“1+3”教学法在模具设计与制造专业中的尝试
模具设计与制造专业“1+3”教学法的研究与实践——以“塑料成型工艺与模具设计”为例
【摘要】通过对模具设计与制造专业人才培养目标的分析，在总结近年来教工作研究的基础上，提出了“1+3”模式，对该教学法的具体内容、实施过程、实施中注意的问题以及实施效果做了详细阐述。
【关 键 词】模具设计与制造|人才培养|教学方法|教学改革
Study and Practice on the“ One and Three "Teaching Method for Mold design and manufacturing——For example “plastic molding process and mold design
【Abstract】The“one and three”teaching method is proposed for Mold design and manufacturing based on research results of teaching andthe mold design and manufacturing of Training Objectives recently. The teaching strategies and key problems during the implementingof the method are presented in detail.
【Key words】Mold design and manufacturing|Cultivation of Talented Person |Teaching Method|Teaching Innovation
一 引言
技能型人才特别是高技能人才是国家核心竞争力的重要体现，是建设创新型国家的重要因素，是人才强国战略的主要组成部分。在我国高等教育规模扩张过程中，高等职业教育已经成为我国高等教育的重要组成部分，为有中国特色的经济建设以及社会的发展做出了巨大贡献。特别是近年来，国家加大了对高等职业教育的扶持力度，进一步明确了高等职业教育的人才培养目标，为高等职业教育事业的科学发展迈出了坚实的一步。因此如何实现高素质、技能型人才的快速培养就是摆在高等职业教育面前的重要课题。学海网(www.xuehai.net)模具技术发展及技术水平的高低直接影响着一个国家的工业发展,而模具高技能人才的匮乏,正成为我国模具工业发展的“软肋”。为了适应国家经济的发展，各类高等职业院校相继成立了模具设计与制造专业。然而模具的教学是集理论、实践、经验、制造环境于一体的综合学科。现阶段绝大部分大专院校对该课程的教学方法仍然是继承着传统的以理论教学为主，无法满足对现代模具工业技术人员知识、技术、能力培养的目标和要求。
二 创新课程建设理念、明确人才培养目标
为了适应市场对高素质、技能型人才的需求，缩小高职院校模具专业人才培养质量与企业需求标准的差距。在人才培养过程中，不仅需要培养学生掌握基本理论知识与实际操作能力，能够进行简单的模具设计，而且要高度重视学生职业道德的教育和可持续发展能力的培养，处理好规范与创新的关系、共性与个性的关系，提高思考和决策水平，形成能够解决实际问题的能力，具体如下：
1 加强交流合作 培养学生的团队协作能力
现代的模具研发周期越来越短，产品的质量要求越来越高，传统的设计流程已无法满足社会的要求。这就要求模具设计人员在产品工艺分析与模具设计上具有团队协作能力，通过合理的利用每一个人员的知识和技能协同工作，通过分析问题、解决问题，最终共同完成目标。因此笔者认为在教学中要注重培养学生的自主性、思考性、合作性，不仅要懂得尊重每一位学生，而且重点培养他们彼此学会包容、欣赏、尊重其他成员的个别差异性的能力，认识到团队协作在产品工艺分析、模具设计以及个人事业发展中的重要作用。
2 加强资源整合 培养学生的综合运用能力
积极强化资源的整合，其中包括理论教学资源和实践教学资源。专业基础课的开设为了专业课程的学习做铺垫，专业基础知识在专业教学中的运用程度基本决定了专业课程教学效果。本课程与其他专业课程之间存在千丝万缕的关系。笔者认为在教学过程中，理论方面，要注重学科之间的有机融合，将基础学科的知识和内容融入到专业课程教学中，做到相互促进、相互补实、相互提高；实践方面，要充分、合理地利用现有的教学资源，其中包括通过模拟生产企业的工作环境，创建模具流水生产线；改革和优化模具制造车间，建立基于模具制造过程的教学制度等等，为增强学生运用专业知识解决实际问题的能力创设情境。
3 坚持以人为本 培养学生的可持续发展能力
本课程的灵活性非常强，相同的塑料产品在不同的设计理念和设计方法下，设计出来的模具也具有各自不同的特点。因此在教学过程中，坚持以学生的发展为根本，改变传统的灌输式教学模式，综合运用现代的教学方法和手段，培养学生的自主学习能力和个性化发展，积极探索和引导学生利用网络资源、图书馆资源等主动探寻获取知识的能力和方法，为学生在专业领域的可持续发展奠定了坚实的基础。
三 积极探索实践、构建“1+3”教学体系
为了实现高素质、技能型人才的培养目标，本课程团队对存在的问题，参照专业人才培养目标，结合“塑料成型工艺与模具设计”的具体内容进行模块化配置，形成“1+3”配置模式 ，其中“1”指的是一个明确的目标和任务；“3”指的是完成任务的三个基本过程：提出问题、分析问题、解决问题。在教学中合理配置教学资源，通过运用项目式教学、启发式教学、教学做一体化等先进教学手段和模式，提升学生对专业知识的掌握程度，同时提升自我学习的能力。
四 结合教学条件、制定实施方案
1 教学资料的准备
要想设计模具，首先要认识模具。传统的金属模具由于其重量大、拆装和调试时间长、油污较多，同时无法准确清晰的看到模具的结构。以本院为例，在教学中以采用透明的教学模具为主，这不仅克服了的模具体积较大等问题，而且透明的教学模具通过和专用的模拟机配合使用，可以在课堂上展示模具的运动，并能清晰地观察到模具的运动过程和塑料产品的制造过程。同时在模具的运动过程中，教师可以根据讲解速度的快慢来调节模具运动的快慢，以利于学生看清模具 内部结构运动情况和产品成型情况。由于本课程是多学科综合知识的运用，因此在教学资源配置过程中，将多媒体教室、CAD\CAM 实验室、模具成列室融为一体，从而基本做到教室即为车间，车间即为教室。
2 教学过程的实施
本课程的教学课时为 80 课时。在教学过程中，将学生以宿舍为单位进行划分，一般为 4 人一组，以寝室长为小组组长。学期一开始就将相关产品的模具设计任务书下发到每个小组，明确每个小组本学期学习的具体目标，然后通过任课老师指导小组内部进行分工协作，让每个同学在整个学期都带着目标和任务进行学习。
塑料模具设计内容主要包括三部分：塑件的工艺分析、成型设备选择和校核、塑料模具设计，其中塑料模具设计包括八个项目分别是：成型部分、浇注系统、导向机构、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统、排气系统、支撑零部件。因此在教学中将教学内容划分为 10 个模块进行项目式教学。笔者以“浇注系统”设计为例，构建“1+3”教学体系，具体教学方法和步骤如下：
（1）创设情境、明确问题
教师按照课程内容来创设学习情境，在一体化教室中采用项目式、任务驱动式教学模式。通过对若干种塑料制品（以饮水机支架为例）的结构进行观察和认知，引导学生从不同角度分析若干种饮水机支架产品结构之间的差异，同时通过分别提问和共同讨论的形式来深入了解学生对问题分析的合理程度。授课教师结合项目教学的教学目标，引导学生来分析引起产品外观差异的主要影响因素，从而引入“浇注系统”的概念，同时结合塑料模具实例提出“浇注系统”塑料模具设计中的重要作用，最后明确在本项目操作中的具体教学目标。构建“1+3”教学体系中的“1”____“浇注系统”的设计。
（2）团队协作、制定方案
教师通过对上述饮水机支架产品的分析，明确了“浇注系统”的设计是模具设计的重要组成部分。通过授课教师的指导，每个小组在组长的统筹下，充分利用周边的资源（例如：图书馆资源、网络资源、专业杂志……）来分析和完成在本组产品的浇注系统讨论、分析和设计。在此过程中授课教师要充分发挥和调动每个学生的积极性，组织学生展开课堂讨论，增强学生的创造能力、团队协作能力。最后在小组成员的共同论证的基础上，各小组为本组的产品设计出一个合理的“浇注系统”方案。在任课教师的指导下，结合其他相关专业知识撰写该设计方案在生产实际操作中的可行性论证报告。
（3）分组讨论、优化设计
授课教师组织各组学生按照一定的顺序通过多媒体设备来展示和解释本小组产品的“浇注系统”设计的类型、优缺点以及在设计过程中遇到的问题和分析、解决问题的方法和思路。同时鼓励全体同学对各小组的设计结果和设计的思维方式展开分析和讨论，取长补短。最后授课教师点评每组设计结果的优点和缺点，并指导学生对设计的结果进行优化设计，进而形成更加合理的设计方案。
（4）强化认知、构建知识体系
通过利用模具虚拟设计实验平台进行三维仿真设计与加工，同时结合相关教学模具展示模具浇注系统的存在真实形式，任课教师选择具有代表性的项目进行实例加工，组织学生对加工的结果进行比较、分析、讨论，强化学生对相关知识的理解和认识。最后授课教师对知识点进行全面的分析和总结，帮助学生构建和形成完整的知识体系。由此学生不仅能够充分地理解和掌握教学的主要内容，而且能够熟练准确地运用已掌握的知识去分析和实际解决实际问题。基本实现工学结合、学以致用的教学目标。
五 建立基于重能力、求创新的考核评价体系
本课程是高职模具设计与制造专业的核心课程。笔者认为传统的考核方式已不能引导学生全方面的发展。高职教育以培养高技能人才为根本任务，以适应社会需要为基本目标。为了能更好地考核出学生的专业技能水平，引导学生全面可持续发展，为此建立了新的考核模式。考核由“平时成绩（20分）+模具设计说明书（40 分）+模具实例（40 分）”组成。具体如下：
平时成绩。学生的平时成绩由讨论问题的表现和平时的学习态度来共同确定。
模具设计说明书。设计说明书包括两个方面：第一，合理的模具设计要能充分体现学生对产品分析、总体方案论证、设计理念以及特殊部位的处理技巧；第二，一副模具的设计过程应充分发挥团队协作意识、创新精神及信息化环境下对模具设计岗位和能力的思考。
模具实例。在二维设计的基础上，结合虚拟模具设计平台完成模具的三维实体设计，重点考察学科交叉知识的运用能力，以及模具结构的优化设计，进一步体现学生运用实际知识解决问题的能力和创新思维。
六 结束语
经过近几年的教学改革实践与探索，极大的提高了模具设计与制造专业教学效率、激发了学生的学习积极性，既培养了学生的动手能力、知识检索能力、交流沟通与表达能力，也培养了团队的协作精神，得到了用人单位给予的肯定和好评，特别是在当前金融危机的背景下，依然保持了良好的就业形势。在今后高高等职业教育人才培养过程中，我们将继续努力，完善和推进教学改革，为培养高素质、技能型人才贡献自己的力量。
【参考文献】
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