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模具设计与制造实践研究

摘要:按照“卓越工程师教育培养计划”的要求,工程教育改革的重点要放在加强工程实践教学和技能训练、培养创新思维和创业能力上。因此,天津大学仁爱学院组建了”模具设计与制造实践产学基地”。该基地以教学改革为根本目的,为优化人才培养模式,建设实践教学设施,建设“双师型”师资队伍提供广阔平台。学院在该基地的基础之上不断完善模具设计与制造方向的实践教学体系,促进应用型、创新型工程技术人才的培养。

关键词:工程教育;实践教学;产学基地;模具

随着我国“卓越工程师教育培养计划”的推进,我国的工程教育也发生了巨大的变化,从强调理论学习到重点培养实践能力和技能训练、培养创新思维和创业能力,工程教育的教学模式发生了很大的变化[1]。建设适应工程实践教学需要的新型校内基地的重要性和紧迫性已愈益为众多的高等工程院校所认识[2]。为此,天津大学仁爱学院组建了“模具设计与制造实践产学基地”。该基地的建设以教学改革为根本目的,让师生参与到企业的横向项目中,不断提升科研水平和工程实践能力;并将工程实践总结为工程案例进行教学改革,使教学贴近工程,缩短学生从“校门”到“厂门”的时间,提升学生的就业竞争力。

1基于CDIO模式的人才培养模式的构建

1.1优化人才培养方案。天津大学仁爱学院随着高等教育的改革,提出了“加强基础,拓宽口径,重视实践,培养能力”的办学原则。针对社会对应用型人才的需求和我院模具设计与制造方向的实际情况,学院将机械专业模具设计与制造方向的人才培养定位为:培养掌握较强机械基础知识,具有模具结构设计、模具制造工艺和模具使用方面的知识和能力的高级应用型人才。为培养出专业素质高、实践能力强的毕业生,我院制定了具有独立学院自身特色的机械类应用型模具人才的培养计划与教学实验室建设方案,制定了将CAD/CAM技术引入到教学中,突出应用性、适应性,强化实践能力训练,提高学生对知识的运用能力和不断获得新知识的能力,全面提高人才培养质量。1.2建设以案例驱动、任务导向的课程体系。基于CDIO工程教育模式,在课程教育中让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[3]。“模具方向实践产学基地”建设之后教师与学生可参与到企业项目中,与企业工程师一起完成项目的研发。通过参与模具的开发锻炼师资队伍,通过教师不断接触工程实践提升自身的工程实践能力。教师还可从项目中遴选工程案例服务于教学,将工程案例以知识相关性为基础拆分成若干个部分,形成若干个子案例,应用于不同课程的教学过程中。在课程教学中调动学生学习积极性,以自主、交互式学习方式进行专业知识的学习。在教学中让学生结组、将教学案例以任务形式布置给学生,学生自主进行查阅资料、讨论后得出结论。不同小组将题目整合后得到课程相应知识点,加强学生对知识点的理解和运用。不同的课程都按照此方法进行案例教学,学生对于同一工程案例涉及的知识点则理解更为深刻,在课程设计或毕业设计环节中可以熟练运用相关知识进行设计,提升工程实践能力。1.3优化学生学习成果评价、注重能力培养、质量评价。对于理论课程,主要采用“工学结合”“实例分析”“任务导向”的教学理念,将专业岗位技能知识融入到教学的重点内容中。使理论教学与实践紧密结合,提升学生的学习兴趣。有些课程的考核方式设置为开卷。旨在培养学生的分析问题、解决问题、创新实践的能力[1]。对于实践教学环节,设计“以案例驱动、任务导向”的课程体系,重点培养学生的动手实践能力,缩短学生从“校门”到“厂门”的时间。因此,这些课程鼓励学生考取政府认定的职业资格证书,学生考到一定的分数便认为通过该门考试。实践教学是对学生实践能力培养的重要环节,将实践教学与国家认证职业资格考试相挂钩,是对学生实践能力的认可及评定,也是我院对应用型人才培养的重要手段。学生既掌握了理论知识,又掌握了职业基本技能,熟悉行业的运作及管理模式,并且有分析问题解决问题的能力,对于将来的就业有极大的竞争力[4]。1.4强化工程实践能力、创新创业能力。通过理论教学和实践教学的有机交叉、融合,显著提高学生的理论水平和实践能力。我系模具设计与制造方向的实践课程有冲压模具课程设计、塑料模具课程设计、机械CAD软件应用实训、计算机辅助模具设计实训、毕业设计等等。这些实践课程中有些题目是来自工厂的真实题目,在完成实践题目的过程中,学生需要从具体的工程问题出发,分析解决这一问题所需要的理论知识,培养工程分析能力。通过在实践操作中不断翻阅相关资料提高了学生理论知识的掌握程度,通过理论联系实际,能够切实提高学生的工程应用能力、创新创业能力。

2实践基地的建设

我系通过对现有实验室设备进行了增补和功能完善,成立了“模具设计与制造实践产学基地”,并与两家制造企业建立了深度合作关系。2.1模具设计与制造校内平台建设。我系在深入调研模具行业特别是合作企业的基础上,发现了自身在实验室资源上的短板,对实验室的设备进行了增补,并对功能进行了完善。整合新建和现有实验室资源,将校内资源划分为三部分:模具数字化设计平台、数字化制造平台、模具小型资料库。这三部分资源资源共享,分工明确,互为补充,形成了产、学、研一体化的实践产学基地。模具数字化设计平台建设的任务是依托校内“机械产品参数化建模与工程分析实验室”,根据中小型模具企业在模具设计、工程分析等方面的需求,将企业的真实产品引入实验室,企业工程师与教师、学生共同完成产品的模具设计、模具参数化建模、工程分析。数字化制造平台包括“CAD/CAM计算中心”“数控制造实训中心”“模具实验室”。该平台建设的任务是解决企业产品的模具设计、零部件加工制造、装配试制的需求。同时,该平台给学生提供了模具的拆装和测绘实验,使学生对模具结构更为熟悉;为学生提供了加工制造模具主要零部件的场所,提高学生的动手操作能力;为学生提供了对工件进行参数化模具设计的机会,提高学生的模具设计能力。购买有关冲压模具设计、塑料模具设计、模具制造工艺等方面的书籍资料,成立模具数字化建模与制造实践产学基地小型资料库。2.2基于机械工程系模具应用型人才培养的校企合作。课题组通过调研,与两家制造企业确立了深度合作关系。与两家企业的合作涉及塑料模具的设计、制造和样件生产过程。通过这些环节,使承担任务的教师和学生能获得较全面和具体的工程锻炼,提高了师生的工程分析、模具设计、实践操作能力;同时,这些环节为相关课程的教学提供了丰富和宝贵的工程案例资源。

3师资队伍建设

在师资队伍建设方面,实践基地通过整合校、内外资源,为教师提供了更为广阔的提升空间:一方面参与到企业横向课题中增强科研和工程能力;另一方面进入合作企业见习,完成企业相关产品的设计制造任务,提高知识的运用能力和实际操作水平。同时,教师们紧密围绕基地建设的成果开展教学内容的优化与创新,从实践基地汲取营养来提升自身的工程能力和教学水平。同时,鼓励青年教师考取职业资格证书,成为理论和实践课程均能胜任的“双师型”教师,助力应用型人才的培养。实践基地还聘请了企业专家作为实践基地的导师,提升团队解决工程问题的能力[5]。

4结语

综上所述,“模具设计与制造实践产学基地”的建设在改革实践教学模式,建设实践教学设施,建设科研水平、工程能力及教学水平过硬的“双师型”师资队伍,提升学生的工程分析、工程实践能力方面做了一定工作,取得了良好的效果,为今后继续加强”模具设计与制造实践产学基地”的建设机制及改革实践教学模式奠定基础。

参考文献:

[1]徐新成,建军,春锋,等.卓越工程师教育培养计划”工程训练教学改革[J].实验室研究与探索,2014,33(5):223-226.

[2]费从荣.创新与工程实践教学基地建设[J].西南交通大学学报(社会科学版),2000,1(2):95-98.

[3]徐丽娟,张春福,孙晓娟,等.基于CDIO模式的工程图学融合式教学模式研究[J].价值工程,2014,(3):267-268.

[3]代显华,李荣钢,葛一楠.校企共建工程实践教育中心的探索与实践[J].实验室研究与探索,2013,32(4):110-113.

[4]张静,李成.通信工程类“大学生校外实践教育基地”建设模式、机制研究与实践[J].科教导刊,2014(12):29-30,65.

作者:古丽 马超 陈晔 单位:天津大学仁爱学院

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