基于工作过程的“塑料模具设计与加工”项目课程开发

第１２卷第２期　２０１３年６月　南通航运职业技术学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　０Ｆ　ＮＡＮＴＯＮＧ　Ｖ０ＣＡＴ１０ＮＡＬ＆ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　ＳＨＩＰＰＩＮＧ　ＣＯＬＬＥＧＥ　Ｖｏ１．１２　Ｎｏ．２　Ｊｕｎ．２０１３　ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１６７１—＿９８９１．２０１３．０２．０２９　基于工作过程的“塑料模具设计与加工”项目课程开发　曹将栋　，陈艳　（１．南通航运职业技术学院机电系，江苏南通２２６０１０；２．南通航运职业技术学院管理信息系，江苏南通２２６０１０）　摘要：文章采用工作过程系统化的理论对“塑料模具设计与加工”课程进了改革．其过程主要包括典型工作任务分　析、行动领域能力归纳、知识领域分析、课程情境设计等四个部分，并在教学中进行了实践。这种教学模式在实践中取得了　良好的教学效果，为高职机械类课程改革提供了借鉴。　关键词：高职；工作过程；模具；教学改革；课程开发　中图分类号：ＴＧ２４１．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—９８９１（２０１３）０２—０１０６—０５　０　引言　随着科技的飞速发展及市场对人才需求的变化，高职院校的人才培养要求也越来越高。而高职院校人　才培养的成败在很大程度上取决于教学效果的好坏。因此，目前许多院校致力于教学改革的研究，采用新的　教学内容、教学方法、教学手段，以培养出合格的高技能、应用型人才，并让他们具备可持续发展的能力。我　国教育部职业技术教育中心研究所姜大源教授，在吸收德国“工作过程导向”课程成功经验的基础上，结合　中国职业教育的实际情况，提出了职业教育工作过程系统化课程开发理论。近年来工作过程系统化的理论　受到广泛的关注，已经应用到各个领域的教学中，并取得了良好的效果。ｆ１＿笔者根据多年的教学实践，结合职　业教育工作过程系统化理论，以高职“塑料模具设计与加工”课程为改革对象，进行课程开发，以期为高职院　校开展课程改革，提升教学效果提供借鉴。　１　工作过程系统化理论　所谓工作过程，是指个体为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序。『２１工作过　程系统化课程开发必须是在有序性、整体性和生成性的原则下，从实际工作的需要和高职教育需要这两个　维度上予以整体设计，必须遵循职业成长和认知学习的规律，从简单到复杂的学习过程中，使知识、技能和　价值观的学习实现融合，集成于一体，而不是分离。［３１　应用工作过程系统化的理论对相关课程进行开发，其流程如图１所示。首先需要对相关工作过程进行　分析，该分析过程主要包含两部分：工作任务分析和行动领域归纳。工作任务分析主要是根据专业相应的工　工作过程分析　教学过程分析　图１　工作过程系统课程开发流程　收稿日期：２０１３—０３—１８　基金项目：江苏省青蓝工程资助项目；江苏省教育科学研究院项目“基于工作过程的《塑料模具设计与加工》项目课程开发”。　作者简介：曹将栋（１９７９一），男，江苏南通人，南通航运职业技术学院机电系讲师，硕士。　第２期　曹将栋，陈艳：基于工作过程的“塑料模具设计与加工”项目课程开发　１０７　行动领域作岗位和岗位群进行典型工作任务分析；行动领域归纳是根据能力的复杂程度整合典型工作任务形成综合　领域能力。　其次需要进行教学过程分析，根据工作过程分析结果进行学习领域转换和学习情境设计。学习　领域转换就是根据职业成长和认识规律，将行动领域转换为课程，构成新的课程体系。学习情境设计是根据　职业特征，以完整的思维方式，分解学习领域，设计学习单元。　２工作过程分析　塑料具有质轻、比强度高、化学稳定性好、易于成型等显著特点，应用越来越广泛。随着科技的飞速发　展，人们对产品的外观和功能的要求不断提高，塑料产品的设计和制造也Ｅｔ趋复杂。因此对塑料模具专业方　面的人才的要求也在不断的提高。在这种形势下，学生需要学习先进设计制造技术。数字化设计与制造是先　进设计制造技术的核心技术，它已经引发了一场深刻的技术革命，开创一种全新的设计制造模式，并将推动　制造技术由经验制造向科学制造和可预测制造的转变。模具专业的教学应该顺应当前的形势，培养学生具　有先进设计制造技术的专业型、应用型人才。　２．１　塑料模具工作任务分析　塑料模具一般生产过程包括产品设计、模具设计、模具加工、模具试模等四个阶段，具体如图２所示。其　中，产品设计是将概念设计转换成数字模型，或在已有的产品的基础上进行改型设计。产品数字化模型设计　鏊　典　Ｉ　ｌ—　Ｉ型　　ｌ一　工　．Ｉ厂＿Ｌ　茎　三砸　垂三　］　产　Ｅ毫三妻：耋三垂三亘　产　维　作　任　模　型　设　计　＿＿＝—＝［　务　品　逆　向　设　计　产　品　成　型　模　具　方　案　设　计　分　析　模　结　具　构　分　详　型　细　设　设　计　计　加　工　工　艺　设　计　数　控　自　动　编　程　零　件　数　控　模　具　试　品　加　工　加　工　模　＝　Ｊ　广一ｒ一一一．１一一一＿１■一一一一ｒ一一一一ｒ一一一一Ｔ－一一一ｒ－一一一一　一一一一■亡－一一一工一一一一一＿１一一一一Ｉ【■一１　二　三　点　维　软　件　绘　图　维　软　—　石　出　成　出　兀　件　绘　图　数　据　处　理　型　性　报　ｄ：　口　总　体　设　计　报　＝　成　成　制　定　零　型　芯　型　腔　设　计　各　系　统　设　计　编　写　加　工　各　零　试　产　件　加　工　工　程　口　艺　序　件　数　控　加　工　模　产　口　日日　品　注　塑　成　型　１　检　验　…基　软　件　萱　模　具　设　计　宇　≤　蚕　块　箨　与　结　｛霎　机　塑　械　料　制　成　造　型　工　工　数　控　自　动　编　程　数　控　铣　、　产　品　公　艺　艺　奎　差　与　检　图２工作任务分析、行动领域能力和课程体系　１０８　南通航运职业技术学院学报　出来之后，通过模具专业软件进行模具结构设计，并生成各零件的加工图纸。根据设计的图纸，把模具中的　相关零件进行数控加工，最后把加工好的模具放到注塑机上试模，试模成功即可投入生产。整个塑料模具生　产过程有其明确的流程和要求，不可随意修改，学生只有了解了这些内容，才会深入地理会和掌握所学内　容，也才能在此基础上融会贯通。　在塑料模具生产中与其密切相关的岗位有产品设计师、模具分析师、模具设计师、数控编程师、试模工　程师等，他们分工明确，职责清晰。产品设计师的主要任务是对概念产品进行二维设计和三维设计，对已有　产品的改型进行逆向设计或三维设计；模具分析师主要是运用模流分析软件对塑料的成型性进行分析，对　模具结构设计起到很重要的指导作用；模具设计师是运用相应的三维设计软件，根据模流分析的报告进行　个系统结构的详细设计；数控编程师主要是运用软件对数字模型进行数控编程，并把生成的程序传输到数　控机床上进行加工；试模工程师是进行产品的试生产，检验其是否满足要求，若存在缺陷应提交设计部门进　行修改。　２．２行动领域能力　针对相应工作岗位的主要任务，可以归纳出其行动领域需要具备的能力，如图２所示。产品设计师需要　能够熟练运用二维设计软件、三维设计软件和点云处理软件；模具分析师要能够熟练运用模流分型软件，并　根据分析结果提供一个最优的设计方案；模具设计师需要能够熟练运用三维软件中的模具设计模块，进行　各系统结构的快速、准确、详细的设计，并制定各零件的加工工艺和塑料成型工艺；数控编程师应具备编写　加工程序的能力，并能够加工出各零件的实物，满足精度要求；试模工程师应具备产品检验的能力，辨认产　品的缺陷，同时要有熟练操作注塑机的能力。　３教学过程设计　３．１课程体系　根据以上的分析结果，模具设计与加工课程的实施教学前需要进行前期准备课程的教学，其又分为基　础课程、工具课程、专业课程，具体的课程设置如图３所示。　基础课程　工具课程　专业课程　机械制图　ＡｕｔｏＣＡＤ　产品公差与测量　机械零件设计　ＵＧＮＸ７．５　数控自动编程　机械制造工艺　Ｉｍａｇｅｗａｒｅ　１　２．０　塑料成型工艺学　ＭＯｌｄＦｌｏｗ　２０１０　数控铣、车　１ｒ　＋　塑料模具设计与加工　Ｉ　图３课程体系设置　３．２学习情境设计　（１）学习情境设计模式。同一学习领域需要３个或３个以上的课程单元，来实现情境学习，如图４所示。　各个学习情境之间的设计是有一定逻辑关系的。学习情境之间的关系可以是平行、递进和包容。平行是指情　境之间的难度相近，递进是指情境之间难度递增，包容则指后续情境包括前导情境的内容，在本研究中情境　之间的关系是递进关系。在情境的学习中，注意个体思维过程的完整性，即资讯、决策、计划、实施、检查和评　价。采用这种模式，学生一旦就业后所面对的工作，即使超出其学习过的范畴，也能够依据完整的思维从容　应对，指导新行动。胜任新工作。　（２）塑料模具设计与加工课程隋境设计。根据塑料模具设计与加工知识领域的完堑眭，将模具按照其典　型结构的形式分为两板模结构、三板模结构、侧抽芯模具结构等，具体如图５所示。根据模具设计的过程，该　领域知识单元主要包括：产品数字模型设计、模具成型分析、分模设计、浇注系统编程设计、冷却系统设计顶　第２期　曹将栋，陈艳：基于工作过程的“塑料模具设计与加工”项目课程开发　１０９　出机构设计、出零件图和装配图、典型零件数控自动等内容。因为模具的过程具有同一ｌ生，所以其它知识领　域也是如此设置的。以模具成型单元为例，该单元分为六个阶段：任务分析、成型基础知识、分析模型建模、　成型分析、缺陷检查和成型分析报告，具体如图５所示。各学习情境之间的关系是递进的，具备了个体思维　过程的完整性。［７－９１　三级　图４工作过程系统化课程结构设计　塑　—＿－．　两板模模具设计　产品数字模型设计　料　三级　◆　三板模模具设计　模具成型分析　模　分模设计　任务分析　成型基础知识　浇注系统设计　具　设　侧抽芯模具设计　分析模型建模　冷却系统设计　计　—◆　弧抽芯模具设计　＿＿　塑料产品成型分析　产品成型缺陷检查　与　—顶出机构设计　＇　侧抽芯模具设计　加　工　斜顶结构模具设计　出零件图、装配图　典型零件数控编程　产品成型分析报告　图５塑料模具设计与加工课程情境设计　４结束语　“模具设计与加工”是机械设计与制造的专业核心课程，这里采用工作过程系统化的理论对该课程进了　改革。改革过程包括：典型工作任务分析、行动领域能力归纳、知识领域分析、课程情境设计四个部分。这种　方法强调课程内容以过程性知识（“怎样做”和“怎样做更好”）为主，以陈述性知识（“是什么”和“为什么”）为　１１０　南通航运职业技术学院学报　２０１３正　辅，这与传统的教育模式相比，涉及面更广，教学效果更好，对提高学生的技能更有促进作用。相信，随着大　家对“模具设计与加工”课程改革认识的不断深入，对工作过程系统理论内涵的不断理解，“模具设计与加　工”课程必将在培养机电专业学生专业技能方面发挥越来越重要的作用。　参考文献：　【１】姜大源．中国职业教育改革与发展的认识基础与课程体系创新［Ｊ］．中国职业技术教育，２００９（５）：１３—１５．　【２】姜大源．论高职教育工作过程系统化课程开发【Ｊ】．徐州建筑职业技术学院学报，２０１０（３）：１—６．　【３】姜大源．论高等职业教育课程的系统化设计一关于工作过程系统化课程开发的解读【Ｊ】．中国高教研究，２００９（４）：６６—７０．　『４】姜大源．工作过程导向的高职课程开发探索与实践一国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编［Ｍ］．北京：高等教育出版社，　２００８．　【５】唐秀兰．基于工作过程的模具设计与制造专业实践教学体系构建与实施［Ｊ］．职业技术教育，２０１０（１１）：６１—６３．　【６】周玉蓉，徐益，赵平．基于工作过程的模具设计与制造专业课程体系构建与实施［Ｊ］．教育与职业，２０１０（５）：１３４—１３６．　［７】金捷．基于工作过程的模具设计与制造专业课程体系的构建ｆＪ１．沙洲职业工学院学报，２００９（６）：４６—４８．　［８】卞平，刘建潮，赵寒，危淼．塑料模具设计学习领域课程教学改革探讨【Ｊ】．十堰职业技术学院学报，２０１０（３）：９３—９５．　【９】于云程，陈剑鹤．基于工作过程的“冲压模具设计与制造”课程教学设计［Ｊ】．常州信息职业技术学院学报，２００９（６）：２５—２７．　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｃｏｕｒｓｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｏｆＰｌａｓｔｉｃ　Ｍｏｕｌｄ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ＣＡＯ　Ｊｉａｎｇ－ｄｏｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｙａｎ　（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｓｈｉｐｐｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６０１０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｓｈｉｐｐｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６０１０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ　ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｗｏｒｋ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｕｒｓｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｐｌａｓｔｉｃ　Ｍｏｕｌｄ，ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｉｎｖｏｌｖｅｓ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｔａｓｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｃｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ｃａ－　ｐａｃｉｔｙ　ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｄｏｍａｉｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｉｓ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｄｅｓｉｒｅｄ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｇｒｅａｔ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅ　ｆｏｒ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｃｏｕｒｓｅ　ｒｅｆｏｒｍ　ｉｎ　ｖｏｃａ－　ｔｉｏｎａｌ　ｃｏｌｌｅｇｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ｃｏｌｌｅｇｅｓ；Ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ；Ｍｏｕｌｄ；Ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍ；Ｃｏｕｒｓｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ