面向应用型人才培养的模具设计实践教学改革研究

刘细芬

摘要：结合经济和技术的发展对应用型模具设计人才的需求，分析了当前应用型模具设计人才培养中实践教学面临的问题，从教学内容、教学方法以及加强综合实践能力等方面对实践教学进行改革，完善模具设计专业应用型人才培养的实践教学体系。

关键词：实践教学;教学改革;应用型人才培养;模具设计专业

中图分类号：G640     文献标志码：B     文章编号：1674-9324（2015）18-0092-02

近年来，随着我国经济持续快速发展以及经济结构的调整和转型，对应用型人才的需求量增加，对应用型的模具设计岗位的需求量也不断增加，而模具设计是实践性、工程性很强的专业课程，相当一部分高等学校模具专业的学生大多因为操作性技能的缺乏，在毕业找工作时而被企业挡在门外。这种情况一定程度上反映了当前高校模具设计专业培养人才时存在着学习知识与应用技能的较大偏差。因此，如何面对区域经济和社会发展以及企业用人的实际需求，改变以前的实践教学，培养生产一线需求的技术应用型人才，是目前高校模具设计专业需要研究和考虑的重要内容。

一、经济和技术的发展对应用型模具设计人才的要求

近年来，我国模具企业发展迅速，特别是大型、精密、复杂、长寿命的中高档模具发展较快。以前采用的二维图纸正确表达复杂产品的结构形状相对比较困难，对数控加工来说，二维图纸也不是很好，因此设计周期长。随着计算机技术的发展，利用CAD技术实现模具结构的三维以及可视化设计。比如注塑模设计，采用先进的三维软件如UG等确定分型面，生成型芯和型腔、进行浇注系统以及冷却水道的布置等，最后形成一套完整的三维CAD模具图。利用模具分析软件，如MOLDFLOW等动态模拟塑料在模腔内的流动情况、温度压力分布，预测成形过程中可能发生的翘曲等缺陷，根据分析结果检查模具結构的合理性。在汽车覆盖件模设计中，利用CAE软件如AUTOFORM等模拟板料变形过程，预测拉裂、起皱等缺陷。参照模拟分析的结果，设计人员必要时可对模具结构进行修正，提高试模的成功率。利用CAM技术可以把零件的加工过程虚拟化，直观看到加工的结果，对加工后零件的质量好坏进行评价。减少实际零件加工的修修补补，对提高模具的加工效率和质量有帮助。这些设计、分析、加工的先进技术给我国的模具企业发展提供了前所未有的机遇和挑战。为了适应经济的发展以及与国际接轨，高校的模具设计专业需要培养高素质的应用性强的人才，以适应模具企业发展的需要。

二、针对应用型模具设计人才培养，当前实践教学面临的问题

模具设计是实践性和工程性较强的专业课程，模具设计专业培养的是具有一定的模具设计能力和较强的模具制造能力且能够满足现代模具企业生产一线需要的技术应用型专门人才。因此，学习模具设计的学生要掌握本科生所要求的专业知识，还要具有较强的把知识转变成技术的能力以及现场操作技能。而实践教学是培养应用型模具设计人才“会做”的一个很重要环节。然而目前不少学校的实践教学环节不同程度地存在以下的一些问题，制约着应用型模具设计人才的培养。

1.实践教学内容不能完全满足社会需求。在实践教学中金工实习是高校模具专业中分量比较重的一个内容，它培养学生的动手能力。通过金工实习，学生对机加工的主要工艺过程可以熟练掌握，对常用设备和工具也能熟练使用，为后续专业课程的学习打下基础。但是不少高校金工实习内容还是以车、铣、刨、磨、钳等常规训练为主，对数控加工技术、特种加工技术、计算机仿真技术等现代先进技术的训练比较少，与模具加工技术发展的水平有较大的距离。

2.实践教学方法不能体现应用型人才的培养需求。相当部分高校在进行实践教学过程中，指导教师往往采用简单的课堂教学来实现。指导老师讲解实验目的、内容和步骤，根据操作过程演示实验内容，采取验证式的实验方法，实验骤教条化。虽然有时学生分成小组进行试验，往往也是验证式的。这种教学方法还可能会由于实验室数量不足或者实验时间少而受到限制，还可能打击了学生对实践学习的积极程度和灵活性，不容易达到培养应用型人才的要求。

现场实习是模具设计专业重要的实践教学环节，学生通过现场实习，对所学的专业知识进行很好地巩固，还扩大自己的专业知识范围。但不少学校的现场实习情况是：带队老师带着一个班的学生在工厂走马观花地参观，来不及把相关的实际生产知识说给给学生听，大多数的工厂很吵，学生想听也听不见，学生自己也看不懂。所以对生产实习不是很热心，实习的效果很不好。

3.缺乏综合性实践的平台。生产企业除了要求具备的专业的基本技能以外，对综合的实践能力与项目实施能力很看重。现在相当部分高校的模具设计实践教学，大多采用校内教学（实验）辅助生产现场参观的方式进行，缺乏综合性实践的平台，学生自主参与性较差，与生产企业以项目或工程管理的方式差别较大，难以培养企业所需的具有综合实践能力与项目实施能力的人才。

三、改革培养应用型人才的实践教学

1.实践教学内容的改革。（1）改革金工实习内容。在金工实习学生除了要掌握车铣刨磨钳等传统项目训练以外，实习内容增加数控电火花成形、数控电火花线切割、数控铣削设备等的较长时间的操作，比如，每个学生给一个小零件，安排学生操作数控机床、电火花机床等设备，练习加工这个零件，训练学生对这些加工设备的实际操作能力和数控编程能力。让他们在进入工厂前对这些特种机床和加工方法的熟悉和掌握。（2）增加计算机辅助设计的内容。计算机技术发展很快，很多模具设计软件不断出现。在传统模设计的基础上，应用计算机辅助设计的工具，实现模具的辅助设计、模拟分析、生产管理以及模具的计算机辅助加工，对模具设计质量有很大帮助，设计周期也变短了，这已经形成趋势。所以，对学生的计算机应用能力要求就很高。因此，在毕业设计以及课程设计环节上加上了模具的计算机辅助设计的内容，比如利用三维软件如UG等对模具进行三维计算机辅助设计，然后利用如AUTOFORM等软件对制件进行有限元分析，对分析的结果进行判断模具是否要修改。利用CAM技术模拟模具的加工过程。在实践环节中增加这些内容，目的是加强学生模具数字化设计分析和加工的能力，实现应用型人才的培养。

2.改变实践教学方法。课程实验在实践教学环节中也很重要，由于实验室数量不足或者由于学生数量比较多或者由于实验时间少，很多课程实验是老师自己演示实验过程或者验证实验的结论，学生只能在老师周围看看，没有机会动手操作。这种教学方法不容易培养到应用型人才。比方对于模具设计的课程实验，很多时候采用案例法（企业案例）教学会比较好，例如模具的拆装实验，在模具生产厂找一些体现模具新技术但已经报废的模具，如侧向抽芯模具或者二次分型模具，在拆卸之前，老师讲解拆装的步骤以及要注意的地方，然后让学生自己动手拆装，并且要把模具拆装的步骤记下来，以及让学生自己体会在拆装模具的过程中会碰到哪些问题，从另一侧面也能了解模具生产厂是如何拆装模具的。这些对他自己以后设计模具有很大的帮助。对于塑料注射成型工艺实验，实验前老师讲解各种成型参数，然后让学生在注射机上自己调试塑件生产的成型参数，以及分析在这些参数下，制品出现的缺陷。最后在所有学生的注射成型参数中，找出一组最佳的。通过对注射成型参数的调试，帮助学生进一步了解各种成型情况。这种教学方法极大地激发了学生的兴趣和创新意识。

3.增设综合性和创新性实践。现在高校的实践环节（例如金工实习、实训、现场实习、课程实验、课程设计等）很多是分开考核的，彼此之间缺乏联系性，也没有将所有实践环节糅合在一起的综合性实践。为了学生的综合实践能力与项目实施能力的培养，在以上环节结束之后，增设一项综合创新实践。采用与企业的项目管理或工程管理类似的方式来进行。学生以自己的学习能力和兴趣为依据，选一个自己能够最后做得下来的实例题目（一般是在模具厂家找的题目），一个学生一个题目自己做，避免了一些学生偷懒想抄袭蒙混过关的情况。一般是给定一段较长的时间（或者占用一些假期的時间），学生根据题目查阅和收集相关的参考资料，自己设计及优化模具方案，设计一整套模具结构，在传统机床或数控机床上加工成型零件，购买浇口套顶杆等标准件等等的一系列过程，最后把一整套模具装配出来并且在压力机或注射机上试模，检查模具结构设计的合理性。将模具设计、模拟分析、零件加工、各零件组装，压力机或注射机上试模等一系列过程融为一体，在这过程中学生对各个环节的管理能力也得到了锻炼。通过综合性实践，学生的设计、分析、工艺技能和工程管理能力得到提高。由于实践题目主要来源于模具企业的实际制品，因此学生的设计内容不与企业生产相脱节。

结语：

在培养模具专业的应用型人才中，一个相当重要的环节是内容丰富的实践教学，同时它也是工科院校教学改革的重要组成部分。由于社会经济的快速发展，企业对人才特别是应用型人才的需求量增大，在人才培养特别是应用型人才培养的过程中，需要对传统的实践教学内容和教学方法等方面进行改革，增加工艺性、设计性、综合性实践内容，逐步形成具有专业技术应用能力、综合实践操作能力以及工程项目管理能力相结合的适合市场需求的实践教学体系。

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