课题论文

CAD软件在《塑料模设计》教学中有效应用的研究嘉善职业中专张凤英一、课题研究的现实背景和意义(一)课题研究的背景1、我的困惑我是一名机械专业教师,现承担《塑料模设计》教学工作。

所任教班级是与上海联办的模具班。

因认识到这门课程地位的特殊性和教学难度，我在教学的各个环节都做了充分的准备。

在备课时，考虑到课程内容比较难且枯燥，特别地翻阅了大量专业杂志、书籍并查找网络资料，借此来丰富我的教学内容；课上，利用精心制作好的课件，耐心细致、不厌其烦的讲解；课后，特别针对每一节课内容，设计重点突出、难度适中的习题作巩固练习。

即便如此，学生的学习状况还是差强人意。

无论是课上听课状态，还是课后作业完成情况，远不及之前对于同样是由我所任教的《机械基础》课的学习效果。

那么到底是什么原因造成“教师倍加努力的教，却换来学生敷衍了事的学”呢?2、原因分析经过一番深入的调查分析，我发现造成学生学习状况不理想的原因主要有以下两个方面：首先是教材问题。

我们所采用的是上海轻工业技术学校指定的，由西安电子科技大学出版社出版的《塑料模设计》教程。

该教材所囊括的知识点太多而且繁杂,要求在一个学期内学完确实有一定的难度。

况且教材的编写多为平铺直叙、缺少直观性，造成学生的理解困难。

尤其是对于模塑成型部分的叙述更是枯燥难懂，用传统的教学方式很难讲清、讲透。

其次是学生问题。

我们班级有学生48人，全部都是男生。

其中大多数学生学习意志薄弱，惰性大、依赖性强，学习不主动，课前不预习，课后不复习总结；课内不作笔记，或根本不注意听课；作业不规范，思路不清晰，做作业喜欢对答案，甚至抄袭；考试总想方设法作弊，整个学习过程无计划，无目标，无措施，遇问不问，不懂装懂，不求甚解，无学习责任心，尤其缺乏耐心和探索精神。

最为严峻的是我们以往的教学模式存在这很大的误区。

由于学校的教学资源有限，没有相应的模型、教具，致使老师的讲解犹如纸上谈兵，学生对于问题的解决简直是隔靴搔痒、闭门造车。

正是基于以上原因，造成了我所困惑的教学问题，出现了多数学生难学、厌学的现象。

(二)课题研究的现实意义1、对于优化知识本身而言《塑料模设计》这门课程，如果采用传统的教学模式进行讲解，是相当枯燥且难于理解的。

但如果采用CAD软件的三维造型为基础平台，则使教学过程非常形象逼真，学生在短时间内就可以通过实体造型模拟,学到大量实用的模具结构知识。

理解诸如：拨模斜度、浇注系统、缩水率等模具基本概念；在学习分模的过程中，又可以顺理成章地推出模具分型面的理论知识，使学生快速地掌握型腔模具分型面的含义，继而熟练地进行分模的操作。

同时在此过程中也深化了对CAD的理解和掌握，将二者有机结合,起到取长补短,优化知识结构的作用,使学生对两门课程的学习深度和广度均有所提升。

2、对于改进学生学习方法、效率而言中职学生大部分有这样一些特点:文化基础薄弱又缺乏刻苦精神;渴望一技之长又不知如何下手;兴趣爱好单一且不肯过多投入;思维灵敏活跃又常常自惭形秽;乐于接受信息又厌恶理论学习。

因此，对学生而言，如果按以往的单一方式讲解《塑料模设计》这门课程，即使教师用尽浑身解数讲的口干舌燥,学生仍是不知所云,结果徒劳无功。

结合CAD软件的运用，一方面统合了他们在校学习阶段所学知识,在巩固和加深对CAD知识掌握的同时,既增强了他们的空间想象能力，又通过形象生动的CAD图象深刻理解了《塑料模设计》中的模塑成型、分模理论。

另一方面,为其以后就业奠定了实践基础。

3、对教师提升自我教学能力而言在对课题进行探索、研究之前，教师首先要经过CAD软件在模具成型、分模中的应用等方面的培训，然后对于教材中涉及的不同类型模塑成型的模具进行绘制、整合，使其转化为易于为学生所接受、理解的内容。

在此过程中，一方面拓宽了教师的知识领域，提高了教师的专业素养，增强了教师在教学中的教育机智，提升了教师的教学能力；另一方面，通过多次的实验、比较、论证过程，积累了教学经验并全面具体的指导了教学，提高了教学效率，提升了教师的教学水平。

二、关于同类课题研究的现状综述目前，国内对于CAD应用于《塑料模设计》的研究大致可分为这样两个方面：一方面是针对企业工厂。

主要是为提高技术工人的技能开展的，内容比较单一，往往是针对具体某一类产品，如轮胎模具的CAD技术研究、汽车覆盖件模具CAD技术研究及叶轮类注射模具CAD系统研究等。

这方面的研究基本上是由专业从事过工厂模具绘图的工程师负责开发的。

研究内容多为将3D 产品图转2D 后，进入CAD进行模具设计，包括模具结构、浇注系统，顶出机构，抽芯机构，运水水路等全部设计工作，及各散件的出图工作。

虽然研究成果的确大幅度的提高了工人学习模具设计的效率，但其研究内容过于单一，通用性不强，不能满足我们学生学习通用的塑料模设计的要求。

而且其中又运用了多种3D软件知识，而我们的学生只学习了一种绘图软件——CAD二维平面制图，若将其应用于我们的教学当中，很多教学环节无法实现。

另一方面是针对科研机构。

这方面的研究基本上是由各地的研究所、科技研究院等机构承担，其基本任务是研究模具高新技术、模具新材料以及塑料成形模拟的基本理论和关键技术，培养高层次模具技术人才，开展国内外学术交流，推动模具行业的技术进步。

研究成果主要用于指导模具研发设计人员，提高他们的业务能力和业务水平。

因此对学习人员的起点要求比较高，对于我们学生这样没有任何模具理论基础的初学者而言，简直是如读天书，根本无法应用于我们中专教学。

综上看来，针对提高中专模具设计教学方面的研究几乎是一片空白。

因此，迫切需要从中专学生实际学习情况出发，借鉴其他相似课题研究的成功经验，研发出一整套适用性和实用性都比较强的教学方案，来提高我校塑料模具设计教学水平。

三、课题研究的预期目标1、学生学习目标通过对课题的研究，使学生可以借助CAD软件对《塑料模设计》进行学习，理解模具加工、设计中的模塑成型、分模的基本理论，通晓模塑成型的注射过程，进行简单的塑料模设计，并鼓励、引导学生独立编写模具设计说明书，在教师的指导下，借助CAM设备加工成成品；与此同时更进一步加深学生对CAD软件知识的理解，使他们学习的广度和深度同步提升。

2、学生职业化目标通过对课题的研究，可以培养学生综合职业能力，满足学生以后工作的需要。

培养学生不但懂得塑料模具设计知识，还能进行简单的设计，包括选材、选型及确定成型后的热处理工艺；培养出符合企业岗位能力标准，达到“能说、善干、会管”素质水平的技能型人才。

3、教师自我提高目标通过对课题的研究，教师可以以CAD应用为载体，切实、有效讲解《塑料模设计》中繁杂、枯燥的模塑成型理论，以形象、直观的影像给学生留下深刻的视觉效应，提高教学效率。

同时在研究中拓展自己的教学思路，提升自身的业务水平,积累课题研究的经验。

4、教学改革目标以《塑料模设计》的“教学问题”为中心，进行教学反思探究，结合现代教学理念，改进教学行为，促进塑料模设计教学走出一条新路子。

更好地服务教学、提升教学，使我们的课堂真正的成为教师向往的、学生渴望的课堂。

四、课题研究对象由于课题的研究尚且处于初始阶段,很多教学研究过程组织的尚未完备,因此不宜以整个班级为研究对象。

故从2007届模具班中选出成绩中等但自主学习能力较强的学生大约十人左右组成课外研究小组,利用课余时间参与研究。

对该班的其他同学则进行常规的课程教学,待研究结束后对两部分同学的学习效果进行比较分析。

五、课题研究的操作步骤及做法在实施过程中大致分为这样两个阶段：第一阶段:在塑料模设计教学中分块、分层次应用CAD软件进行操作与实习。

(一)采取的形式:模块化教学与实习本课题采用“探讨——理论——实践——理论”结合的方法实施教学。

首先，由教师确定课题研究模块,与学生共同讨论并得出该模块化教学的思路、方案、步骤,即为课题探讨阶段。

其次，教师基于理论层面上对学生的制图技能进行辅导,然后由师生共同探讨解决问题的方式、方法,并证明其可行性,即为理论论证阶段。

再次，指导学生将探讨、研究得出的操作步骤运用于实践,从中总结经验并以文字记录,即为实践阶段。

最后，通过多次实验、探索和总结，得出教学规律, 形成适用于《塑料模设计》的教学理论,即为理论形成阶段。

(二)模块化教学的内容整个教学过程分为三个模块：CAD软件的三维实体造型模块，CAD软件的加工模块与装配模块，CAD软件的模具生成模块。

(三)模块教学具体实施过程:1、CAD软件的三维实体造型模块的操作与使用在此模块教学中，着重引导学生理解尺寸约束和几何约束在特征造型中的重要意义；掌握构建实体特征的绘制及编辑命令；了解学习三维特征构建的方法和思路。

2、CAD软件的加工模块与装配模块的操作与使用在此模块教学中，注重教会学生掌握零件装配方法、装配干涉检查、基于装配的零件设计、分解图的生成等操作；熟悉数控自动编程的工作过程；熟悉数控加工工艺参数设置的方法；掌握刀路轨迹生成、加工模拟及NC代码自动生成的方法。

3、CAD软件的模具模块软件应用在此模块教学中，重点在于使学生熟悉分型面的生成过程；熟悉模具型芯与型腔的生成方法。

(四)模块教学与实习所达到效果1、掌握CAD技术在各模块教学中的应用。

即分别掌握三维实体造型中CAD的应用、模具加工与装配中CAD的应用和模具生成过程中CAD的应用。

2、能够利用CAD技术分析各模块教学中出现的一般问题，提高模具设计与制造的效率。

例如，基于CAD软件，分析诸如：确定模具坯料(工件)；定义体积块，以将模具分割成单独的元件；设置模具模型的收缩率；根据原始塑料零件，定义参照模型等问题。

3、具有应用CAD软件来设计各模块教学和加工仿真的能力。

学生通过运用CAD软件，能够自行设计三维实体造型、模具加工与装配过程及模具生成过程；同时能够结合仿真系统进行仿真加工。

第二阶段：综合各模块教学, 应用CAD软件建立整个模塑成型过程。

(一)采取的形式:实际操作、实习(二)综合模块教学的内容将CAD软件的实体造型模块，加工与装配模块和模具生成模块结合起来,形成从设计到实操的完整的模塑成型教学过程。

(三) 综合模块教学具体实施过程:1、制定综合模块教学的具体实施方案结合学生学习情况和我校的教学资源，制定切实可行的塑料模具设计任务、计划，要求学生结合前面所学习的各个模块教学中的相关知识，自行讨论模具的设计、成型方案，在此过程中不但能加深学生对于各个模块教学所学知识的掌握，也能锻炼学生进行简单模具设计和加工的能力。

2、对学生进行综合模块教学前的指导由于大多数学生已经习惯了以往长期的“老师教”的学习模式，因此突然要他们完全自己进行设计，难免会出现畏首畏尾、无从着手，摸不清头绪的状况。

故教师在布置设计任务时要给出必要的指导。