冲压工艺与模具设计课程教学改革探索与实践

（东莞理工学院城市学院，广东 东莞 523419）

冲压工艺与模具设计是以机械制图、工程力学、金属材料等学科为基础的机械专业的专业核心课程，主要介绍成形的原理、工艺以及模具设计的方法，其教学目标为使学生在了解冲压成形的基础上，对中等复杂的冲压零件进行正确的冲压分析和模具设计以及工艺方法的编制。本课程是一门理论性和实践性都较强的课程，因此传统的以课程讲授为主的教学方式容易加重学生学习任务，降低学生学习兴趣，教学效果不太理想。

一、冲压工艺与模具设计课程教学现状及问题

一是典型模具结构复杂，种类繁多。教师须讲清楚其结构、原理以及各零部件的功用，仅仅靠教科书和简单的PPT插图是非常困难的。

二是本课程知识点比较分散，知识不够系统，许多设计数据都是属于经验数据，且其实践性较强，模具的制作对经验要求比较高。因此，学生仅仅是完成知识点的学习和课程设计是远远不够的，需要更多制造方面的知识和亲自实践才能得到有效地提高

三是本门课程实践要求比高，在教学过程中教与学分离的情况比较严重，学生学习目的性不强，自主学习动力弱，往往课程学完还是找不到方向。

二、冲压工艺与模具设计课程教学改革探索与实践经验

（一）在理论教学方面采用信息化、模块化教学

冲压工艺与模具设计是一门实践性很强的课程，模具的设计对现场的经验要求很高；传统的以讲授为主的教学方式，难以满足高频率的现场教学需求。如何实现形象化的教学是解决学生理解上困难的关键，因此，我们可以尽可能地采用信息化教学。信息化处理的亮点在于利用信息化技术，采用多种形式将枯燥、抽象的学习用轻松、生动、有趣、图文并茂、动静结合的方式呈现给学生，主要表现为以下五方面。

1.利用动画将枯燥抽象的学习内容变得直观生动。冲压过程中的各种工序是教学的重点和难点，教师可以给学生观看工序的动画模拟效果，达到事半功倍的目的。如模具的结构、拆装都可以用动画教学加深理解。

2.合理地利用视频解决学生感性认识的不足，拉近与工厂的距离，增加学生对职业岗位的感性认识。冲压模具视频主要是在工厂拍摄的模具零件加工、装配、调试的内容，让学生近距离地感受模具生产、装配、调试的过程。

3.在教学的同时，引导学生利用建模软件和分析软件对冲压模具进行建模和分析，让学生更好地理解冲压成型的原理和模具的结构及装配的过程。如板料变形的原理，一般是微变形，肉眼难以观察到，因此我们可以借助分析软件Dynaform模拟成型的过程。给学生布置作业，运用Pro/E去建模模具，学生通过亲自绘图，能够更加深刻的理解模具的结构和装配。

4.制作合适的多媒体CAI课件。课件是教师在信息技术课教学中最为常用的辅教、导学工具之一，它符合最新的信息加工原理，具有信息量大、适应性广，且能将文字、图形、图片、动画、影片和声音等媒体进行有机结合的功能。课件的制作应以学生为主体，并根据学生的认知规律，激发学生的学习兴趣，让学生在愉快、和谐的气氛中学习，使学生在获得深刻的感性认识后，上升为理性认识，学有所得，练有所成，知识得到巩固和拓展[1]。

5.引导学生通过论坛获取最新学习方法和学习咨询，鼓励学生通过邮件和QQ等信息化手段向老师提出问题。

本课程教学过程中，笔者通过把各种多媒体资源经过加工、整理、分类，建立模块化的资源库，让学生更容易查找和利用资源。因此，我们制作了冲压模具虚拟拆装实验平台，如图1。此平台集合了多套典型的模具，学生可以容易的了解各种不同类型的模具。

图1 冲压模具虚拟拆装实验室界面

（二）在实践教学方面把暑期社会实践引入课程，作为重要实践补充

本课程传统实践方式为三个实验和两周的课程设计。实验可以满足学生对冲压工艺的基本认知和模具结构的基本了解；毕业设计可以增强学生对模具设计的基本流程和方法的了解。本课程作为一项实践性较强的课程，纸上谈兵的教学方式制约了学生对工艺制造的理解，因此工厂实习对学生很重要，但又恰恰是大多数学校难以满足的条件。

学生暑期社会实践制度执行多年来，取得良好效果。利用课外实习机会可更好引导学生学习这种方法相比教学效果更加明显。本课程的专业技能实践包括以下几个模块。

1.钳工技能模块：需要学生掌握钳工的基本操作技能，熟练锉削、抛光工艺，熟练画线、钻孔、攻丝等加工方法，熟悉企业常用的气动和电动工具等。2.模具特种加工模块：使学生能合理地选择电极和设计电极，能用电火花机床或线切割机床加工出合格的零件。3.模具调试技术模块：使学生能够掌握模具调试、装配、调整等技能，能分析和解决模具加工中存在的问题。4.三维绘图软件建模技术模块：使学生能够熟练地掌握CAD/CAM软件进行设计和分析模具结构。在实践环节过程中可以从以上四个方面去引导有意向的学生进行实习，并实施相应的考核。

（三）利用项目导向的方法教学是实现理论与实践结合的较好方法

1.以项目为导向教学方法的优势。传统的教学方法是教师在课堂上讲授，学生听，之后布置课后作业，最后以课程设计来完成本课程的教学[2]。这种方法最大的问题在于：课堂教学没有与设计过程的完成联系起来，学生所学知识散乱，知识不容易巩固。如果在学习过程中就提出一个完整的冲压模具设计的项目，学生在设计的过程中，知识运用就会比较连贯，教师在知识的讲解和对学生指导上会相对专一，易于使学生联系实际，让学生在不知不觉中顺利完成对知识的掌握及合理化运用。

在以项目为导向的教学过程中，老师的教学方式由灌输变为引导，学生的学习方式由被动接受零碎知识变为主动查阅资料或请教老师同学，从而获取知识并获得能力。这种教学方式使零碎的知识点，通过项目化的教学，知识点变为有机的整体，学生的能力因此获得提高[2]。

2.以项目为导向教学的实施方法。以项目导向教学实施步骤：（1）分组，全班学生每5～6人为一小组，分组可以根据学生意愿和能力均衡分配，每组选出一个小组长，负责小组的协调工作。在实施项目前，教师要对学生进行充分的培训，使学生掌握模具设计的基本方法。（2）布置项目给学生，每组的项目载体不同，但涵盖知识点是相同的。教师项目任务的布置以任务书的形式发布给学生，包括主要的任务、达到的目标，对时间要求、质量要求、评价标准等提出明确的要求。（3）完成项目，学生在教师指导下，经过组内讨论确定工艺方案，完成相关计算，绘出模具图，并制定加工工艺。小组内完成自检和互检，由教师主持，以组的形式组与组之间举办交流会，对设计报告进行初步检查，促使学生逐步改进设计、完善图纸，形成最终的设计报告交付给老师评阅。（4）评价与总结，项目化教学是围绕项目来进行的，因此考核以学生在项目完成过程中学习表现及最终学习成果为主。

3.以项目为导向的课程综合评价方法。以项目为导向的教学，需要改变原有的考核模式。课程考核体系直接影响学生的学习目标，因此需对原有的期末综合分数评价结构进行适当的调整，如表1所示传统教学方法和以项目为导向的教学方法成绩权重分配情况。

表1 学生总评成绩权重分配表

三、冲压工艺与模具设计课程教学改革后优势分析

冲压工艺与模具设计一般采用教学体系为课程讲授56学时，实验8学时，课程设计两周。改革后课程讲授采用效率更高的信息化、模块化教学，压缩讲授学时；每章讲授完后布置项目，项目采用课下完成，课上讨论和评价的模式，一次项目相当于简化的课程设计或者课程设计的一部分，因此讲授学时压缩为44学时，12学时时间为课堂项目评价讨论。两周课程设计可以对设计质量提出更高要求，并布置好暑期实践目标，实践结束后及时反馈。改革后的教学体系相比传统教学方法有明显优势，主要体现在以下几点：

1.传统的采用一般PPT加黑板演示方法，教学抽象、知识分散，教学效率低下；而信息化模块化教学，生动形象，知识条理化，教学效率高。

2.传统教学方法，实践与教学分离，学生被动接受知识，学习目标性弱，主动性差[3]；以项目为导向的教学方法，学生学习更有目标感，学习主动性明显加强。

3.传统实践方法能够了解模具结构、懂得模具设计基本流程，但模具加工工艺与制造更依赖于工作现场教学，是教学弱项。利用暑期社会实践有计划、有目的的实施是填补短板的较好方式。

冲压工艺与模具设计课程的抽象性和实践性高的特点和现阶段大部分高校能够提供的实践条件矛盾决定了我们需要不断探索和改革。

[1] 赵会娟,刘波,李秀副.冲压工艺与模具设计多媒体资源的研究与开发[J].济源职业技术学院学报,2015(3):93-96.

[2] 肖亚慧.冲压工艺与模具设计课程项目化教学改革与实践[J].职业技术教育,2015(5):44-46.

[3] 安家菊,罗朝玉.《冲压工艺及模具设计》创新教学模式探索[J].科技咨询,2009(34):196.