信息化环境下冲压工艺与模具设计课程教学设计——以垫圈类零件冲裁模拆装为例

牛文欢，解永辉，王 琦

（潍坊职业学院,山东 潍坊 262737）

信息技术的创新和发展为现代教育事业注入了强劲的力量，不仅从工具层面改变了教育教学方式，也在价值层面改变了教育教学理念，信息化教学对高职院校师生共同体建设具有重要意义[1]。模具技术是衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具是制造业中智能制造的重要工艺装备[2]。在“工业4.0”背景下，提高模具技术水平、培养模具技术技能型人才，是实施“中国制造2025”由制造大国向制造强国战略转型的重要一环。冲压工艺与模具设计课程中冲裁模拆装作为重要的实践教学项目，教学过程中存在着学生学习积极性、主动性不高等问题。随着信息化手段越来越广泛地应用于教育教学过程中，如何更好地将信息化教学手段融入到冲裁模拆装信息化教学设计中，提高教学效果，是模具课堂教学信息化改革的必要途径[3]。

1 教学分析

1.1 教材分析

冲裁模的拆装是国家规划教材《冲压工艺与模具设计》中冲裁工艺与冲裁模设计章节的一个重要的实践教学项目，垫圈类零件也是利用冲裁模生产的典型零件之一。所以，本单元基于生产岗位能力要求，根据高等职业学校专业教学标准选择以垫圈类零件冲裁模拆装为例进行整合编排，具有重要的实际意义。

1.2 学情分析

本单元的授课对象为模具设计与制造专业二年级学生，他们具备较强的网络信息搜索及应用能力，对动手实践操作的兴趣浓厚，具备机械零件拆装、测绘的基本能力，能完成简易冲压模具的拆装。但是他们工作规范意识淡薄，解决问题的能力不足，缺乏严谨、认真的工作态度。拆装垫圈类零件冲裁模是冲裁模维修与维护岗位的主要工作内容之一，通过分析岗位能力，结合课程标准、学生特点，将本项目概括为3个岗位要求：一是能够认识垫圈类零件冲裁模的主要结构；二是能够描述垫圈类零件冲裁模的工作原理；三是能够规范地拆装垫圈类零件的冲裁模。

1.3 教学目标

本文基于模具设计与制造专业人才培养方案，结合岗位能力要求及标准，确定本单元的知识、技能和职业素养3个教学目标，并将教学目标融入教学过程之中。其中知识目标为了解典型冲裁模的类型、结构与工作原理，拆装工艺与流程，掌握冲裁模上各零件的结构特点。能力目标为掌握拆装冲裁模常用工具的使用方法及技巧，能根据装配工艺要求对冲裁模进行规范拆装。职业素养目标为培养学生自主学习能力和实际操作能力，工程意识和规范的职业素养，以及团队协作意识和精益求精的工匠精神。

依据教学目标，将学生掌握冲裁模拆装流程定为教学重点，将学生规范拆装冲裁模定为教学难点。

2 教学策略

传统教学过程中存在缺教员、费耗材、难搬运和疏指导等问题，并依据高职学生具象思维优于逻辑思维的认知特点，教学过程中尽量使用多媒体课件、动画、教学仿真软件、网上教学平台以及云课程等信息化手段代替文字叙述，以观、做、练取代听、说、写，由浅入深、先易后难地展开任务驱动下教学做一体化的教学模式。为了让学生达到岗位能力要求，笔者运用任务驱动、演示操作、小组讨论、分组指导等多种教学方法，在信息化环境下将信息化教学与垫圈类零件冲裁模的拆装紧密衔接[4]。笔者将本单元分为5个教学环节，并设计与之相匹配的学习任务单和学生评价量表，围绕5个任务精心设计网络教学平台、云课堂，力求打造自主探究、合作学习的理实一体化教学。

3 教学实施

笔者运用信息化教学手段，将垫圈类零件冲裁模拆装分为课前导学、认知原理、虚拟仿真、拆装实训和课后强化5个环节。

3.1 课前导学

课前1周教师利用云课堂向学生发布学习通知，学生收到通知后登陆教学平台，利用冲压工艺与模具设计网络平台中的资源进行自主学习，了解工作任务，学生通过网络检索任务单中给出的知识点，在任务驱动下进入考核模块，完成测试题，测试成绩将作为总成绩的第一部分自动记入到学生评价量表，教师根据得分情况不仅可以了解学生基础知识的掌握情况，还可以将学生按层次和个体差异进行分组，实现学生间的优势互补，为后续小组学习做足准备。

3.2 认知原理

通过课前导学，学生已经对冲裁模进行初步了解。教师适时展开结构的认识，利用教学仿真平台三维一体展示冲裁模内外结构，帮助学生认识各零件名称及作用，学生针对凸凹模这种核心零件单独选出多角度全方位反复观察，直到清楚其作用和结构。此外，小组成员合作完成冲裁模各零件名称标注，从而掌握第1个岗位要求。

图1 垫圈类零件冲裁模各零件名称标注示意图

结构学习后开展原理的学习，本环节以“学生为主体，教师为主导”的自主学习模式展开。以往教学教师只能结合二维图纸、图片、视频等讲授，繁、难、抽象，现在利用教学仿真平台逼真地展示条料冲裁成垫圈类零件的过程，学生分小组自主观看，听取讲解，完成讨论，并逐个论述原理，教师进行点评、评分，成绩计入学生评价量表，从而掌握第2个岗位要求。

3.3 虚拟仿真

通过对结构和原理的学习，学生具备拆装冲裁模的基础，各小组启动虚拟仿真教学软件进入仿真实训室，身临其境的感觉让学生全身心投入到学习之中，学生观看拆装演示，对照演示开展仿真练习，观看一步操作一步，如同教师一对一进行手把手的指导，仿真软件的做中教，解决了以往教学中教师难以顾及所有学生的问题，从选择工具到使用工具，从拆装位置到拆装顺序，软件操作均严格按照拆装流程制定，如果学生错误操作软件将不予执行，并在下侧窗口提醒学生正确操作步骤和所用工具，逐渐养成学生规范的拆装习惯，轻松突破教学重点，各小组学生反复观看、仿真练习，并完成仿真拆装考核，软件自备评分功能，将学生成绩计入学生评价量表的第3部分。

图2 冲压模具虚拟仿真实训室

3.4 拆装实训

仿真完成后，接下来进行拆装实训。该环节学生需在实训中心完成，实训中心按照企业6S制度管理，学生一进入实训场地就感受到规范，学生领取任务单按照企业装配工艺卡完成冲裁模拆装。实训现场配有笔记本电脑，拆装过程中出现遗忘的知识点，可以随时观看讲解视频，或进行试验型仿真操作。学生在做中学的过程中更加熟悉冲裁模拆装的流程和规范，化解教学难点。

教师根据岗位能力要求对各小组的拆装任务进行点评、评分，所得分数计入学生评价量表第4部分。经过拆装实训环节，学生已完全掌握3个岗位要求。

3.5 课后强化

课后学生登录教学平台复习本单元内容，并与老师、企业人员讨论交流，进行自我完善；也可以在云课堂进行自我测评，提交作业，实现自我提升。作业成绩自动计入为学生评价量表第5部分，最终得出每名学生的总分。上述5个环节紧紧围绕教学重点展开，层层推进，逐步提高学生规范的拆装能力。

4 教学效果

信息技术的应用，既保留了传统教学模式的精髓，又增强了教学效果，与过去完成冲裁模拆装相比，任课教师人数、课时数和耗材方面均减少为原来的25%、50%、20%，而学生练习次数却提高到150%，学生的操作技能和职业能力【大幅提高，真正做到了省力、省时、高效、节约。

通过信息技术的运用，操作实训与企业岗位近距离对接，学生严谨求实的工作态度逐渐形成，冲裁模拆装能力明显增强。根据企业反馈，毕业生岗位实践能力较以往学生有较大提升，短时间内晋升熟练技工。所有这些成效正是“明德尚学，强能善技”校训的内在要求，更是高职教师本单元、本课程教学的最终目标。

5 总结

本单元的教学设计从垫圈类零件冲裁模的拆装这一任务出发，学生从接受任务到完成任务是一个完整的工作过程，将信息化教学融入到整个教学过程，网络学习突破学习的时域性，动画展示直观形象，激发学生学习热情，虚拟仿真软件提供了练习机会，真实拆装验证了学生学习效果，规范了学生的操作，突破了教学难点，网络考核评价系统记录了学习者的整个学习历程，客观地检验了学生的学习效果。本单元的教学设计有效促进了学生规范的职业素养和精益求精的工匠精神的培养，提高了团队协作意识和工程意识，推动了教学改革，提高了教学效果。