内容较为复杂,实践性和综合性较强,使得教师授课与学生学习的难度较大。如果教师盲目地开展教学工作,必然会使学生产生畏难心理,影响学习效果,加上学时有限,课堂授课方法单一,必然会出现学生感觉学习枯燥、学习内容难以理解的情况,使教学效果大大降低。随着“互联网+”时代的到来,模具行业面临着巨大的挑战,传统的模具设计与制造技术将被新的工艺、新的技术、新的材料所取代。在这种情况下,模具企业更加需要具有专业能力和专业素质的人才,尤其是对员工的创新能力和自主学习能力的要求大大提高,模具专业培养的技术人才更应满足模具企业对人才的质量要求。
一、冲压成型工艺与模具设计课程教学改革的必要性
模具行业的快速发展,使模具制造业对集模具设计和制造为一身的复合型人才的需求量大大增加,同时也对模具专业复合型人才培养提出了更高、更严格的要求。要想使这种复合型技能人才真正成为模具行业发展的中坚力量,冲压成型工艺与模具设计的课程体系和人才培养方案就必须重新规划并进行改革。冲压成型工艺与模具设计是一门集理论性、应用性和实践性为一体的课程,传统的教学将理论教学部分与实践操作应用分开进行,学生只是学习一些简单的基本原理,并没有真正掌握模具设计的先进实用方法,理论和实践严重脱节,教学效果不理想,冲压成型工艺与模具设计课程教学改革势在必行。
二、教学内容和教学模式改革应突出课程的实用性和先进性
(一)教学内容改革根据冲压成型工艺与模具设计课程教学人才培养方案的要求,在教学内容方面,冲压成型工艺与模具设计课程需要减少课堂教学中理论教学的重复性,增加来自工厂实际发生的冲压模具案例讲解,以冲裁模为例,运用学生已经学习过的机械专业基础课程内容,系统地讲解模具的凸凹模结构特点、参数确定、尺寸计算方法、设计理论依据和设计步骤等,以点带面,推而广之。在教学过程中,教师可以运用目前应用得最广泛的工程软件,例如运用AutoCAD、UG、CA等二维软件与三维软件对教学内容进行讲解,同时将学生学习过的知识录下来,运用到自己的精品课堂中,既方便学生复习之前所学过的内容,也便于学生预习新的教学内容,从而融会贯通,提高设计能力。另外,教师还可以增加快速成型及快速制模等新技术的介绍,注重让学生独立思考问题,使学生的知识视野逐渐扩大,进而达到理论和实践相结合的教学目的。
(二)教学模式改革1.任务驱动模式。采用项目导向、任务驱动模式。这种教学模式强调学生要在真实的情境任务驱动下,在自主和协作的环境中,以讨论的方式进行学习。具体而言,任务驱动模式就是以学生为主体,教师在下达任务后,将课程分解成若干个项目模块,每个项目模块还可以分解成若干个子项目模块,结合实际案例,课程教学进度和课程教学内容等,与实际的模具设计、制造和工作过程一致,这样就可以把知识传授与技能培养紧密结合起来。教师可以整合教学计划中的理论教学、实验、模具拆装实习等内容,采用网络教学和翻转课堂等教学方式组织课堂教学,注重学以致用,培养学生分析问题的能力和解决问题的能力。教师可以将学生分组,学生按组分工合作,兼顾培养团队合作精神。教师还可以将冲压课程的内容分为冲裁模设计、精密冲裁、多工位连续模设计、弯曲模设计和拉深模设计等,分成专题,以渐入式的方式为学生传授其内容和原理,并为“线上线下”课堂打下良好的基础。2.“线上线下”模式。建立“自主式开放型”课堂,建设精品课程,设计案例等,开展“线上线下”教学模式,实现高效课堂。“自主式开放型”课堂是指教学内容和教学过程是在线上进行的,并且是开放的,其核心是让学生的学习在时间上和空间上是自由的。学生可以利用手机或电脑等互联网终端随时随地进行网上学习,获取更多、更前沿的知识,通过微信、QQ、公众号或资源库等平台互相交流学习,并且通过虚拟手段在课堂上开展实践操作,对所学的知识进行进一步吸收与消化。在这种教学模式下,学生的学习时间和空间是有弹性的,学习是自主的,学习的内容是宽泛的,使学生对原本枯燥的课程内容大大提高了学习兴趣,最后轻松地学习,并熟练地掌握实践技能。在每节课的课前时间,教师可以将项目任务以邮件等方式上传,这样既省时又减轻了学生看到书本内容时产生的压力。课后,教师可将课堂讲授的内容传输到自己的精品课堂中,学生可通过网上终端自主学习,大大增加学习效率。根据学生的学习情况,教师可以结合本次课的教学内容,精心设计每一个教学环节,充实和丰富教案。教师可以建立精品课程网站,网站内容可以引用工厂的实际案例,并对网络教程和设计案例等素材资源的实用性进行把关,认真组织教学,实现高效课堂。课后,学生可以在线咨询老师或者观看上课的视频,这可以使上课时没有吸收好的同学有了继续学习的机会,课上课下互利促进,最终达到预期的教学效果。虚拟实验教学是一种具有现代化教育特色的新型教育方式,它可以根据教学的内容、性质和特点,通过三维动画的形式将学生所要接受的学习内容以轻松生动的方式展现出来,使学生通过感官获得知识,进而提高教学效率,增强教学效果,达到教学目的。
摘要:《模具设计与制造》是一门专业性、理论性和综合性很强的课程。通过总结课程传统教学中存在的不足,提出一些关于教学内容、方法和实践教学等方面的改进措施。目的在于传授给学生实用的专业知识和技能,培养学生动手和创新能力,培养高素质的专业人才。从而提高他们的市场竞争力,满足模具企业的需求。
关键词:模具设计;教学;实践
引言
模具作为制造加工技术和设备的基础,广泛应用于机械、汽车、化工等重要行业和领域。[1]需要有扎实的专业基础和强烈的创新意识,才能掌握和发展这门重要技术。制造企业对模具人才的需求越来越大,特别是那些既掌握先进模具设计制造理论和方法,又能熟练使用工程类软件并且具备一定设计经验的人才。但模具设计课程的教学经验和模具企业的反馈表明毕业生的整体素质仍不尽如人意。因此,通过改进课程教学来提高在校生的专业素质变得尤其重要。
1课程体系设置
整个模具设计与制造课程所涉及的知识点十分庞杂,通过知识分类可以将课程分为制图基础、模具设计与模具制造三个大块。制图基础部分不仅包括了工程类专业所必须掌握的测绘制图相关理论基础,还涵盖了平面制图和立体建模软件的操作应用。第二大块模具设计内容要求同学充分掌握冲压工艺和结构设计方面的知识,学会应用所学知识灵活完成冲压模具设计。第三大块模具制造,包括了传统制造和特种制造技术的知识。在掌握各种制造工艺的基础上,学会选择合适的制造手段完成产品加工。这样,整个课程体系的设置就十分立体,从机械基础到成形工艺、从理论知识到工程实践都有所涉及。那么,这样的课程体系设置对于提高学生本科学习阶段的理论水平与综合能力都有极大的促进作用。
2传统教学中存在的不足
2.1课程内容较陈旧
塑料加工成型及模具设计课程群虽然属于高分子工程领域的教学范畴,但所涉及的知识贯穿了高分子材料的性质、塑料加工机械设备的结构与使用、塑件设计与开发、成型模具设计与制造等领域,横跨了高分子材料、机械设计与制造以及计算机科学等多个学科。不但有较多的理论授课学时,也有一定学时的实验内容,是一类理论性、实践性强的教学体系。很多知识点和内容相对抽象,需要学生具备一定的抽象思维能力。而使用传统的教学方法和手段,教师往往很难使学生充分理解所讲授的知识点,无法调动学生的学习热情,导致学生把课程当做负担,产生畏难情绪,教学效果大打折扣。
例如在“高分子材料成型加工基础”与“塑料制品工艺学”的教学中,涉及关于聚合物性质、成型设备结构与成型工艺关系的知识点,单纯的课堂教学很难保证学生能够充分理解和掌握。而在随后的实验中,由于实验条件的限制,往往开展的是简单验证性实验,大大限制了对学生思考和动手能力的培养。而在“塑料模具设计与制造”、“塑料模具CAD”的教学中,由于加工成型设备以及模具的种类繁多、且内部结构复杂,加上传统模具制造成本较高,使得教学模具缺乏。在进行课堂教学以及CAD实验时,由于缺乏模具实物,不得不依靠教学挂图等二维平面手段进行讲解,学生无法对模具的结构和组成产生直观的感知,导致学习热情和学习效果大打折扣。虽然有多媒体辅助手段,但上述问题依然不能得到有效解决。针对上述问题,教育工作者在教学方法上做出了有益的尝试和努力。比如梁春杰等和陆军建等将多媒体等现代教育技术与传统教学法相结合,并将创意教学和案例教学引入到授课当中。张道洪等采用动画仿真技术、成立科研兴趣小组等手段调动学生的学习主动性;伍凯飞等和王乾探索了信息化教学中各种网络信息化平台工具在高分子材料成型加工技术及模具课程中的应用。吴育钊将项目教学法引入教学当中,调动学生在相关课程中的学习热情和主动性。
笔者作为长期承担本校塑料加工成型与模具设计课程群的授课教师,积极采取了一些相应的革新手段来提高教学效果,比如引入多媒体教学,增多实验与实践学时等,虽然取得了一定的效果,但离创新型人才的培养目标还有一定的距离。如何引进新型教学技术或手段,通过与现有教学方法进行融合,高效地将课堂教学和实习实践有机结合起来,强化教学效果,激发学生学习热情,增强学生自主学习和创新能力,是亟待解决的一个难题。由于3D打印技术的快速发展,极有可能在未来成为高分子材料成型技术中的一个重要分支。同时,3D打印技术在材料开发、个性化制品设计和开发领域具有独特的优势,非常适合将其引入塑料加工成型及模具设计课程群的教学与实验当中,通过将该技术运用到实际的教学活动中,激发学生的学习兴趣,引导学生进行个性化的课程实验,甚至开展一定的科技创新活动。这对于培养具有创新精神和动手能力的科学及工程类人才具有较好的辅助作用。下面,我们将探讨一些将3D打印技术与现有教学体系及方法有机结合的方式和方法,供大家共同研讨。
(1)将3D打印技术带入高分子成型加工的授课环节。在“高分子材料成型加工基础”和“塑料制品工艺学”的教学环节中,重点围绕“组成-微观结构-物理性能-加工成型”这四个要素进行展开,尤其在成型加工设备及工艺方面,比如注塑、挤出、吹膜等,由于实验条件的限制,学生往往接触到的是预先设定好的教学内容和验证性实验步骤,教学方式不够灵活,导致学生在实验过程中机械地进行实验操作,无法发现新的问题并进行有效解决,造成学生不能对所学知识点充分的理解和掌握。激发学生好奇心和创新意识更是无从谈起。而熔融层积型3D打印机,其实质是热塑性高分子树脂的熔融纺丝及层积定型过程,常用到的打印材料为ABS和聚乳酸。通过让学生熟悉该类打印机的使用方法,制备出一些个性化的造型塑件,从而让学生对3D打印产生兴趣。向学生讲解挤出及纺丝成型与高分子流变学、加工工艺、高分子微观结构和组成间的关系、接收板温度(热处理温度)与塑件结晶、内应力及收缩变形间的关系等等专业知识。在对上述加工成型知识和内容有了较深入的认识和理解后,可以让学生尝试使用多种其他类型的热塑性高分子树脂进行3D打印,指导学生通过使用熔融指数仪、毛细管流变仪选定适合3D喷丝打印的高分子树脂,并适时让学生思考影响和控制高分子熔体流动性能的影响因素有哪些;筛选出适合纺丝的树脂后,通过3D打印机进行打印实验,针对实时出现的问题,引导学生利用课堂所学习到的专业知识进行解决。
(2)利用3D打印制备仿真教具。“塑料模具设计与制造”、“塑料模具CAD”的教学中,由于金属模具种类繁多、结构复杂、笨重,加之价格不菲,导致缺乏足够的模具向学生展示,只能利用二维挂图和PPT向学生介绍模具及其结构,无法强化学生对模具内部结构的感官认知,教学效果不佳。而利用3D打印可以方便的制得各类模具及相应零部件的仿真教具,在课堂讲解时结合平面挂图、多媒体,使学生对模具的内部结构及功能一目了然,增强了教学效果和学习兴趣。在“塑料模具CAD”的上机实验中,通过观察事先3D打印的塑件,让学生直观了解所要绘制的塑件三维结构,减少绘制过程出现的低级错误,并可将学生完成的CAD图样用3D打印机打印出来,检验建模效果,如图2所示。而在随后对塑件进行的模具CAD开发环节,教师将事先打印出的仿真模具及其可拆卸零部件向学生展示,加深学生对所要构建模具内部结构以及各个零部件装配关系等关键要素的了解,减少学生建模时的盲目性,提高学习兴趣和效果。
(3)成立兴趣小组或者项目小组。在经过上述课程教学后,成立若干围绕3D打印的兴趣小组或项目小组,以团队合作的方式设计开发个性化3D作品;或者以项目的形式,根据教学需要,设计、绘制、打印并装配一些新的教学模具,不但使高年级同学进一步加深对模具结构和功能的认识,提高模具设计水平,还能进一步丰富教学模具的种类。
(4)围绕3D打印技术,鼓励学生开展科技竞赛和科研创新活动。为进一步培养学生的创新精神、科学研究以及工程技术能力,激发学生对工程、设计、制造和科学相关课程的兴趣,围绕对大学生“发现问题-解决问题-自主学习”这一能力体系的培养,以3D打印技术的应用以及新型3D打印用高分子材料的开发为主题,鼓励学生积极申请和参与各类大学生科技竞赛和创新创业项目。利用所学的高分子加工成型、塑料模具等方面的知识,逐步发现并解决在研发过程中遇到的种种不可预见的问题,从而在完成预定竞赛和科研任务的同时,使大学生的科研和工程应用能力得到了大幅度的提升和强化。
综上所述,通过在相关课程群的教学和实践中适时引入3D打印技术,在与现有教学体系和手段密切配合下,将会有效提高学生的学习兴趣和学习效果;学生通过对3D打印技术的亲自操作,以及对新型3D打印用高分子材料的研发,进一步提高学生对所学专业知识的理解、掌握,有利于巩固所学的专业知识,对提高高分子材料与工程专业学生的就业竞争力,以及培养具有创新精神和能力的卓越工程师和优秀科研人才具有重要的意义。
摘要:
“任务驱动教学法”强调学生在完成任务过程中的主导地位,主动探知,主动完成任务,自主协作,在讨论和会话的氛围中进行学习活动。学生既学到了知识,又培养了实践动手能力,更加提升了学生的自信心与成就感,从而达到积极的教学效果。教师是任务设计者,任务实施的引导、监督者,学习资源的提供者和学习活动的组织者。
关键词:
任务驱动;教学;自主协作
一、教学方案设计及构思
任务驱动教学法,就是由教师主导变为学生为主导,学生在完成教师分发的任务过程中,不断提出问题、解决问题,最后完成工作任务,从而不仅能够掌握理论知识,而且能够灵活运用,并且熟练操作的目的。此种教学法对教师提出了更高的要求,不仅要把教材中的基础理论知识传授给学生,更要综合分析教材内容,融合、整理、分解出多个任务模块,按顺序分发给学生完成。工作任务既要涵盖知识点,又要难度适中、易执行,任务完成期间教师的全程督导是不可缺少的。总体来说,任务驱动教学分为三个模块,任务规划、任务执行和任务评价。如图1所示。
(一)任务规划教师认真分析教材,根据教学目标、重、难点,以及学生认知情况、岗位技能要求等,总结、归纳本课程的教学内容,设计、分解教学任务,编写任务书,同时准备相关资源,如任务实施场地(配备相关软件的计算机房)、预习基础理论知识的微课视频、任务实施的辅助资料等。
(二)任务执行教师将工作任务分发给同学,同时提供必要的资源,组织学生分组进行自主学习协作学习。这一环节中,分组尤其重要,既然是协作学习,在学生分组前要作必要的调研,了解各位同学的特点,包括思维方式、认知水平、实践操作能力、性格特点等,保证同组组员之间能够互相补充,互相协作。任务执行过程中,分阶段进行阶段总结,组间互评、交流总结等活动,增强团队成员荣誉感,增强团队成员之间的团结协作精神,提升学生成就感。
【摘要】在当前世界经济一体化趋势下,学生国际视野的培养受到越来越多高校的重视,从专业角度,培养学生扎实的专业英语知识及其应用能力是实现学生国际化培养的基础。在塑性加工工艺及模具设计课程教学过程中采用项目化双语教学,在超星泛雅平台建设了双语教学资源,教学过程中采用英语课件、英语板书,采用中英双语讲授,学生在双语环境下进行学习和完成项目,并用双语或全英文进行项目汇报,提高了学生专业英语掌握程度和应用能力。
【关键词】模具设计;项目化教学;双语教学
随全球经济一体化加速,在装备制造业带动下,我国模具行业发展迅速。作为模具制造业大国,每年大批模具需要进出口,模具行业中外资、港资、台资企业比重较高,模具作为重要的工艺装备国际化趋势越来越高,国际间的交流合作日益广泛,包括国企和民企在内的几乎所有模具企业对具有良好外语能力和国际视野的模具人才需求日趋增加,对模具专业的人才培养提出了更高要求。为了提高我国模具人才国际交流与合作能力,提升国际竞争力,在模具主干课程中推行双语教学,让学生在学习模具专业知识的同时,提高外语应用能力,直接了解到国外模具行业发展状况,达到与国际接轨的目的。已有部分高校开展了模具方向课程的双语教学尝试,河南科技大学苏娟华教授[1]开展了“冲压工艺与模具设计”课程双语教学的改革与实践,对教学团队建设、教材选用、教学方法选择进行了探讨;刘丹丹等[2]针对“高分子材料成型工艺及模具设计”进行了双语教学改革与实践,制作了多媒体课件,研究了教学方法,探讨了教学中存在的问题与对策;曹晓卿等[3]对如何提高“板料成形工艺与模具设计”双语教学质量进行了探讨。上述研究表明,双语教学能开阔学生国际视野,提高学生的综合能力与素质,值得推广,而师资队伍建设、教材选用、教学资源建设、教学方法与手段等对双语教学有重要影响。
一、课程基本情况
塑性加工工艺及模具设计是材料成型及控制工程专业的一门主干专业课,主要讲授材料塑性成形工艺基础理论和模具设计相关的知识,培养学生的工艺设计、计算和模具设计能力。课程内容抽象、实践性强,学生学习难度较大,为了提高课程的教学质量,近年来课程教学团队开展了大量教学与考核方法改革,建设了课程网络教学平台,通过采用项目化教学显著提高了课程教学质量[4,5],建成了校级教学改革示范课程和精品课程。但由于本专业为江苏省特色专业,大部分毕业生在长三角地区的企业工作,企业普遍反映应届毕业生的专业英语水平和应用能力尚不能满足企业的需要。因此,在前期项目化教学的基础上,推动课程的双语教学建设与实践,以满足企业对高素质模具人才的需求。
二、课程项目化双语教学建设
1.教学课件建设信息化教学环境下教学课件是教师开展教学活动、学生课后自学以及完成项目所需的重要资源,教学课件应能突出知识的系统性和各章节的知识点。我校塑性加工工艺及模具设计课程包含冲压工艺及模具设计和热锻工艺及模具设计两部分,当前并没有现成的完全符合课程教学大纲的中英文双语教材或全英文教材,为满足教学需要,课程建设团队以中英文双语教材《金属冲压成形工艺及模具设计》为主要参考书,结合多本英文教学参考书整理编制了本课程教学课件,本课件图文并茂,内容全面,重点突出。课程建设了网络教学平台,除课堂教学外,学生还可以通过电脑及移动终端随时通过课件自学。2.拓展性教学资源建设教学课件为学生系统学习相关理论知识提供了资源,但对于本课程的项目化教学来说还远远不够,模具设计所需资料远非一本教材能够解决,为此,本课程教学网站为学生提供了中英文模具设计教材、手册,主要包括DieDesignFundamen-tals、HandbookofDieDesign、MetalFormingPractise、SheetMet-alFormingProcessesandDieDesign、SheetMetalFormingPro-cesses、中国模具设计大典(第3卷冲压模具设计)、模具结构图册、中国模具工程大典(第4卷冲压模具设计)等。该教学资源为学生完成项目并以双语或全英文汇报提供了帮助。为使学生更好地学习相关知识,课程建设团队还收集了部分国内外生产现场视频、习题、案例等供学生学习。3.教学团队建设教学团队是双语教学课程建设和实施的重要保障,学校和学院一直非常重视双语课程师资队伍建设,为教师开展双语教学提供英语培训,并鼓励教师到英语为母语的国家访问进修,本课程教学团队中2位教师分别赴美国和英国进修一年,通过随堂听课了解了国外高校的教学及考核方法,提高了双语教学的能力。课程教学团队经常研讨课程教学内容及教学方法,提高教学质量。
三、课程项目化双语教学实施