新工科背景下注塑成型工藝與模具設計工程教學研究〔〕:

摘要：針對新工科背景下人才培養的目的要求，結合當前教育教學形式與企業專業才能需求的偏向分析，探究工程教學在注塑成型工藝與模具設計中的理論途徑。首先以學生為中心，以新工科教育理念為指導，分析傳統教學形式存在的缺乏；然后運用工程教學法，改革教學思路，提出以"3C";為才能成果導向的新教學方法；最后比照分析傳統教學方式與工程教學方式，結果說明工程教學更符合新工科人才培養和企業技術人才需求。

關鍵詞：新工科；注塑成型工藝與模具設計；工程教學

本文引用格式：閆蓋,苑文婧,秦明英.新工科背景下注塑成型工藝與模具設計工程教學研究[J].教育現代化,2022,8(32):168-170,182.

ResearchonProjectTeachingofInjectionMoldingProcessandMolddesignundertheBackgroundofnewengineering

YAnGai,YUAnWenjing,QInMingying

〔CollegeofEngineering，ShanghaiPolytechnicUniversity,Shanghai〕

Abstract:Inviewoftheobjectiverequirementsofpersonneltrainingunderthebackgroundofnewengineering,binedwiththedeviationanalysisofthecurrenteducationandteachingmodeandtheprofessionalabilitydemandofenterprises,thispaperexploresthepracticalpathofprojectteachingininjectionmoldingprocessandmolddesign.Firstofall,takingthestudentsasthecenterandguidedbythenewengineeringeducationconcept,theshortingsofthetraditionalteachingmodeisanalyzed;Then,theprojectteachingmethodisusedtoreformtheteachingideas,andanewteachingmethodbasedon"3C";isproposed;Finally,thetraditionalteachingmethodandtheprojectteachingmethodareparedandanalyzed.Theresultsshowthatprojectteachingismoreinlinewiththeneedsofnewengineeringtalentstrainingandenterprisetechnicaltalents.

Keywords:newengineering;injectionmoldingtechnologyandmolddesign;projectteaching

一引言

科學技術是第一消費力，科技創新是進步社會消費力和國家綜合國力的戰略支撐，在此形勢下，國內制造業大力創新改革，人才需求戰略也相應發生改變，尤其在當下"互聯網+";、人工智能快速開展的時代，學科穿插背景、創新理論才能要求不斷增強[1-3]。為此，教育部先后發布了發布了?關于開展新工科研究與理論的通知?、?關于推進新工科研究與理論工程的通知?，積極探究領軍人才培養的新形式，助力教育強國建立，搶占科技開展的將來。在制造業中，模具是工業根底裝備，是衡量一個國家制造程度的重要標志，有著"工業之母";的美譽，目前模具設計制造過程中亟需掌握先進專業理論和加工技術的高技能人才[4-5]。因此，面對智能制造時代的到來，提升模具制造程度，促進模具工業開展，需要培養具有國際化視野、可以解決復雜工程才能的模具設計制造創新人才。?注塑成型工藝與模具設計?是材料成型及控制工程專業核心課程之一，也是模具類專業主干課程之一，通過課程的學習，使學生掌握注塑成型工藝根本理論知識、典型模具構造設計方法，以及具備獨立解決注射塑件缺陷分析才能。然而，在企業調研與學生座談中發現，學生的設計才能與培養目的有較大差距，學生在教學過程中的承受才能也相對較差，工作中創新才能缺乏，解決實際工程問題才能較弱，其中反響出的關鍵問題就是傳統教學方式與新工科教育的不匹配。因此，本文以上海第二工業大學材料成型及控制工程專業核心課程?注塑成型工藝與模具設計?為例，根據新工科教育理念，分析傳統教學方式缺乏，引入工程教學法，探究課程教學改革的理論途徑，提以"3C";〔puterAidedDesign，簡稱CAD、puterAidedEngineering，簡稱CAE、puterAidedManufacturing，簡稱，CAM〕才能成果導向的新教學方法，增強學活力械設計程度，提升學生解決實際工程問題的才能，為新工科課程教育教學改革提供新思路。

二傳統教學方式現狀分析

上海第二工業大學?注塑成型工藝與模具設計?課程需要材料科學根底、機械設計根底、機械原理、機械制造根底、成型機械等課程知識，課程包含內容多，且重難點多，從新工科教育要求來看，課程教學中主要有以下四個方面問題。

〔一〕以教為主的教學方式與新工科以生為主的學習方式不匹配

新工科教育理念強調以學生自主學習，而傳統的教學方式那么以教師為中心，"滿堂灌";的教學方式，學生的學習主動學習不強，課堂參與率較低，教學內容掌握程度較差，根本靠死記硬背吸收課程知識。導致學生在后續課程及進入企業工作中，課程知識根本要重新回爐，機械設計才能較差，工作上手較慢。因此，必需要改革這種學習方式的不匹配關系，進步學生的學習積極性，培養學生的終生學習才能。

〔二〕教學內容與智能制造技術開展不匹配

傳統教學內容根本以理論知識為主，且案例根本以早期設計的模具構造為主，且內容廣泛，對模具構造簡單羅列介紹，對于目前先進的設計制造技術涉及較少。然而近年來增材制造技術、機器人技術、人工智能等技術的快速開展，對于模具構造的設計也相應發生了改變，因此，傳統的教學內容降低了學生學習興趣，且一些內容已無工程應用價值，影響學生進步專業才能的熱情。針對如此不匹配的教學內容，必須與時俱進，更新教學內容，與企業開展同步，與科技創新同步。

〔三〕工程訓練與培養解決復雜工程問題才能要求不匹配

傳統教學過程中，以知識講解為主，對于工程訓練內容往往擔憂學生的平安問題，以教師操作、學生觀看為主，且在學生理論操作過程中，常常采用手把手教的方式進展，理論如何指導理論沒有深化剖析，導致學生對于所學內容一知半解，不知如何應用于工程實際，更難以創新構造設計，解決復雜工程問題。因此，急需改革工程訓練內容，開拓學生批判性思維，深化理解所學知識，實在進步動手理論才能。

〔四〕課程考核標準與產出導向的教育理念不匹配

課程考核仍采用理論考試為主，對于理論的考核根本不作為主要考核內容，一般以模具拆裝實驗報告為根據，且考核平時成績占比擬少，往往將理論局部內容并于平時成績之中，最終的理論考試起到決定性作用。這種重分數，輕過程的考核方式，對于這門工程應用性強的課程來說，無法實現讓學生理論與理論才能并重的目的，更與現代工程教育產出導向的理念不匹配。因此，必須改革現有教學評價體系，建立以教學過程考核、以才能提升和綜合知識應用考核的體系標準，促進學生理論和理論綜合應用才能提升，為解決復雜工程問題打下堅實根底。

傳統教學方式的缺乏，其中一個關鍵表現就是學生未成為學習的中心，而工程教學法是在教師引導下，學生通過資料搜集、方案設計、工程施行及工程效果評價，獨立完成課程下達的工程任務[6-9]。其突出的特點就是以學生為中心，以工程為驅動，以教師為指導，注重理論與理論的結合，實現對知識的深化理解和掌握。因此，為了適應新工科教育理念及現代技術開展要求，滿足企業才能需求，實現人才培養目的，針對傳統教學方式存在的缺乏，本文制定"3C";才能導向的教學培養形式，工程教學質量控制如圖1所示。

采用工程教學改革傳統教學方式，課程將根據新工科教育人才理念和企業才能需求制定培養目的，選擇教學工程，通過過程考核學生畢業才能，并在整個施行過程中持續改良，保證教學質量，保證學生工程應用才能的實現。

三基于工程教學法的"3C";才能培養途徑

〔一〕面向"3C";才能培養的工程選擇

根據智能制造技術開展以及企業對員工才能需求，課程制定了"3C";才能培養目的，夯實學生計算機輔助設計、工程、制造才能。因此，課程教學中工程來源于企業實際工程，本著產教交融理念，學習由易到難的原那么，對標教學知識點，將工程進展分類、設計，并根據企業技術變化，不斷更新教學工程。比方，在學習塑料成型技術根底章節內容時，可以將企業塑件消費中常用的塑料引入課堂，讓學生接收查找這些塑料組成、特性及其工藝性資料，課堂通過高分子材料構造與分類、塑料成型流變學引導學生深化掌握塑料成型技術。在塑料制品構造工藝性章節，可以將企業的產品引入課堂，首先要求學生對照產品消費的模具構造圖學習注射成型原理及工藝，并讓學生結合機械設計根底、機械制造根底等課程知識學習產品內外形狀、脫模斜度、加強肋等幾何形狀設計的原那么，螺紋、嵌件等設計要求，讓學生從企業實際產品中掌握工程設計理念；然后要求學生運用三維設計軟件，結合測繪知識，將企業產品〔典型構造件〕進展重塑，考核學生CAD才能程度。在注射模設計章節中，首先要求學生對照單分型面直澆口模具構造圖學習注射模的根本機構特征及工作原理，并要求學生對重塑的簡單產品，參照模具設計手冊完成單分型面直澆口模具構造設計。對于設計合理性，要求學生對自己設計的構造進展流動模擬、保壓分析、冷卻分析、翹曲分析，對設計進展優化，考核學生的CAE分析才能。在此學習根底上，增加工程難度，引入雙分型面點澆口模具構造設計、具有側向分型機構的注塑模構造設計，讓學生深化理解脫模機構的設計和抽芯構造的設計，并同單分型面直澆口模具學習過程一樣，對重塑的企業較復雜產品進展注射成型模具構造設計。在后續的模具制造工程學課程中將對在本課程中已設計的模具構造進展加工制造，重點考核學生的CAM才能程度，實現對企業工程施行的全周期把握，讓學生理解企業實際工作情況，有針對性地提升個人才能。

〔二〕面向"3C";才能培養的教學創新

面向"3C";才能培養的教學創新主要表達在三個方面：一是加強校企合作，工程教學過程中的所有產品均來源于企業，并在制定課程教學目的時與企業進展深化交流，針對企業需要的才能改革課程教學內容，并將企業的新設備、新技術、新工藝引入課堂，讓學生貼近產業、貼近就業的規劃學業。比方在注塑模冷卻系統教學中，引入企業運用的隨形水路冷卻設計，讓學生理解增材制造技術。二是教學形式的創新，課程的開展充分利用前期已學專業根底課程，并在課程完畢后進入理論和模具制造課程，學生分組獨立完成一整套模具構造設計、分析優化及制造消費，通過辯論匯報展現成果，完全實現解決復雜工程工程的才能，進入企業后將很快進入狀態，縮短實習試用時間。三是閉環的、與時俱進的教學質量控制方式，整個工程教學將是動態的，持續改良的，與人才才能需求相匹配的教學形式。

〔三〕面向"3C";才能培養的考評機制

與以閉卷考核分數為重的傳統教學考核方式不同，面向"3C";才能培養的考核方式將以過程考核為主，考核流程如圖2所示。

教學工程開始即進入考評環節，將對工程對應的知識點是否理解，CAD、CAE才能是否到達要求，以及設計的模具構造是否可以進展加工制造，能否通過加工中心制造出具備消費才能的試樣模具，掌握培養要求的CAM才能將是考核的重點。并在考核中參加學生自我展示，培養學生的溝通表達才能，為在企業中負責工程奠定才能根底。另外，考核過程中還將對接企業，嵌入滿意度分析，根據學生、教師、企業滿意度的評價對學生的綜合素質進展評定，并通過滿意度分析結果完善教學內容和教學形式。

四不同教學形式下效果比照分析

通過對不同教學形式下四屆學生〔傳統教學形式2屆，工程教學形式2屆〕進展調查分析，將最能反映教學成效的學生"3C";才能、企業滿意度指標平均值填入表1。

根據表1可以發現，工程教學形式在"3C";才能、企業滿意度上均好于傳統教學形式，說明教學方式的改革效果顯著。經分析，一方面是因為工程教學形式以學生為中心，工程式開展學習，對學生具有更大的促進作用，提升學習主動性；另一方面企業實例教學，全生命周期的設計制造，極大的提升了學生的實戰才能，進入企業適應性更強。因此，工程教學形式提升了學生的個人才能，實現了工程教育人才培養目的，更符合企業人才需求，為新工科背景下課程教學改革提供了思路。

五結語

本文基于新工科教育人才培養理念，結合企業對人才的需求，以"3C";才能為導向，闡述了以學生為中心的工程教學在注塑成型工藝與模具設計課程中的施行途徑和教學成效。工程教學形式顯著提升了學生的理論與理論才能，促進了學生對知識體系的掌握。課程工程貫穿前期和后期專業課程，進一