“塑料成型工艺与模具设计”课程教学改革与实践

焦彬彬

（济南职业学院，山东 济南 250103）

0 引言

塑料成型工艺与模具设计课程是模具设计与制造专业的一门专业核心课，该课程在专业人才培养目标中的地位和作用尤其重要，然而往往课程结束后，学生并不能真正掌握模具设计的要领。分析其主要原因：塑料成型工艺与模具设计课程以理论讲授为主，造成学生掌握知识零散，与实践脱节，难以建立知识系统化的概念；课程实践教学安排较少，也影响学生的创新实践能力培养。鉴于以上诸多问题，对塑料成型工艺与模具设计课程的教学改革迫在眉睫。通过实施该课程教学改革，充分调动了学生学习的积极性，助推学生职业核心能力及综合素质、创新能力的培养。

1 对课程进行总体设计

将课程内容分解细化为成型零部件设计、浇注系统的设计、导向与定位机构的设计、脱模机构的设计、侧向分型与抽芯机构的设计、温度调节系统的设计和排气系统七个教学模块及相应的子模块，主要特点是通过模块化将课堂教学移动到实训室，教师讲授一部分知识，学生实训一部分，边学边做，通过实践来强化课程基础知识。实训内容就是一个个子模块。

2 项目选取

为了培养学生与企业人才需求对接，项目的载体来自企业真实的模具产品，学生通过项目体验企业真实的运作环境，把握了模具设计的思路、设计的要点，难点。以“真实企业项目为载体”的教学实施，必须遵循教育规律和技能的前后续关系，设计出层层递进的培养序列，使学生应用能力阶梯式提升。其培养模式如图1所示。

图1 层层递进的培养序列

3 课程融合

为了将课本上抽象的平面二维视图表达转化为直观可观化的三维立体表达，充分利用三维软件这个立体可视化平台。模具设计的工具是三维软件，因此在课程项目化实施的过程中将塑料成型工艺与模具设计课程和模具CAD课程进行融合，教学模块实施过程中直接用三维软件表达出来。学生在实训中可以边做项目边学习，所学知识可以马上应用于项目中，有利于学生将所学知识重新构建，形成自己对专业课程的认知。

4 项目化教学的实施过程

引入企业项目，让学生完成一个项目的综合设计。教师通过企业调研，找出适合的项目以及项目进行中过程的跟踪及管控是该阶段的重点。让学生在真实的工作场景，学习“如何工作和完成项目”。工学结合下“以项目为中心”进行项目教学和技能实训，掌握就业所需的岗位技能。按照“导入企业项目—引入教学模块—子模块学习—子模块训练—项目完成—项目评价”的环节逐步进行。整个过程中以项目为中心组织教学，以学生实践为主，教师则为指导者、组织者和调控者，对项目活动进行引导、组织、调控和评价，做到“精简理论，强化实践，培养技能，面向应用”。以讲授电器盒盖模具设计为例，具体教学过程如图2所示。

图2 项目化教学过程

导入企业项目是让学生能够了解模具设计在真实工作中的应用情境，对学完本门课程要达到的技能有一个感性认识，知道这门课在真实工作中要解决的具体问题。具体实施步骤如下：

教师将电器盒盖的三维模型用三维软件给学生展示出来，学生能够更直观的感知塑件，将塑件的材料、收缩率等相关参数告诉学生，并以此引入讲解塑料的相关基础知识、塑料的相关物理参数及塑件的结构工艺性。

引入教学模块，将注塑模设计分为七个教学模块，成型零部件设计、浇注系统的设计、导向与定位机构的设计、脱模机构的设计、侧向分型与抽芯机构的设计、温度调节系统的设计和排气系统。具体实施如下：

引入教学模块，这个阶段的核心点在于把教材抽象的二维平面视图表达通过三维软件直观可视化显示以及实物展示等形式让学生对模具结构有一个充分感性的认识，教师将一个完整的注塑模具用三维软件展示出来，并将对应的注塑模实物摆放于教室。先用虚拟仿真软件演示模具拆装顺序，再让学生对注塑模实物进行拆装，在拆装过程中学生对整个注塑模的模具结构会有充分的感性认识和了解，并且学生拆装模具过程要与教师对模具结构的讲解过程做到同步，这样学生不仅能够掌握模具拆装要领还能清楚得知道自己拆装的是模具的哪个部分结构，做到实物与名称一一对应。在这个过程中学生会对模具有一个整体具象的把握，能够知道自己最终要完成的目标是什么，在此基础上把要完成的工作进行任务拆解。如图3所示。

图3 注塑模分解图

子模块学习，通过上一个阶段将一个完整的模具设计项目拆解为七个教学模块，以浇注系统设计教学模块来说，进一步将浇注系统教学模块分解为浇注系统的组成及作用、浇注系统的设计要求、流道的设计、浇口的设计、冷料穴的设计、五个子模块。具体实施步骤如下：

子模块的学习也要坚持具象的原则，首先给学生用三维软件及实物形式展示浇注系统在模具中真实的结构形态，做到结构名称与实物一一对应，然后将模具安装到注塑机上，启动注塑机，学生观察整个注塑机的工作过程，注塑完成塑件冷却后将模具开启。学生在整个过程中能够掌握浇注系统在模具设计中的作用，最后教师用三维设计软件演示浇注系统的结构设计过程、先将浇口套装入模架中，由于之前已经观察了注塑机整个注塑过程，学生更容易直观理解浇口套尺寸与注塑机喷嘴尺寸之间的对应关系，流道的设计参数结合课本上相应的理论经验参数，将其在软件中予以应用并演示设计过程，浇口及冷料穴的设计也要遵循这个原则，整个过程做到工学结合。

子模块训练，以浇注系统教学模块任务分解过后的主流道设计子模块为例，通过上一阶段教师的讲解及设计过程演示，学生对浇注系统主流道的相关理论及实际设计过程有了相应的了解，接下来学生通过上一阶段的学习自己利用软件将主流道设计出来。

项目完成，将七个模块以及相应的子模块完成后整个项目也就完成了，项目完成后学生对整个模具设计过程要有总结，将整个模具设计的思路、步骤、注意事项、过程中遇见的问题进行归纳总结。通过此过程同时培养了学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，依靠单一知识解决问题的岗位在当代社会几乎不存在了，尤其模具设计的过程是一个知识杂糅运用的系统工程，学生在模具设计项目完成的过程中在这方面能够得到很好的锻炼。

项目评价，项目完成后学生之间可以进行交流探讨，对方的设计方案与自己的设计方案进行对比，要有分析对比报告。教师最后对每个人的模具设计项目进行评价总结，选出几个典型代表，课堂上给大家分析讲解每个项目的优缺点。

5 结语

本文对塑料成型工艺与模具设计课程进行了总体设计，将课程分为七大模块，采用以真实企业项目为导向、以能力递进为主线的项目化教学，企业项目作为项目导入，贯穿整个实训项目和课程项目的实施过程中。按照“导入企业项目—贯穿实训、课程项目—引入教学模块—子模块学习—子模块训练—项目完成—项目评价”的环节逐步进行项目教学和技能实训。通过项目化实施全过程训练，学生已具备模具的设计能力。通过该教学模式，充分调动了学生学习的积极性，学生职业核心能力及综合素质、创新能力均显著提高。