◆周躍華
(大連市輕工業(yè)學(xué)校)
當(dāng)今世界,知識已成為提高綜合國力和國際競爭力的決定性因素,各國都將教育作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略性舉措。大力發(fā)展職業(yè)教育,培養(yǎng)多層次、多樣化的技能型人才,造就數(shù)以千萬計的高技能人才和數(shù)以億計的高素質(zhì)勞動者,這是《國家教育事業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》中對職業(yè)教育提出的明確目標(biāo)。為完成這一關(guān)乎國家可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo),作為職業(yè)學(xué)校的專業(yè)教師深感任重而道遠,于是在模具設(shè)計與制造專業(yè)《冷沖壓模具設(shè)計》專業(yè)課的教授中,改變了傳統(tǒng)的教育教學(xué)手段,嘗試了新的教學(xué)模式,對于教材的內(nèi)容進行了大膽的改革,教學(xué)手段實施了創(chuàng)新。
《冷沖壓模具設(shè)計》課程是模具設(shè)計與制造專業(yè)重要的專業(yè)課之一。教學(xué)大綱對本學(xué)科的教學(xué)要求是:分析沖裁、彎曲、引伸、成形、冷擠壓等基本工藝的特征,確定其主要工藝參數(shù),和相應(yīng)模具的結(jié)構(gòu)、尺寸與公差,其次是介紹金屬塑性變形的基本概念,冷沖壓件工藝規(guī)程的編制,以及冷沖壓設(shè)備、冷沖壓新工藝、冷沖壓加工自動化、模具安全裝置、模具新技術(shù)、模具材料和模具壽命等與模具設(shè)計有關(guān)的基本知識。通過本課程的教學(xué),應(yīng)使學(xué)生能擬定冷沖壓零件的工藝規(guī)程,能熟練地設(shè)計冷沖壓單一工序的模具,具有設(shè)計中等復(fù)雜程度的復(fù)合模、級進模(跳步模、連續(xù)模)和自動模的能力。本課程若采用傳統(tǒng)的講授方法,很難適應(yīng)新形式下,對新型人才的要求。為此,我們對本課程學(xué)科內(nèi)容的側(cè)重面進行改革,對理論知識的講授精講或少講,加強實踐環(huán)節(jié)和動手能力的培養(yǎng)。本學(xué)科內(nèi)容包含三個方面:一是沖壓板料的塑性變形原理及各種沖壓加工工藝及特點,二是沖壓加工設(shè)備類型、其結(jié)構(gòu)組成及工作原理,三是各種沖壓加工模具的結(jié)構(gòu)、特點及工作原理。經(jīng)考慮認為,本課程的講授要從分析各種沖壓工藝變形原理入手,闡述為完成各種沖壓工藝所設(shè)計的沖壓模具的工作原理、零部件組成及結(jié)構(gòu)特點,綜合完成一至兩付簡單沖壓模具的設(shè)計及加工,最后通過設(shè)計及加工的簡單沖壓模具,安裝在沖壓設(shè)備(壓力機)上對板料進行試沖,加工出沖壓制件,完成本學(xué)科的教學(xué)任務(wù),達到學(xué)生完全掌握本課程內(nèi)容,實現(xiàn)從設(shè)計計算到生產(chǎn)加工——即教學(xué)和生產(chǎn)順利轉(zhuǎn)變的過程,達到理論學(xué)習(xí)到實踐動手能力完整統(tǒng)一的目的。以這一設(shè)想為出發(fā)點,教材內(nèi)容的改革、教學(xué)方法及手段的創(chuàng)新是在必行。
根據(jù)教材內(nèi)容,本課程在教學(xué)過程中,要始終圍繞培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力這一中心,夯實學(xué)生沖壓制件毛坯尺寸設(shè)計和模具各零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個基礎(chǔ)知識,搞好簡單沖壓模具設(shè)計及主要零件加工這一綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié),貫徹執(zhí)行理論講授、現(xiàn)場教學(xué)、動畫演示、拆裝實驗、加工制作、“五位一體”的教學(xué)模式。
培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計沖壓模具的能力是本課程的教學(xué)中心。設(shè)計過程是學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié),也是創(chuàng)新的過程,是建立在對模具各零件的作用、特點、應(yīng)用場合充分了解的情況下,進行選用、計算、校核、組合的過程。講授時,如果沒有一條清晰的主線,極容易使學(xué)生聽得如墜迷霧,沒有頭緒,造成理解上的混亂。所以在講授該課程時,要緊緊圍繞培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力這條主線,不管是什么類型的零件,都遵循著相同的基本設(shè)計程序,即按沖壓制件的形狀、精度、生產(chǎn)批量等選擇模具的類型,按工況選擇模具各主要零件的類型,按應(yīng)用場合設(shè)計模具零件的結(jié)構(gòu),在對主要零件進行受力分析的基礎(chǔ)上,選擇材料、確定熱處理規(guī)范、分析零件失效的形式、計算校核關(guān)鍵尺寸,然后確定各零件主要部位的結(jié)構(gòu)形狀,直到確定各模具零件的結(jié)構(gòu)尺寸。教師按這條主線講授,學(xué)生學(xué)習(xí)起來就會感到脈絡(luò)清晰,條理明確,不自覺當(dāng)中理出一條鮮明的設(shè)計思路,掌握本課程的學(xué)習(xí)精髓。
本課程有兩大基礎(chǔ)知識需要夯實,其中一個基礎(chǔ)知識,是沖壓制件的毛坯料尺寸設(shè)計計算的基礎(chǔ)知識,其核心是針對模具所要加工的沖壓制件,計算出沖壓制件成形前毛坯的形狀和尺寸。如沖裁制件沖裁前條料的長、寬、厚度尺寸,又如彎曲制件或引伸制件的毛坯展開形狀及尺寸確定等;另一個基礎(chǔ)知識,是模具各零部件的形狀類型和結(jié)構(gòu)尺寸的選用、設(shè)計、校核直至確定,如凸模、凹?;蛲拱寄5娜锌诔叽缬嬎?、固定部分的結(jié)構(gòu)選用及尺寸核算等。學(xué)生在學(xué)習(xí)時,往往只單純注意模具結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計,而忽略(或拋開)對沖壓制件的各種必要計算,把兩個基礎(chǔ)知識割裂開。事實上,模具各零部件的設(shè)計,要建立在對沖壓制件加工工藝及精度要求必要的計算和掌握的基礎(chǔ)上,教師在講授時對這部分知識要講透,再逐步延伸到所采用模具的設(shè)計制造知識上,即不能讓學(xué)生感到兩個基礎(chǔ)知識互無聯(lián)系,又不能讓他們感到課程在沖壓制件和模具零件間頻繁跳換,而造成思路混亂。
本課程是專業(yè)課,是學(xué)生將知識轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)服務(wù)的過渡橋梁,多門課程知識交匯于該課程上。故講完本課程后,應(yīng)對學(xué)生進行一次綜合性訓(xùn)練,這個環(huán)節(jié)就是課程設(shè)計。通過課程設(shè)計可以使學(xué)生將冷沖壓模具設(shè)計知識和相關(guān)課程的基礎(chǔ)知識融匯在一起,利用手冊、查閱資料、使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,自行設(shè)計簡單模具。教師將課程設(shè)計分為幾個階段,每個階段開始前有講座、期間有指導(dǎo)、期后有檢查和提問,指導(dǎo)學(xué)生按步驟逐步完成設(shè)計任務(wù):進行計算、畫草圖、裝配圖、零件圖,編寫設(shè)計說明書,最后完成答辨。這個過程還是圍繞培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力這個中心展開的,也是為將來學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計以及參加工作后的實際設(shè)計進行的演練。通過編寫說明書鍛煉學(xué)生的設(shè)計計算能力,通過繪制裝配圖和零件圖鍛煉學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力,并且要把鍛煉學(xué)生的這兩種能力有機的結(jié)合起來,用以提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力。所以課程設(shè)計是繼本課程書本知識掌握之后對學(xué)生設(shè)計能力的再提高。我們在指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計中,應(yīng)做到單題單做、手繪和機繪結(jié)合、教師指導(dǎo)和學(xué)生自行設(shè)計結(jié)合、參考資料與創(chuàng)新設(shè)計結(jié)合,這樣才能達到設(shè)計的目的。
為提高教學(xué)質(zhì)量,教師應(yīng)走出“一塊黑板一支粉筆”式的單一課堂講課和圈子,執(zhí)行“五位一體”的施教模式。
(1)理論授課。這是本課程的基本講授方式。由教師利用合適的教學(xué)方法(如比較法、歸納法、空白藝術(shù)等)在課堂上講授本課程的基本概念、重點、難點。教師在講課中要突出重點、抓住關(guān)鍵、解決難點,不可主次不分,平鋪直敘,也不可避重就輕,首末倒置。所謂重點就是各章節(jié)的核心內(nèi)容,在組織教學(xué)時,要弄清各部分的重點章節(jié)和核心內(nèi)容,并要將其講清講透。解決難點的方法是抓住問題的關(guān)鍵,由表及里、從淺到深,層層深入,最后引出結(jié)論。
(2)現(xiàn)場教學(xué)。由于沒有生產(chǎn)實際經(jīng)驗,學(xué)生對課程中所涉及的原理、各種機構(gòu)和零件缺乏感性認識。若在理論授課的同時,安排必要的現(xiàn)場教學(xué),則會起到事半功倍的效果。比如讓學(xué)生到企業(yè)現(xiàn)場觀察各種沖壓設(shè)備—壓力機,可以用很少的學(xué)時讓學(xué)生了解壓力機的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理,壓力機的工作實質(zhì)就是采用曲柄連桿滑塊機構(gòu),將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)直線運動,而為了使滑塊獲得向下較大的瞬時沖壓力,在曲軸上安裝了很大的飛輪等等;再比如,企業(yè)現(xiàn)場有各種沖壓加工的模具,由于模具安裝在壓力機上,而獲得動力,完成對各種沖壓制件的加工。則模具的工作原理及沖壓制件的各種形態(tài)也讓學(xué)生有了很感性的認識,然后再講授相應(yīng)的理論知識,這樣的教學(xué),學(xué)生會感覺教學(xué)內(nèi)容很直觀、具體、印象會很深刻,接受起來迅速,理解透徹、掌握牢固,是課堂教學(xué)所無法替代的。
(3)動畫演示。多媒體技術(shù)已經(jīng)非常廣泛地融入了現(xiàn)代教學(xué)。教師在教學(xué)中,將某些重點、難點制成動畫課件,用動畫的形式演示給學(xué)生。事實上,一付模具猶如一個小機器,各部件相互合作,相互配合,共同完成一個沖壓制件的加工。學(xué)生在學(xué)習(xí)模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及各零部件的工作情況時,僅用掛圖和模型等傳統(tǒng)講解方法是很難理解清楚的。而如果利用Flash技術(shù),將模具中的工作零件、定位零件、卸料零件、導(dǎo)向零件及一些模具結(jié)構(gòu)制成動畫,例如我們制作的《冷沖壓模具典型機構(gòu)》課件,就可將空洞的靜態(tài)教學(xué)變?yōu)樾蜗蟮膭討B(tài)教學(xué),讓學(xué)生聽得自然貼切,其思路會立刻融入到教師所講授的知識中,也不會感到空乏費解,難以接受了。
(4)實驗教學(xué)。實踐性很強是本課程的一大特點。教師在教學(xué)中不能僅僅局限于課堂教學(xué),還應(yīng)該重視課堂外的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。除了前面已陳述的現(xiàn)場教學(xué)外,實驗教學(xué)亦是一種重要的實踐教學(xué)方式。通過實驗教學(xué),可使學(xué)生印證和鞏固課堂上所講的理論知識,及時發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)上的不足和缺陷,還可為后續(xù)課程的深入學(xué)習(xí)鋪平道路。本課程教學(xué)時,教師在教學(xué)中采用邊講邊動手實驗的教學(xué)方法。例如,簡單沖裁模的課程內(nèi)容講完后,指導(dǎo)學(xué)生對照圖紙拆卸、裝配一付簡單沖裁模,一方面,加強了學(xué)生對簡單沖裁模各零部件的組成、類型、結(jié)構(gòu)的認知,充分消化了課堂知識;另一方面,為看懂比較復(fù)雜的級進模、復(fù)合模等圖紙,領(lǐng)會其工作原理打基礎(chǔ)。
(5)加工制作。為了鞏固學(xué)生所學(xué)知識,提高其設(shè)計能力,使他們既能動腦又能動手,而不是紙上談兵,教師應(yīng)把模具的加工制作結(jié)合到教學(xué)中。有條件的話,當(dāng)然最好用金屬材料,由學(xué)生個人將其所設(shè)計的簡單模具中的各零件,用機加工的方法加工制作出來,組裝成模具,安裝到壓力機上,進行加工試沖。沒有條件也可用泡沫、木材或塑料等比較便宜的材料代替金屬。通過對所設(shè)計模具的加工制作,達到教學(xué)大綱要求。加工制作可以利用學(xué)生的課余時間,成立若干課外興趣小組,由教師指導(dǎo),學(xué)生動手制作。通過課外制作,學(xué)生的意志品質(zhì)、團隊精神、設(shè)計能力、技能技巧等都能得到很大提高。
教育的實質(zhì)是培養(yǎng)人才,這是國家的百年大計,是關(guān)系到我國“全面建設(shè)小康社會宏偉目標(biāo)的實現(xiàn),關(guān)系到我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的全局,關(guān)系到黨和國家的興旺發(fā)達,關(guān)系到中華民族的前途和命運”。而職業(yè)教育質(zhì)量水平很大程度上取決于教師的教學(xué)水平。教師在課程的教學(xué)中應(yīng)該始終堅持貫徹正確的學(xué)科指導(dǎo)思想,把培養(yǎng)高素質(zhì)、全面發(fā)展的人才為己任,開展更深入的教學(xué)改革探索,將對于教材的不斷鉆研,對于教法的無盡探索作為自己永恒的目標(biāo),不斷提高教學(xué)質(zhì)量。