“产教融合、校企合作”背景下应用型本科高校《塑料成型工艺与模具设计》教学改革研究

曹剑飞，李萌崛，廖益均

（成都工业学院材料与环境工程学院，四川成都 611730）

1 引言

“产教融合、校企合作”是新时代应用型本科教育发展的基本要求，既是机遇挑战，是时代赋予的使命。如何培养出适应现在制造业发展的模具工业人才，这是每个材料成型与控制专业教师和相关应用型高校都应该积极面对和探索的新问题[1～2]。《塑料成型工艺与模具设计》是材控专业的主干课程，理论实践性强，多学科相互渗透并且与实际生产联系紧密[3]。本文针对传统的《塑料成型工艺与模具设计》课程教学体系存在的问题，按照该专业课程教学体系改革的要求，对该课程进行以下4个方面的教学改革研究。

2 紧密联系应用型人才培养方向，合理规划教学内容

实现人才培养目标、提高学生素质的关键之一就是教学内容和课程体系的科学构建。我校材料成型及控制工程专业是四川省“双一流”重点建设专业，专业一直致力于培养应用型模具工业人才，已建成四川省地方普通本科高校应用型示范专业和四川省首批卓越工程师教育培养计划专业。因此，《塑料成型工艺与模具设计》教学内容需要紧紧围绕培养高素质模具专业应用型技术人才这一目标，为此，重新编写《塑料成型工艺与模具设计》的教学大纲。在教学内容的规划方面，强调实践与合理的同时，兼顾重点突出的原则。例如，《塑料成型工艺与模具设计》这门课授课基本集中在第6学期，授课课时只有24个学时，在较短课时内需要让学生掌握繁多的模具设计内容是非常有难度的。因此，选择了教材《面向"十二五"高等教育课程改革项目研究成果：塑料成型工艺与模具设计》。该教材难易程度适中并且其主要特色是教学中可以将注射模具设计的各个环节合理地引入到课堂教学中，将实际工作场景带入到课堂教学，不仅让学生充分学习了课程知识内容，而且激发了学生对塑料模具设计的兴趣，提高了学生用理论联系实际解决实践问题的能力。

另外，教学内容上强调注塑成型模具的设计，着重解决如何设计模具和怎样合理设计模具这两个问题，对于其他的教学内容主要以介绍和知识拓展为主，突出重点，避免内容重复。例如，讲授绪论的内容时，课堂上多以动画或图例的方式展示不同塑料的成型方法，让学生快速建立起塑料模具的概念，明确本课程的主要教学内容和培养目标。除此之外，选择生活中熟悉的产品，采用最新企业采用的模具设计流程与技术，向学生展现该产品的设计生产方式，既激发学生的学习热情又体现出课程的知识结构的先进性与实践性。

《塑料成型工艺与模具设计》具有多学科的交叉性，是在学生完成《机械原理》、《机械制图》、《液态与传动》和《材料成型原理》等课程基础后在大三下学期学习的材控专业核心课程，课程中设计的结构与图形繁多和复杂，传统的挂图降解的授课方式不够直观，仅仅通过对图纸的讲述限制了学生对模具结构与原理的理解。所以，理论教学课程均全程使用电子教案并充分运用了各种素材如实物模型、模具实物图示、案例视频和现场实践教学等手段，形象生动地让学生对模具的基本结构及工作原理有了清楚的认识。

3 聚焦实践环节教学，加强创新能力培养

当代应用型本科教育已经从注重传授知识转变为注重创新和实践能力的培养[4]，为了让学生将理论知识更好地用于生产实践中，在教学内容的设计中合理压缩了部分理论课程的课时，增加了实验课程的比例。开设的具体实验课程为：①挤出成型工艺实验：使学生在实验老师的演示与指导中参与高分子树脂挤出成型的具体操作，让学生了解挤出成型的基本原理，熟悉挤出模具的基本结构，掌握挤出工艺的基本参数优化过程。在理解了塑料原料、挤出机和模具三者之间的关系后，让学生自主进行模具的安装和调试，全面提升动手能力；②注塑料注射成型工艺实验[5]：通过开设此实验，让学生观察典型塑料零件注射加工过程，弄清注射周期各步骤状况。观察模具与注塑机的关系并认识注射工艺参数的确定方法并且让学生都能具体操作注塑机，根据具体塑料原料与塑件结构调整参数和拟定成型工艺条件，对成型产品的性能进行检测；③计算机模拟实验：让学生了解塑料流体在注射过程中的流动与填充行为，进而了解注射成型中的各加工参数对塑件的形状、表面粗糙度和使用寿命的影响。使得学生能熟练使用MoldFlow软件来设计塑件的浇注系统与确定该塑件注射成型的最佳工艺参数并利用现在较为成熟的3D TIMON和3DMAX等软件对塑件生产过程进行预测分析与模拟仿真；④注射模上机安装：熟悉塑料成型中注射模和压缩模的安装、调试全过程，掌握塑料模的结构、各结构部件间的作用和相互的配合关系，加深学生对模具设计的合理性及成型工艺条件等知识点的理解。

4 加强课程教师队伍建设与工程素养培养，完善教学评价体系

在应用型工科课程体系的建设中，师资队伍水平与结构是能否有效进行课程建设的重要前提。高校课堂教学质量一方面取决于教材选用、教学大纲与人才培养方案的制定和实验室建设水平等客观因素，但是教学的主体还是教师，所以教学效果所根本上更取决于授课教师的业务水平和专业素质[6～7]。目前专职的实验教学人员不足、实验管理队伍质量不高仍然是制约应用型本科高校师资队伍发展的重要问题。理论课教师由于有科研任务和晋升压力，所以不能够把精力和时间全部投入到自身工程能力的提高与实践课程的教学中。虽然理论课程教师大多拥有比较强的科研能力，但工程实践能力普遍不足，致使专业教研室中“双师双能型”教师比例不够，导致实践教学与理论教学出现一定程度的脱节，两者无法相互支撑，以教促改的目的也无从谈起。因此应用型教学改革的重要任务便是便是提高教师工程素养。首先，可以通过顶岗培训和工程实践相结合的手段，主动引导教师积极参与到相关企业单位的生产实践和技术服务工作中，渐进地提高教师的工程素养和实践教学能力。其次，采用“内培外引”的模式适当引进一些具有丰富工作经验与知识水平的模具行业工程师作为企业教师，依靠他们的项目经验和工程背景来提高教师队伍的工程素养，促进“双师双能型”教师结构的建立，帮助教师专业能力得到发展。另外，还可以通过示范教学、相互听课评课和教研室教研活动等灵活形式，逐步提升年轻教师的实践教学能力。

学生成绩的评价是由该课程的考核办法确定的。良好的课程设计考核体系可以促进学生按时与按量完成课程设计的要求任务，对教学效果起到积极的作用，所以需要对传统的考核制度进行改革。现有的评价体系多采用期末闭卷考试的方式，强调考察学生知识体系的掌握程度，评价依据仅仅是期末考试成绩。学生往往采用死记硬背教材或课件的方式来应考，这大大限制了学生创新的能力发展。结合本专业学生自身的特点与就业方向，把《塑料成型工艺与模具设计》课程的考核结果分为3个级别，分别是合格、良好和优秀，以教学过程中平时考察成绩、实践课程成绩和期末成绩来评价学生的理论知识掌握水平与综合实践技能。经过上述举措，建立多渠道、全过程、多维度的教学考核评价方法，更多地强化教学过程中的评价与改进，将实践教学过程监督和能力评定相结合，使得实践教学改革能够充分促进教学质量的提升。

5 信息化辅助教学，提升课堂效率

《塑料成型工艺与模具设计》教学应该要注重培养学生的实践能力。虽然已经对学生的实践教学予以高度重视，但是，由于课程难度大和使用的教学方法不当等原因，教学中也不能将学生的学习兴趣完全激发起来。因此，在本课程的教学中，将该教学内容分类为不同的知识模块，以各种信息技术为载体来展开教学，既有助于学生深入理解知识体系，也由此获得了比较好的课堂教学效果。《塑料成型工艺与模具设计》教学中信息化技术的应用主要实例如下：

（1）教学中应用多媒体课件，可以使得教学内容与教学模式多元化[8]，例如，将塑料粒料的外观用图片呈现出让来学生辨认就能让学生对塑料的颜色、颗粒大小和表面形貌等特点有直观的认识。在模具的结构模块教学中，可以用三维软件对模具图进行分析和讲解，使学生对模具结构和零件间的配合关系有清晰的认识。

（2）对于部分难懂的教学内容，将动画技术引入到课堂教学中，让教学知识动态呈现。例如，通过使用3DAMX软件，可以在软件上动画显示出所设计的模具，包括模具各个部分所发挥的作用以及模具的动作原理等，通过动画展示让学生对抽象的教学内容产生直观的印象。

（3）CAD技术由于设计界面操作简便，设计时间短和精度高等优点，在模具行业中已经得到广泛使用。将CAD辅助技术应用在塑料模具建模的实训教学中，老师在实验室通过CAD软件，对塑件的结果以及制造的工艺技术等方面进行详细讲解，课后让学生通过软件，对模具结构进行分析来提高学生的模具设计能力。

（4）《塑料成型工艺与模具设计》课程需要学生具有一定的抽象思维能力，同时要求一定的实践动手能力。将仿真技术应用在抽象的塑料成型原理、成型的过程参数选择以及流体流动形态的教学上可以把教学内容更加直观地呈现在学生面前。比如，当加工参数发生改变时，塑料熔体的流动性会发生变化，在课堂教学中，采用MlodFlow仿真软件，将相应的参数写入软件可以把流体在型腔中的不同流动状态清晰地演示出来。学生用过观察变化前和变化后的成型情况进行对比分析，可以更加直观地了解到相关参数在塑料成型过程中的影响。通过仿真软件的使用，教师与学生之间可以开张充分互动，学生在特定的情境中接受教师的指导，保证了学习质量，也能够获得良好的教学效果。

6 结语

“产教融合、校企合作”的应用型本科发展趋势下，实践教学的改革是高校转型和专业发展的必经之路。应用型本科高校亟需构建以应用为导向，实践为核心的理论教学体系以及以应用型综合素质培养为中心的实践教学体系。《塑料成型工艺与模具设计》是材料成型及控制工程专业的核心必修课，通过对课程教学内容、实验教学体系和成绩评价体系等方面的优化与改革，可以在培养学生的理论知识的基础上，进一步培养学生的创新意识和实践水平。只有持续推进材控专业课程体系改革与教学内容优化，才可以培养出适应我国新时期模具行业需要的高素质技术人才。