案例教学在模具设计与制造课程中的应用研究与实践

黄晓峰

盐城工学院 江苏盐城 224003

案例教学在模具设计与制造课程中的应用研究与实践

黄晓峰

盐城工学院 江苏盐城 224003

模具设计与制造是模具专业一门重要的专业课程，它既有系统的理论，又有很强的实践性，综合应用到机械制图、机械设计、精度设计与标准化等先修课程的知识，是培养学生综合应用能力的重要教学环节。本文分析了该课程传统教学方式的一些弊端，给出了教学中采用案例的具体组织与实施方法。

案例教学；模具设计与制造；研究；实践

21世纪是知识经济时代，知识经济本质就是需要具有复合型、创造性的人才，具备较强的适应性、创造能力和竞争能力。如何改变以传授知识为主的应试教育，改变学生的学习方式，提高学生的综合能力，培养出具有高素质的应用型人才是一项重要的课题。本文在教学方法和手段方面积极探索，将案例教学方法应用于模具设计与制造课程，使其在提高学生工程实践应用能力中发挥作用并产生了明显效果。

一、传统模具设计与制造课程教学存在的问题

1.教学内容落后

随着科学技术的进步，模具技术也得到迅猛发展，新工艺新材料的应用，模具设计理论和手段的更新，模具制造新技术的变化都使得模具在结构上更加灵活，质量越来越高，功能更加强大，生产作业效率不断提高，可以说模具工业的发展是日新月异的。但是在课程及教材上的知识却比较陈旧，只注重一些老式的经典结构及工作原理，这样的教学内容显然已经跟不上模具工业科技发展的步伐。

2.教学方法单一

模具设计与制造是一门实践性、应用性很强的课程，综合应用了前面已经学过的机械制图、机械零件、工程材料、互换性与技术测量和机械制造技术等专业课的基础知识。内容繁杂、知识涵盖面宽，而学时数却偏少，教师一般不得不采取“满堂灌”的“填鸭式”教学方法来讲授课程内容，教师和学生之间缺少必要的双向互动。教师在讲台上讲解抽象的模具工作原理和基本结构，学生因为缺乏实践经验，只能凭空想象。教学无法将理论知识和现场实践相结合，教学内容和生产实际脱节，使得教学组织缺乏灵活性，很难调动学生的学习积极性与主动性，无法实现学生掌握知识、解决实际问题以及灵活运用知识的要求。

3.考核方式陈旧

模具设计课程考核方式以考卷笔试为主，考试题目都是书本上分散的知识点，比如介绍冲裁、弯曲和拉伸等冲压工序的成形原理、质量控制、工艺参数及工艺计算、塑料工艺和塑料模具的结构及工作原理等，这样的考核使考试内容及答案都比较单一，不够灵活，学生可能通过死记硬背，暂时记住了教师讲授过的相关概念、原则、结构特点、使用原理和计算方法等。考完后学生对所学内容并没有留下什么印象，更谈不上应用理论知识去解决实际问题。这种考核不利于学生对知识和问题的主动研究和分析思考，以及他们对知识综合运用能力和创新能力的培养。

二、案例教学的选择

确定案例是实施案例教学的前提条件之一，教学案例实质就是特殊的教材，案例教学内容选择的成功与否，直接影响到案例教学效果的好坏。正确地选择模具案例教学内容，采用科学的案例教学方法是启发式教学在模具教学中的具体体现和应用，教师应根据教学内容、教学目的和教学时间灵活安排，适时运用，做到加强基础、提高能力、强化素质，使模具案例教学发挥最有效的教学效果。

1.明确教学目标

首先根据教学目的和教学任务的要求，确定课程哪些知识需要案例，明确本案例学生应掌握的知识点，所应达到的能力水平。既要考虑到学生学习能力、态度的改变，又要考虑学生的条件和状况。

2.精选案例

在明确教学目标基础上，可以通过生产企业、互联网等多种途径选择具有时代气息，应用新设备、新工艺、新知识和新材料等的案例。教学案例的选择一定要做到紧跟模具设计理论的发展，精选反映模具设计与制造理论和实践最新成果的经典案例；所选案例还必须紧密结合教学理论，直接验证教学内容，将案例与教和学有机地结合起来；考虑到模具设计与制造知识多、内容丰富，在选择案例时选择具有较强的综合性、涵盖较广的案例；案例内容既是教的载体，也是学的对象，案例的选择既要融入教学内容，还要注重内容的生动性，抓住热点，才能引人入胜，教学效果好；在此基础上要注意案例的难易程度，案例太简单对学生来说没有吸引力、没有新奇感，假若内容太复杂、难度太大，超越学生的知识范围与分析解决问题的能力，就会使学生产生畏难情绪，使教学过程难以开展下去。因此所选案例应具有典型性、综合性、现代性、生动性、创新性和适中性。

三、案例教学的方法

案例教学内容确定以后就应运用科学的教学方法，坚持启发式思考，调动学生的学习热情和兴趣，善于引导学生不断反思，营造有利于团队合作精神培养的课堂讨论氛围，积累对问题的解决策略和处理措施。由感性到理性，深入浅出，坚持集体参与原则，鼓励学生发表不同的意见，以期取得最佳的教学效果。改变单向灌输为主动参与，提高学生理解、运用和驾驭知识的能力。根据教学案例特点的不同，选择合适的案例教学方法。

1.案例分析教学法

教师在课堂上讲授理论的同时，通过对事先选取的典型案例进行分析、讲解来帮助学生更好地理解与掌握有关的教学内容，它以教师的分析讲解为主。如针对存在缺陷的机械垫圈，分析缺陷产生的原因和从工艺和模具结构上如何解决，引出冲裁间隙的概念和重要性；再如对图1所示笔套零件的特点进行分析，引出侧向抽芯机构的概念。同时补充大量企业生产中的实例以及生产中存在的问题，通过实例分析讲解，使同学们在课堂上就能学会在现实生产中应该怎样设计和解决现场问题。既能活跃课堂气氛，又突出了教学的针对性。

图1 笔套制品

2.案例讨论教学法

该教学方法是在经过系统地专业知识学习以后，初步掌握了相关基本知识和基本分析技能的基础上，按教学计划在专门的案例讨论课上，分组对选择的案例展开讨论，运用所学的模具知识解决问题的教学方法。案例讨论教学法所选择案例应具有一定的综合性、前沿性。如图2所示，某厂生产的手机外壳注塑模表面存在烧焦、气泡，甚至出现浇不满的现象，让学生讨论问题产生的原因和解决的办法；模具和注塑机尺寸关系的讨论，让学生了解模具的闭合高度与注射机的最大闭合高度与最小闭合高度关系、模具推出机构的推出行程与注射机顶杆推出行程的关系、定位圈与注射机上的定位模孔的关系、模具动定模板尺寸与注射机上动定模板尺寸的关系等等。案例讨论教学法能够加深学生对所学会计知识的理解与把握，达到融会贯通的目的，有助于学生对典型案例、重点知识点的了解，使其举一反三，触类旁通，也有助于培养和提高学生分析问题、解决问题的能力。

图2 手机上盖制品

3.案例模拟教学法

模拟教学法是指在教师引导和帮助下选择典型零件，从产品设计、工艺设计、模具设计到模具制造的整个过程中，由学生担任不同的职业角色，如产品设计师、结构设计师、工艺师、制造工程师等，严格按照模具设计和制造的流程，对保证产品加工质量、提高模具寿命和生产率等角度进行分析、评价，每个人以职业角色出现，提出自己的看法，阐明理论依据。模拟教学案例不能选择太复杂的零件，毕竟模具设计与制造是一个复杂的工程，每一个环节都不能有丝毫差错。学生又缺乏实践经验，所以选择中等复杂程度的零件为宜。案例模拟教学有其独特的优点，它能够使学生将所学的知识和技能得到应用、检验与实践，为毕业设计和将来从事模具设计工作打下良好的基础。

四、案例的实施

案例教学要贯穿整个教学过程，贯穿于理论教学与实践教学的每一个环节。理论课中打破以往的从原理介绍到设计内容详细讲解的循序渐进的课程授课方式，以实际应用的典型模具案例为研究对象，以实际案例模具设计内容和需要改进的问题为引导，启发学生主动思考，逐步深入地全面开展课程基本内容的教与学，重点突出每部分内容的关键知识点，强调以模具设计过程和分析方法为主线，将设计内容与实际应用融为一体。

模具课程包含的内容非常丰富，即包括工艺结构设计，还包括模具零件的制造，它不仅是多项理论知识的综合，而且需要实践环节的综合运用。如通过模具安装与调试，掌握模具安装具体操作步骤以及注意事项；注射成型参数的调试，了解工艺参数的确定，调试压力、时间和温度的先后顺序；模具修模，掌握模具维修技能。学生通过实践教学可以感受、理解知识的产生和发展过程、养成科学精神和创新思维的良好习惯。因此将案例教学充分应用于实验、课程设计等实践性教学环节当中，加深对学生工程素质的培养。

考核时改变原来的只考理论知识和原理结构的一贯方法，而是利用分析具体案例来评估学生的知识掌握程度，这种考核方法极大地调动了学生的自主思维，动手设计的积极性和创造性，较全面地反映了学生对多门基本理论知识的掌握情况和在实际设计中综合应用相关知识解决问题的能力。

五、结束语

实践证明在模具设计与制造教学中采用案例教学，增强了理论联系实际的能力，增强动手能力、分析和解决问题的能力，锻炼了组织能力和表达能力及团队协作精神。学生学习兴趣浓，教学效果明显提高，对后续课程的接受能力、实践技能及工作后的岗位适应能力都有明显的提高。

[1]段春争.基于典型案例分析的高校模具课程实践教学方法研究[J].科技资讯，2008，16：176

[2]周林玉.机械创新设计的案例教学方法探究[J].科技信息，2008，34：208

[3]李小平.案例教学法在冲压模具设计教学中的应用[J].重庆工学院学报，2008，5：171～173

A study on application of cases in teaching of die/mold design and manufacture

Huang Xiaofeng
Yancheng institute of technology, Yancheng, 224003, China

Die/mold design and manufacture, as an important compulsory curriculum which is arranged after such curricula as mechanical drawing, mechanical design and precision design and standardization and aimed to cultivate students’ comprehensive capabilities in die/mold specialty, is characteristic of both systematic theory and practice. This article analyzed the insufficiency of traditional teaching methods for this course and proposed a cases-based teaching method and explained the detailed process for carrying out this method.

cases teaching; die/mold design and manufacture; study; practice

2010-03-26

黄晓峰，硕士，高级实验师。