基于“项目一体化方案”的模具专业实训教学研究
2014-03-28王宏松修辉平江文清刘晓红
◎ 王宏松 修辉平 江文清 刘晓红
模具行业是在传统机械行业基础之上融合数控、特种加工和CAD/CAE/CAM等技术发展起来的。当前模具行业面临中低端模具供过于求、高端模具供不应求,严重依赖进口的发展现状,这对模具专业人才培养提出了新的要求。目前,国内许多高职院校模具专业都进行了“工学结合人才培养模式”下的基于“模具设计与制造工作过程”的综合实训。但在各实训环节上基本采用相互独立的实训项目,造成各实训环节之间脱节而无法相互融通,同时实训项目、实训技术手段相对落后,无法适应现代模具开发生产中先进技术的运用。
本文提出基于“项目一体化方案”的模具专业实训教学研究,以真实产品的模具为例,对实训教学项目进行开发与设计,对实训教学模式进行优化,形成有效的教学评价体系,由简到繁一体化的项目贯穿于模具生产流程的各个实训环节,实现教以致用、学以致用。
一、项目一体化化实训的内涵
基于工作过程为导向的项目一体化实训教学,将实训目标岗位化,对塑料模具生产工作过程进行解构,重构基于模具生产工作过程的设计能力、分析能力和制造能力。依据岗位核心能力和职业资格技术规范,以工作过程为导向,突出学习过程的贯通性,打破传统的分散型实训体系,围绕塑料模具工作生产过程的具体工作任务,重新构建综合实训的组织框架。将模具专业的核心能力分解到产品造型、模流分析、分型、模具结构设计、编程、加工、装配、调试等职业工作过程,细化模具工种的具体工作步骤,同时开发设计出合理的实训教学项目,以理实一体化的方式实施教学,使学生学习流程与实际工作保持一致,真正实现学以致用。
二、实训教学项目的开发与设计
1.实训教学项目的开发
为实现基于模具工作过程的项目开发,模具专业教师与模具行业专家首先对模具的生产工作过程进行解构,将核心能力分解到模具生产工作的职业过程中,细化模具工种的具体工作步骤。同时,对国家职业标准详细分析,以模具岗位工作为出发点,确定岗位职责、岗位核心能力和职业素养。在此基础上,模具专业教师将实际工作过程和内容转化成循序渐进的教学项目,然后再将这些项目进行分解和细化,获得每个项目的具体工作任务,并对完成工作任务应掌握的职业技能做出详细的描述。
开发出的实训教学项目一定要源于实际生产,不然就会失去基于工作过程项目化实训教学的意义,学生也体会不到真实的工作场景。同时,实训项目的开发要充分考虑高职学生的层次梯度、项目间的联系及分层递进等因素,注重项目间知识与技能的过渡,否则会导致学生能力上出现断层,甚至无法完成整个工作过程,导致今后专业发展的不可持续性。模具专业实训教学项目的开发流程如图1所示。
2.实训教学项目的设计
实训教学项目设计从设计、分析、制造的角度出发,按照产品设计单元、成型工艺分析单元、模具设计单元、模具零件加工单元、模具装配及试模单元划分。以模具专业职业能力和职业素养为目标,实际工作任务为载体,知识与技能两条主线贯穿始终。逐渐培养学习兴趣和解决实际问题的能力,培养学生创新意识,从而对接企业需求,实现“零距离”就业。
图1 实训教学项目开发流程
项目设计中的教学情境直接决定实训教学中的各个环节是否与实际工作中保持一致。教学情境的设计一定要从模具实际生产工作过程出发,利用真实而有效的实训项目和实训场地,激发学生的兴趣和学习的主动性,规范学生按照模具实际生产工作的操作过程或规范来分析解决问题,从而消除实训教学环节与实际工作环境之间的差距,使学生能尽快适应模具行业中的岗位要求。九江职业技术学院院模具专业一体化实训项目来源于两大平台,一是借助企业合作平台,充分利用学校先进设备,对企业产品进行点云数据采集、逆向造型后加以改造和完善;二是借助国家级、省级模具竞赛平台,选取合适竞赛样题,构建适合模具专业实训教学的“教学——生产”一体化项目。
把能力融入不同的教学模块中,是把一体化的实训项目细分化,从而实现模具生产工作过程中的知识目标和能力目标。如产品测绘建模和逆向建模模块,学生除了要掌握测绘、逆向、制图等方面的知识外,还要有测绘、产品数据采集、三维CAD软件造作等能力;产品的模流分析模块,是建立在产品三维造型的基础上,学生不仅要有有限元、注塑工艺方面的基础知识,还需具备CAE软件操作的能力;模具设计模块也是建立在模流分析基础上,该模块要求学生掌握模具结构方面的知识,此外还应有UG、PRO/E模具设计软件操作能力;制造过程要求学生掌握机械制造基础相关知识,还需有CAM软件编程的能力和操机的能力等。模具一体化的实训项目包含了七个主要模块,如图2所示。当学生完成这七个相互衔接的模块后,就经历了一次完整而真实的模具生产工作过程,真正实现与企业零距离对接。
图2 实训项目设计
实训内容根据七个模块进行有序划分,一体化的实训教材按照产品设计单元、成型工艺分析单元、模具设计单元、模具零件加工单元、模具装配及试模单元来编写。教材编写遵循企业需求导向和以职业能力培养目标的原则,突出实践性和综合性,以任务作为教学活动的起点和中心,强调在完成任务的过程中将知识、技能、态度的学习融为一体,突出职业能力和态度的培养。教材内容上通过实践活动逐步激发学生学习的动机和主动探究知识的欲望,促使学生产生较高的成就动机,形成良好的认知结构,有效提高教学质量。
三、实训教学模式与实施步骤
为加强对学生动手能力和工程实践能力的培养,利用理实一体化的教学模式,并应用到模具综合实训教学过程中,具体方法有以下两种。
1.教学做一体教学方法,“教、学、做”融为一体的教学模式适合于实践性内容的课程教学。在课程的每一模块(以模具设计模块为例)开始时,首先分组,确定组长,给每组布置不同的设计项目,然后按照塑料模具的设计步骤,通过多媒体动画和模具装拆演示,利用三维模具设计软件逐步讲解塑料模的成型零部件、浇注系统、顶出系统、冷却系统、模架等结构的设计。教师利用软件设计一部分,给出学生相应的时间,完成教师刚设计的那部分内容;同时教师巡视各组并提出指导意见,当教师完成该模块的教学时,学生也完成了教师所讲模块的设计项目,这一过程中,学生对知识和技能进行了模仿。最后要求各组学生在课堂上完成分组布置的设计项目,下课前教师现场做出评价和成绩判定,并挑选各组一名代表在下次课程前对自己项目设计过程进行叙述,教师与其它学生进行点评和质疑后进行修改,达到巩固加深的效果。采用教、学、做一体化的实训方法,教师在讲清模具基础知识、基本设计方法后,通过布置设计任务,进行实践训练,完成教学内容。采用这种教学方法,能使学生较快地掌握课程内容和模具岗位所需技能。
2.案例讨论教学法。模具生产一线的情况是千变万化的,案例讨论式实训教学为学生提供了一种模仿、借鉴和引申的范例。这种教学模式的最大特点是师生互动性强,体现了以学生为主的教育思想。以模流分析为例,分析出产品最佳浇口位置、浇口数量,不一定符合实际生产。在课堂上教师针对企业典型产品案例的CAE模拟情况,提出几个讨论题,学生分组准备并派代表发言,不同观点之间可以展开争论,最后教师进行归纳总结。如果答案不统一,允许持不同的观点,最后选择经过某小组同学设计、分析可行的模具进行制造,并试模验证。这种教学法,实际也是对企业工作环境的模拟。通过这种教学方法,能够提高学生工作的适应能力。
通过对我院模具班进行试点教学证明,这种教学模式提高了学生的学习兴趣,充分调动了学生学习的主动性和积极性,学生不仅学到了理论知识,也很大程度提高了实践技能,很好地对接了模具企业岗位需求,实现了三方共赢。
四、实训教学的质量评价体系
高职院校教学质量评价主体中,企业缺位是亟待解决的问题。学生主要从事生产、建设、管理、服务一线工作,其职业能力高低直接决定学生的就业成功与否。要使学生职业能力得到用人单位的认可,就必须让企业、行业专家参与高职院校教学质量的评价。
通过校企合作平台,与企业共同制订专业人才培养方案,实现专业教学要求与企业岗位技能要求对接。在进行实训教学质量评价时,设计出企业为主体的评价量表,并将此部分的评价赋予一定的系数,使其在实训教学质量评价分数中占到至少不低30%的比例,完善教学质量评价。针对订单培养的模具试点班,把综合实训最后考查项目的质量评价分数100%交给企业,最终让企业挑选符合顶岗实习要求的学生上岗。
通过我院模具设计与制造专业实践教学的改革试点,让学生参与真实产品的逆向造型、模具设计、分析与制造等企业生产和技能竞赛活动,让学生掌握专业知识和技能,提高学习兴趣和解决实际问题的能力,培养学生创新意识,培养适销对路的人才;按照“项目一体化”实训的教学要求,注重模具技术的综合应用,提高技术层次。整合现有的实训室,充分发挥人力资源和技术优势,积极提供模具产品研发和社会培训等社会服务,提高专业的社会服务能力;在项目一体化实训教学改革的基础上,进行“教学—生产”式的综合实训,加快模具设计与制造高端技能型人才的培养,为高职模具专业实践教学提供新思路。同时,在组织实训过程中,各个模块的实训衔接还存在一定问题,课时的安排有些欠缺,综合实训成本稍偏高等问题函待进一步解决。
[课题项目:本文系江西省高等学校教学改革研究省级课题“基于“项目一体化方案”的模具专业实训教学研究与实践”(编号JXJG-13-45-8)阶段性研究成果。]
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