“新工科”建设背景下模具设计与制造课程教学探索

陈志钢 储爱民 陈宇强

摘   要：本文针对非模具专业开设的《模具设计与制造》课程教学内容和特点，分析了目前课程教学中存在的问题，从新工科建设背景下学科融合、教学方法和教学内容等方面对我校金属材料专业《模具设计与制造》课程教学进行了探讨，以期提高该课程的教学质量，拓宽学生的专业视野，使学生更好地理解学科交叉课程知识对于将来适应社会需求的重要意义。

关键词：新工科  模具设计与制造  课程教学

中图分类号：G642.0                               文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（c）-0165-02

Abstract： Aimed at the teaching content and characteristics of mould design and manufacture for non-mold major， this paper analyzes the existing problems during the course teaching. Under the background of new engineering construction， subject integration， teaching methods and contents of the course for the metal materials major are discussed to improve the teaching quality， broaden students' vision and understand the significance of interdisciplinary courses to meet the needs of society in the future.

Key Words： New Engineering; Mould Design and Manufacture;Curriculum teaching

新工科建设已在我国高等工程教育中全面展开[1]。“新工科”创新人才，应该具备扎实的专业知识和“学科交叉融合”的知识结构，能熟练运用所学的知识去分析、解决工程实际问题[2-3]。为满足国家战略和新兴产业发展需求，培养专业知识丰富、创新能力突出的高素质复合型人才，新工科建设背景下，高校应注重学生在与自身专业相近甚至跨度较大的学科知识的掌握和了解，而不再在工程实践中產生“隔行如隔山”的现象。

模具作为一种大批量制造产品的特殊工艺装备，有着适应性强、制件互换性好、高效低耗和社会效益高的优点，模具制品在社会各个领域广泛应用。因此，模具技术是衡量一个国家机械制造水平的重要标志。模具设计与制造包括模具设计和模具制造，涉及知识面极为广泛。内容包括金属材料、高分子材料、流体力学、传热学、物理、化学、电子和计算机技术以及各种加工技术等方面。通常，工科院校中只在材料成型与控制工程专业和机械类专业开设模具相关课程，近年来，越来越多的工科专业开设了《模具设计与制造》课程，以适应社会对跨学科创新人才的需要。本文以我校金属材料专业《模具设计与制造》课程教学为例，探讨本课程的教学方法。

1  《模具设计与制造》课程教学特点

《模具设计与制造》课程内容涉及多学科知识，主要针对广泛应用于生产电子电器、汽车、家电、仪表等领域产品的冲压模和注塑模以及模具制造与装配进行介绍，工科院校中多在非模具专业开设，以满足社会对复合型人才的需求。非机械类专业的教学与机械类专业的教学有着差异，其特点主要体现在如下两方面。

（1）专业基础课程的学习不系统。金属材料专业不像机械类专业或材料成型专业学生那样系统地学习相关课程，课程学时有限，相关知识的掌握不够扎实和深入。

（2）受专业背景的影响，学生对模具设计与制造认识不足。金属材料专业的专业课程主要围绕金属材料的制备与后续加工来开设，学生认为模具设计属于纯粹的机械专业，而模具的加工也是以机械加工为主，与金属的塑性成形是两码事，导致学生对模具相关知识的学习积极性不大。

2  《模具设计与制造》课程教学方法探索

金属材料专业开设的《模具设计与制造》课程，共32课时，前期开设的相关课程主要有《工程制图及CAD》、《材料科学基础》、《材料力学》、《机械设计基础》、《材料加工工艺》、《金属热处理》等。应该说，上述课程可以为模具设计与制造课程的学习提供必要的专业知识的支撑，但与模具设计与制造密切相关课程的学习不够深入，要在有限的学时内较好地掌握模具设计与制造知识并不容易。为此，我们在教学过程中进行了探索，以期提高教学效果。

（1）加强教学过程中相关知识点的关联与补充。

随着科学技术的发展，人们越来越认识到复合型人才对社会发展的重要性。各个行业不止需要具有单一知识结构的专业技术人员，还需要具有更加宽广交叉学科基础的创新人才，以适时调整产品结构，应对日益激烈的市场竞争。金属材料专业没有开设公差课程，而《工程制图及CAD》和《机械设计基础》课程中有关机构和零件设计的介绍也并不详尽，因此，需要在教学过程中适当补充零部件尺寸和形位精度设计的相关知识，加强学生对工程设计的理解。此外，必要的机械加工工艺基本知识对本专业学生毕业后在金属材料热处理、材料成型等领域从事工艺和设备设计、技术开发与改造、生产及经营管理等方面的工作大有裨益。如何在教学过程中适当补充相关知识一方面要求教师具备扎实的机械设计、材料加工专业知识和生产实践常识，从而可以在授课过程中适当穿插、补充模具设计与加工知识。另一方面，引导学生通过互联网获取必要的知识进一步了解模具及模具技术。

（2）强化学科知识的交叉与融合。

由于专业培养目标不同，金属材料专业的学生对模具设计与制造课程认识不足，认为将来从事的工作与模具关系不大，因此缺乏学习兴趣。对此，在教学过程中可以将本专业主要专业课程内容与模具设计与制造过程有机联系起来讲解。教学过程中注意体现本专业的专业特色，如模具零件的选材要求包括材料种类、组织均匀致密程度、冷热和机加工性能、抛光性能、淬透性、耐磨性以及耐腐蚀性等，涉及模板、工作零件、导向定位零件、脱模零件、侧向抽芯零件等在工作中的功能要求。注意根据工作环境要求来设计相应的模具零件，如冷冲模工作零件应该有足够的强硬度和耐磨性，而注塑模工作零件对耐热性和耐腐蚀性有更高的要求。又如在模具零件的制造过程中，将材料的力学性能和加工性能以及使用要求联系起来，体现本专业熟知的毛坯锻造和热处理在零件制造过程中的重要性。而学习模具的装配对其工作状态的影响让学生懂得，一套设备的优劣不止取决于其组成零件的制造精度，也取决于这些零件的装配精度。

3  结语

模具设计与制造是一门工程实践性强的课程，对于非模具专业学生的教学，应根据专业背景结合本课程特点改进教学方法，保证课程教学效果，有效激发学生对跨学科课程学习的积极性，更好地适应社会需求。

参考文献

[1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 崔庆玲等，中国新工科建设与发展研究综述[J].世界教育信息，2018（4）：19-26.

[3] 姜晓坤.新工科人才培养新模式[J].高教发展与评估，2018，34（2）：17-24.