模具制造技術(shù)課程淺論

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摘要：針對“模具制造技術(shù)”課程教學(xué)中存在的問題，在實(shí)踐教學(xué)中引入虛擬仿真技術(shù)輔助教學(xué)，更新課程設(shè)計(jì)的教學(xué)手段。解析虛擬仿真技術(shù)在“模具制造技術(shù)”課程中的作用，探討基于虛擬仿真技術(shù)的“模具制造技術(shù)”課程設(shè)計(jì)改革。

關(guān)鍵詞：“TVP”教學(xué)模式；教學(xué)方法；教學(xué)資源

“模具制造技術(shù)”課程是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的核心專業(yè)必修課，是專業(yè)定位第一崗位的第一責(zé)任課程。該課程是典型的理論與實(shí)踐密切相關(guān)、貫穿工學(xué)結(jié)合理念、高度融合教學(xué)做一體化的課程；對于實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)舉足輕重。近2年，由于高校擴(kuò)招和疫情的原因，出現(xiàn)學(xué)生多而實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備少或者需要線上教學(xué)、線上進(jìn)行實(shí)踐操作教學(xué)；再加上高校實(shí)驗(yàn)室資源有限，因此常常出現(xiàn)“模具制造技術(shù)”課程的實(shí)踐操作環(huán)節(jié)無法滿足每個(gè)同學(xué)實(shí)操的需求，從而影響學(xué)生的崗位能力培養(yǎng)。“TVP”教學(xué)模式是理論（Theory）、虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtualreality）、實(shí)踐（Practice）相結(jié)合的教學(xué)方法。虛擬仿真技術(shù)和虛擬仿真系統(tǒng)的快速發(fā)展，使模具制造技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)思路展現(xiàn)出一條全新之路，讓該課程的教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)根本性的改變。虛擬注塑機(jī)仿真軟件是一款注塑機(jī)仿真軟件，能夠完成查看模具相關(guān)技術(shù)資料、模具識(shí)圖、模具材料、注塑件不良分析、選擇不同模具進(jìn)行注塑成型等實(shí)踐工作。通過操作虛擬仿真軟件就如同操作實(shí)驗(yàn)注塑機(jī)可以清楚觀察注塑成型過程，還可以對模溫控制、塑件注塑溫度的控制、注塑速度的設(shè)置、保壓時(shí)間的設(shè)置、合模位置的調(diào)節(jié)等操作，就如同真正操作注塑機(jī)一樣。

1“模具制造技術(shù)”課程實(shí)踐中的問題分析

傳統(tǒng)的“模具制造技術(shù)”課程教學(xué)過程中，由于學(xué)校教學(xué)資源有限，無法為每位學(xué)生提供加工設(shè)備，實(shí)踐操作環(huán)節(jié)一般是學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。主要有以下3點(diǎn)問題：①由于該課程的實(shí)踐教學(xué)考核是以加工實(shí)物為準(zhǔn)，如果要求每人制作完成實(shí)物作品，無法在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)完成實(shí)物作品。②實(shí)操環(huán)節(jié)分組進(jìn)行，指導(dǎo)老師需要多次講解實(shí)踐內(nèi)容和注意事項(xiàng)，會(huì)占用有限的教學(xué)時(shí)間。③學(xué)生操作設(shè)備較多，需要投入比理論教學(xué)更多指導(dǎo)老師來保證實(shí)操環(huán)節(jié)的安全進(jìn)行。因此，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在“模具制造技術(shù)”課程的實(shí)踐教學(xué)過程中“虛實(shí)結(jié)合、軟硬兼施”，能夠提高學(xué)生的崗位實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

2“TVP”教學(xué)模式在“模具制造技術(shù)”課程中的應(yīng)用

2.1“TVP”教學(xué)內(nèi)容

模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)旨在培養(yǎng)模具設(shè)計(jì)與制造的高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才。“模具制造技術(shù)”課程作為該專業(yè)的骨干課程，其實(shí)踐教學(xué)成果直接影響該專業(yè)畢業(yè)生的崗位綜合能力。我們結(jié)合專業(yè)的發(fā)展趨勢，制定理論、實(shí)踐和虛擬仿真實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容?，F(xiàn)在市面上的虛擬仿真軟件可以將多種模具采用虛擬現(xiàn)實(shí)的三維仿真技術(shù)展現(xiàn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對整套模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，還可實(shí)現(xiàn)開模和合模，并且對具體部件進(jìn)行安裝、拆卸、放大等展示。“TVP”教學(xué)幫助學(xué)生解決了從二維圖中去想象三維模型的難題，使學(xué)生能夠把理論和實(shí)踐虛實(shí)結(jié)合；把模具中隱藏的結(jié)構(gòu)通過動(dòng)畫生動(dòng)的呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生清晰的了解模具結(jié)構(gòu)和工作原理。

2.2“TVP”教學(xué)方法

相比較傳統(tǒng)的教學(xué)方法，“TVP”教學(xué)要求教師不僅要講授理論知識(shí)，幫助學(xué)生了解模具產(chǎn)品成型工藝原理及模具開合模操作流程，還通過“問題式”教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，將專業(yè)理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。采用理論知識(shí)講授→虛擬仿真操作→實(shí)踐報(bào)告（或作品）等多類型的教學(xué)方式，逐步加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解，提高實(shí)踐能力。

2.3“TVP”教學(xué)的考核方式

學(xué)生成績由理論課程考勤(10%)、理論課程考試（40%）、仿真操作及在線考核(40%)、實(shí)踐報(bào)告(10%)4個(gè)部分組成。理論課程主要由教師講授基礎(chǔ)知識(shí)、工藝原理及技術(shù)要點(diǎn)。仿真操作考核涉及學(xué)生的安全操作規(guī)范以及參數(shù)設(shè)置的合理性。通過全面考核，摒棄了以往以考試作為主要考核指標(biāo)的方式，主要考核學(xué)生實(shí)操能力。

3效果評(píng)價(jià)

“模具制造技術(shù)”課程深入開展了注塑成型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐改革，解決了學(xué)生對塑件注塑成形制造全流程工藝難理解的難題以及設(shè)備成本高和模具內(nèi)材料變形不可觀察的問題，并且可以進(jìn)行注塑參數(shù)和工藝規(guī)劃的反復(fù)優(yōu)化，為學(xué)生創(chuàng)新和優(yōu)化工藝參數(shù)提供了切實(shí)有力的工具。

4結(jié)束語

模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的骨干課程是“模具制造技術(shù)”課程。如果將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于模具制造技術(shù)課程教學(xué)中，是對傳統(tǒng)教學(xué)方式的有機(jī)補(bǔ)充。尤其是在新冠疫情期間開展線上與線下混合式教學(xué)，以理論認(rèn)知為基礎(chǔ)，虛擬仿真技術(shù)為手段，真正實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，提升學(xué)生對模具結(jié)構(gòu)和工作原理的認(rèn)知能力、制造能力，由此實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)社會(huì)需要的模具專業(yè)高技能人才。

參考文獻(xiàn)

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作者:楊鋒 侯巧紅 蘇玉珍 孔勝午 單位:河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院