071023 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)法研究

1、模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)法研究任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法馮光林 周李洪（湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南，長(zhǎng)沙，410151） 摘 要：高等職業(yè)教育課程必須進(jìn)一步深化改革，牢固樹立以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以能力為本位的教學(xué)思想，堅(jiān)持課程教學(xué)針對(duì)性、實(shí)踐性和實(shí)用性。“以項(xiàng)目為引導(dǎo)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生綜合能力的提高起著十分重要的作用。本文結(jié)合模具專業(yè)的特點(diǎn)，在液壓與氣壓傳動(dòng)課程教學(xué)中進(jìn)行了任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)新教學(xué)法的探討和研究，并在教學(xué)中進(jìn)行了嘗試。 關(guān)鍵詞：職業(yè)教育；液壓傳動(dòng)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；項(xiàng)目教學(xué)一、概述當(dāng)前，高等職業(yè)教育專業(yè)，特別是課程教學(xué)存在一些弊端：在課程的價(jià)值取向上，忽視課程本身的實(shí)用和創(chuàng)

2、新價(jià)值，課程目標(biāo)缺乏對(duì)學(xué)生崗位技能、創(chuàng)新素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)的明確要求與具體規(guī)定；專業(yè)和課程內(nèi)容脫離學(xué)生生活現(xiàn)實(shí)，不注重教師的課程開發(fā)核心主體的地位與作用，更不注重學(xué)生作為課程主人的地位和課程開發(fā)主體的主動(dòng)性與創(chuàng)造性；課程教學(xué)不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展、行業(yè)發(fā)展和就業(yè)崗位的需要。為此，我們必須以市場(chǎng)需求和就業(yè)為導(dǎo)向，加強(qiáng)高等職業(yè)教育課程體系建設(shè)，樹立能力本位、崗位目標(biāo)的課程觀，根據(jù)崗位能力的要求，科學(xué)合理地構(gòu)建高等職業(yè)教育的專業(yè)和課程體系，努力培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能型的應(yīng)用型人才。模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)德、智、體、美等方面全面發(fā)展的，知識(shí)、能力和素質(zhì)合理結(jié)合的，在工程生產(chǎn)第一線從事模具設(shè)計(jì)、制造

3、、使用、維護(hù)等技術(shù)工作和管理工作，以及生產(chǎn)第一線現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)操作訓(xùn)練的高等工程技術(shù)應(yīng)用性專門人才。體現(xiàn)了?？婆囵B(yǎng)目標(biāo)的特色關(guān)鍵詞“生產(chǎn)第一線”， “技術(shù)應(yīng)用性”。 二、液壓與氣壓傳統(tǒng)教學(xué)法液壓傳動(dòng)作為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，傳統(tǒng)的教學(xué)方法引用了普通高校傳統(tǒng)的教學(xué)思路，教師講解有關(guān)知識(shí)，學(xué)生理解并練習(xí)，通過(guò)測(cè)試反饋，再糾正，達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。即從課程概述，靜力學(xué)基本知識(shí)開始，然后逐步講解泵、缸、閥，最后講解系統(tǒng)，課程中引用一些機(jī)床液壓控制系統(tǒng)。這樣的教學(xué)代表了機(jī)械類傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)的教學(xué)方法，重理論，輕實(shí)踐，課程教學(xué)沒(méi)有與專業(yè)相結(jié)合，既沒(méi)有突出模具專業(yè)的特點(diǎn)，更沒(méi)有體現(xiàn)高職教育的“生產(chǎn)第一線”和

4、“技術(shù)應(yīng)用性” 的特色，在教材的選用、教學(xué)特色等方面都沒(méi)有新意，偏離了高職教育培養(yǎng)實(shí)用性人才的基本要求。三、模具專業(yè)液壓傳動(dòng)教學(xué)法探討職業(yè)教育是以培養(yǎng)高素質(zhì)的技能型人才為目標(biāo)的，因此在教學(xué)過(guò)程中要著力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。從對(duì)模具專業(yè)的市場(chǎng)需求調(diào)查的信息看，模具高職專業(yè)畢業(yè)生在工業(yè)各行業(yè)中均有很大的就業(yè)空間，并在以下崗位有較好的就業(yè)前景： 汽車生產(chǎn)行業(yè)從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員；IT通訊電子產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員；家用電器產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員；電工機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)

5、人員和管理人員；航空（天）器、鐵路機(jī)車、船舶動(dòng)力機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員；建材家具生產(chǎn)行業(yè)從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員；玩具行業(yè)中從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員；服裝與制鞋行業(yè)從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員；高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員和管理人員。可以說(shuō)雖然模具專業(yè)畢業(yè)生涉足的行業(yè)很廣泛，但與模具的設(shè)計(jì)制造、利用模具進(jìn)行各類產(chǎn)品的加工關(guān)系緊密。因此，我們?cè)谔接懸簤簜鲃?dòng)的教學(xué)改革時(shí)應(yīng)從培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才出發(fā)，內(nèi)容上緊緊圍繞以上行業(yè)和崗位展開，在教學(xué)方法上采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)法，打破常規(guī)的教學(xué)思路，加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練

6、環(huán)節(jié)比重。具體從以下幾個(gè)方面思考和探討：1、教材建設(shè)課程教材的選擇必須符合新教學(xué)法的要求，目前從現(xiàn)有的教材看，基本都是按傳統(tǒng)教學(xué)法編制的教材。根據(jù)學(xué)院和專業(yè)的特點(diǎn)，首先選擇符合高職特點(diǎn)的教材，課程教學(xué)大綱則根據(jù)新建議性思路進(jìn)行重新編制。待條件成熟，可以考慮編制教材。2、教學(xué)內(nèi)容模具專業(yè)學(xué)生將從事與模具及相關(guān)行業(yè)的有關(guān)工作，因此，液壓傳動(dòng)教學(xué)內(nèi)容中剔除原有的理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，增加實(shí)際需要的技能知識(shí)，把液壓系統(tǒng)和元件的選擇、安裝調(diào)試、保養(yǎng)維護(hù)作為主要講授內(nèi)容。在相關(guān)內(nèi)容上，添加注塑機(jī)、油壓機(jī)的液壓控制系統(tǒng)和元件等與專業(yè)有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。3、教學(xué)手段充分利用各類有效資源進(jìn)行教和學(xué)，任課教師利用多媒體教學(xué)

7、手段制作課件，把動(dòng)畫演示、內(nèi)容講授、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)M等融合在課件中。充分利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行液壓元件折裝、液壓系統(tǒng)回路等有關(guān)實(shí)驗(yàn)，任課教師布置一些大作業(yè)讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源拓展知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和信息獲取和判斷能力。利用校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)場(chǎng)地，結(jié)合具體項(xiàng)目，完成課程的教學(xué)。四、液壓傳動(dòng)新教學(xué)法介紹（一）任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)就是在教學(xué)伊始就提出本課程是圍繞一項(xiàng)任務(wù)的完成來(lái)進(jìn)行教和學(xué)，具體內(nèi)容包括提出任務(wù)，分析和布置任務(wù)，分析和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，跟學(xué)任務(wù)，完成任務(wù)等環(huán)節(jié)。1.1.課前準(zhǔn)備、創(chuàng)設(shè)情景課前準(zhǔn)備包括準(zhǔn)備相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)；為使學(xué)生能在一種與本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容一致的情

8、景中學(xué)習(xí)，還必須進(jìn)行相應(yīng)場(chǎng)景的準(zhǔn)備；考慮到學(xué)生組織、列表、歸納、小結(jié)的能力，必須準(zhǔn)備各類規(guī)范性材料。1.2.布置任務(wù)、明確目標(biāo)在上述情境下，導(dǎo)入課前設(shè)計(jì)好的與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的任務(wù)作為學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容，同時(shí)引出完成本任務(wù)需要的新的知識(shí)點(diǎn)。1.3.自主學(xué)習(xí)、完成任務(wù)學(xué)生在分組完成任務(wù)的過(guò)程中若出現(xiàn)問(wèn)題，為了培養(yǎng)其“自主學(xué)習(xí)”能力，可通過(guò)學(xué)生自主討論、教師提供一定的幫助去解決問(wèn)題。這些自主學(xué)習(xí)能力包括：1.3.1.確定學(xué)習(xí)任務(wù)表的能力(學(xué)習(xí)任務(wù)表是指為完成與給定問(wèn)題有關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)所需要的知識(shí)點(diǎn)清單，視學(xué)生的基礎(chǔ)而定，此類表格也可由教師預(yù)先設(shè)計(jì)好)；1.3.2.獲取有關(guān)資料的能力(知道從何處獲取以

9、及如何去獲取所需的資料)；1.3.3.利用、評(píng)價(jià)有關(guān)資料的能力；1.3.4.協(xié)作學(xué)習(xí)，討論、交流、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。1.4.學(xué)生小結(jié)、反思成敗1.5.教師總結(jié)、效果講評(píng)2、任務(wù)教學(xué)法案例下面以與模具專業(yè)塑料模具方向畢業(yè)生工作緊密相關(guān)的的液壓系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的探討。2.1.任務(wù)提出通過(guò)注塑動(dòng)畫演示，了解注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，解讀注塑機(jī)液壓系統(tǒng)中主要液壓元件在注塑機(jī)注塑工作流出中的作用，分析注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理，初步認(rèn)識(shí)液壓控制系統(tǒng)、控制回路、液壓元件、工作介質(zhì)。最后達(dá)到熟練識(shí)圖、原理分析、液壓元件選配、系統(tǒng)安裝調(diào)試、回路故障分析及系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)等目的。注塑機(jī)是一種通用設(shè)備，通

10、過(guò)它與不同專用注塑模具配套使用，能夠生產(chǎn)出多種類型的注塑制品。注塑機(jī)主要由機(jī)架，動(dòng)靜模板，合模保壓部件，預(yù)塑、注射部件，液壓系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等部件組成；注塑機(jī)的動(dòng)模板和靜模板用來(lái)成對(duì)安裝不同類型的專用注塑模具。合模保壓部件有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是用液壓缸直接推動(dòng)動(dòng)模板工作，另一種是用液壓缸推動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)再驅(qū)動(dòng)動(dòng)模板工作（機(jī)液聯(lián)合式）。注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖如圖8-6所示。注塑機(jī)工作時(shí)，按照其注塑工藝要求，要完成對(duì)塑料原料的預(yù)塑、合模、注射機(jī)筒快速移動(dòng)、熔融塑料注射、保壓冷卻、開模、頂出成品等一系列動(dòng)作，因此其工作過(guò)程中運(yùn)動(dòng)復(fù)雜、動(dòng)作多變、系統(tǒng)壓力變化大，圖1 注塑機(jī)工作流程圖2、任務(wù)分析

11、（1）注塑的工藝過(guò)程見(jiàn)圖87、工作原理動(dòng)畫、注塑機(jī)產(chǎn)品照片所示。 圖2 注塑機(jī)工作原理圖 2.2.任務(wù)分析2.2.1.注塑機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求是 A、具有足夠的合模力 熔融塑料以120200MPa的高壓注入模腔，在已經(jīng)閉合的模具上會(huì)產(chǎn)生很大的開模力，所以合模液壓缸必須產(chǎn)生足夠的合模力，確保對(duì)閉合后的模具的鎖緊，否則注塑時(shí)模具會(huì)產(chǎn)生縫隙使塑料制品產(chǎn)生溢邊，出現(xiàn)廢品。B、模具的開、合模速度可調(diào) 當(dāng)動(dòng)模離靜模距離較遠(yuǎn)時(shí)，即開合模具為空程時(shí)為了提高生產(chǎn)效率，要求動(dòng)模快速運(yùn)動(dòng)；合模時(shí)要求動(dòng)模慢速運(yùn)動(dòng)，以免沖擊力太大撞壞模具，并減少合模時(shí)的振動(dòng)和噪聲。因此，一般開、合模的速度按慢一快一慢運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

12、變化。C、注射座整體進(jìn)退 要求注射座移動(dòng)液壓缸應(yīng)有足夠的推力，確保注塑時(shí)注射嘴和模具澆口能緊密接觸，防止注射時(shí)有熔融的塑料從縫隙中溢出。D、注射壓力和注射速度可調(diào) 注塑機(jī)為了適應(yīng)不同塑料品種、制品形狀及模具澆注系統(tǒng)的工藝要求，注射時(shí)的壓力與速度在一定的范圍內(nèi)可調(diào)。E、保壓及壓力可調(diào) 當(dāng)熔融塑料依次經(jīng)過(guò)機(jī)筒、注射嘴、模具澆口和模具型腔完成注射后，需要對(duì)注射在模具中的塑料保壓一段時(shí)間，以保證塑料緊貼模腔而獲得精確的形狀，另外在制品冷卻凝固而收縮過(guò)程中，熔化塑料可不斷充入模腔，防止產(chǎn)生充料不足的廢品。保壓的壓力也要求根據(jù)不同情況可以調(diào)整。F、制品頂出速度要平穩(wěn)頂出速度平穩(wěn)，以保證成品制品不受損壞。2

13、.2.2.液壓系統(tǒng)工作原理圖圖3 圖3所示為250克注塑機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖。該注塑機(jī)各執(zhí)行元件的動(dòng)作循環(huán)主要依靠行程開關(guān)切換電磁換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.3.學(xué)習(xí)和分析相關(guān)知識(shí)通過(guò)對(duì)注塑機(jī)工作原理及其液壓系統(tǒng)原理圖的認(rèn)識(shí)，同學(xué)們初步認(rèn)識(shí)了液壓系統(tǒng)動(dòng)力的液壓泵、執(zhí)行元件的液壓缸和液壓馬達(dá)、控制元件的各類閥、輔助元件的郵箱、過(guò)濾裝置以及工作介質(zhì)。了解了它們?cè)谙到y(tǒng)中的作用。通過(guò)以上分析，同學(xué)們對(duì)液壓系統(tǒng)有了比較明確的認(rèn)識(shí)。在此次基礎(chǔ)上，通過(guò)原理結(jié)構(gòu)講解、動(dòng)畫演示、實(shí)驗(yàn)、觀看電影等教學(xué)手段分別進(jìn)行液壓系統(tǒng)個(gè)組成部分的學(xué)習(xí)，最后達(dá)到在系統(tǒng)圖中認(rèn)識(shí)標(biāo)志，掌握各類元件的結(jié)構(gòu)和工作原理，能進(jìn)行折裝、選用，長(zhǎng)常見(jiàn)故障分析

14、等實(shí)用技能。2.4跟學(xué)任務(wù)在完成液壓系統(tǒng)基本知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析簡(jiǎn)單液壓回路的基礎(chǔ)上，進(jìn)入跟學(xué)任務(wù)階段，主要進(jìn)行液壓系統(tǒng)分析，將注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行分解成幾個(gè)子系統(tǒng)，分組進(jìn)行，以學(xué)生為主，讓學(xué)生自己進(jìn)行任務(wù)分析，任課教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)。第四部分非常重要，是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的一個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程，即從以教師為主體轉(zhuǎn)為以學(xué)生為主體。注塑機(jī)液壓系統(tǒng)分為模具控制和注塑控制兩大部分，再進(jìn)行細(xì)分，有若干同學(xué)為一組，進(jìn)行具體分析。寫出注塑機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理分析報(bào)告。2.5.完成任務(wù)任務(wù)要求：認(rèn)識(shí)液壓控制系統(tǒng)、控制回路、液壓元件、工作介質(zhì)，最后達(dá)到熟練識(shí)圖；系統(tǒng)工作過(guò)程原理分析和性能分析；液壓元件選配和置換；系統(tǒng)安裝調(diào)試

15、步驟和注意事項(xiàng)系統(tǒng)故障分析及系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)等。最后完成注塑機(jī)液壓系統(tǒng)分析報(bào)告。2.6.學(xué)生小結(jié)、教師總結(jié)由各小組學(xué)生組織討論、分析在完成任務(wù)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)與出現(xiàn)的問(wèn)題、解決的方法，沒(méi)能解決的問(wèn)題提出來(lái)請(qǐng)教師解答或供大家探討。教師對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程的情況進(jìn)行總結(jié)、評(píng)價(jià)，答疑解惑。（一）項(xiàng)目教學(xué)法初探項(xiàng)目教學(xué)法來(lái)源于德國(guó)的職業(yè)教育，是適應(yīng)德國(guó)“雙元制”培養(yǎng)學(xué)生的一種行之有效的手段。項(xiàng)目教學(xué)法是將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化，通過(guò)學(xué)生親身參與項(xiàng)目計(jì)劃的制訂，項(xiàng)目的實(shí)施和評(píng)估，完成教學(xué)任務(wù)的以任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)方法。它有效地建立了課堂和社會(huì)生產(chǎn)的聯(lián)系，能有效地提升學(xué)生的多種能力，為學(xué)生今后的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)

16、法的探討時(shí)，遇到了一些問(wèn)題：一是我們的“大班化”，二是我們的傳統(tǒng)教材，三是我們的職業(yè)意識(shí)薄弱的學(xué)生。面對(duì)以上的問(wèn)題，作了以下準(zhǔn)備：一是將班級(jí)利用“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”的原則，合理分組。小組內(nèi)的、小組間的合作學(xué)習(xí)，有效地減輕了教師在指導(dǎo)過(guò)程中的負(fù)擔(dān)。二是認(rèn)真研讀教材，根據(jù)社會(huì)對(duì)專業(yè)的需要，將教材整合，將教學(xué)內(nèi)容分為不同的項(xiàng)目。項(xiàng)目的內(nèi)容，既要能反映一定的知識(shí)內(nèi)容，反映學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”的原理，又要與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，有一定的實(shí)際意義。三是要在學(xué)生中介紹項(xiàng)目教學(xué)法，方便學(xué)生與教師的配合。目前由于液壓方面湖南本地外部資源不是很充分，本課程為專業(yè)基礎(chǔ)課，項(xiàng)目教學(xué)的必要性等因素，液壓傳動(dòng)的項(xiàng)目教學(xué)法還處于探索階段