071023 模具设计与制造专业液压与气压传动课程教学法研究

1、模具设计与制造专业液压与气压传动课程教学法研究任务驱动教学法冯光林 周李洪（湖南机电职业技术学院，湖南，长沙，410151） 摘 要：高等职业教育课程必须进一步深化改革，牢固树立以市场为导向、以能力为本位的教学思想，坚持课程教学针对性、实践性和实用性。“以项目为引导，以任务为驱动”的教学方式对学生综合能力的提高起着十分重要的作用。本文结合模具专业的特点，在液压与气压传动课程教学中进行了任务驱动、项目教学新教学法的探讨和研究，并在教学中进行了尝试。 关键词：职业教育；液压传动；任务驱动；项目教学一、概述当前，高等职业教育专业，特别是课程教学存在一些弊端：在课程的价值取向上，忽视课程本身的实用和创

2、新价值，课程目标缺乏对学生岗位技能、创新素质和职业素养培养的明确要求与具体规定；专业和课程内容脱离学生生活现实，不注重教师的课程开发核心主体的地位与作用，更不注重学生作为课程主人的地位和课程开发主体的主动性与创造性；课程教学不能满足经济发展、行业发展和就业岗位的需要。为此，我们必须以市场需求和就业为导向，加强高等职业教育课程体系建设，树立能力本位、岗位目标的课程观，根据岗位能力的要求，科学合理地构建高等职业教育的专业和课程体系，努力培养高素质、高技能型的应用型人才。模具设计与制造专业的培养目标是：培养德、智、体、美等方面全面发展的，知识、能力和素质合理结合的，在工程生产第一线从事模具设计、制造

3、、使用、维护等技术工作和管理工作，以及生产第一线现场技术操作训练的高等工程技术应用性专门人才。体现了专科培养目标的特色关键词“生产第一线”， “技术应用性”。 二、液压与气压传统教学法液压传动作为模具设计与制造专业的专业基础课，传统的教学方法引用了普通高校传统的教学思路，教师讲解有关知识，学生理解并练习，通过测试反馈，再纠正，达到学习的目的。即从课程概述，静力学基本知识开始，然后逐步讲解泵、缸、阀，最后讲解系统，课程中引用一些机床液压控制系统。这样的教学代表了机械类传统的液压传动的教学方法，重理论，轻实践，课程教学没有与专业相结合，既没有突出模具专业的特点，更没有体现高职教育的“生产第一线”和

4、“技术应用性” 的特色，在教材的选用、教学特色等方面都没有新意，偏离了高职教育培养实用性人才的基本要求。三、模具专业液压传动教学法探讨职业教育是以培养高素质的技能型人才为目标的，因此在教学过程中要着力培养学生的动手能力、综合职业素质和创新能力。从对模具专业的市场需求调查的信息看，模具高职专业毕业生在工业各行业中均有很大的就业空间，并在以下岗位有较好的就业前景： 汽车生产行业从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员；IT通讯电子产品生产行业从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员；家用电器产品生产行业从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员；电工机械产品生产行业从事模具设计与制造的工程技术

5、人员和管理人员；航空（天）器、铁路机车、船舶动力机械生产行业从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员；建材家具生产行业从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员；玩具行业中从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员；服装与制鞋行业从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员；高新技术产业中从事模具设计与制造的工程技术人员和管理人员。可以说虽然模具专业毕业生涉足的行业很广泛，但与模具的设计制造、利用模具进行各类产品的加工关系紧密。因此，我们在探讨液压传动的教学改革时应从培养技能应用型人才出发，内容上紧紧围绕以上行业和岗位展开，在教学方法上采用任务驱动、项目教学法，打破常规的教学思路，加强实践训练

6、环节比重。具体从以下几个方面思考和探讨：1、教材建设课程教材的选择必须符合新教学法的要求，目前从现有的教材看，基本都是按传统教学法编制的教材。根据学院和专业的特点，首先选择符合高职特点的教材，课程教学大纲则根据新建议性思路进行重新编制。待条件成熟，可以考虑编制教材。2、教学内容模具专业学生将从事与模具及相关行业的有关工作，因此，液压传动教学内容中剔除原有的理论性较强的内容，增加实际需要的技能知识，把液压系统和元件的选择、安装调试、保养维护作为主要讲授内容。在相关内容上，添加注塑机、油压机的液压控制系统和元件等与专业有关联的内容。3、教学手段充分利用各类有效资源进行教和学，任课教师利用多媒体教学

7、手段制作课件，把动画演示、内容讲授、计算机实验模拟等融合在课件中。充分利用实验室设备，让学生动手进行液压元件折装、液压系统回路等有关实验，任课教师布置一些大作业让学生利用网络资源拓展知识，提高学生的学习能力和信息获取和判断能力。利用校内外实训和实习场地，结合具体项目，完成课程的教学。四、液压传动新教学法介绍（一）任务驱动教学法1.任务驱动教学法任务驱动教学就是在教学伊始就提出本课程是围绕一项任务的完成来进行教和学，具体内容包括提出任务，分析和布置任务，分析和学习相关知识，跟学任务，完成任务等环节。1.1.课前准备、创设情景课前准备包括准备相应的学习任务；为使学生能在一种与本节课教学内容一致的情

8、景中学习，还必须进行相应场景的准备；考虑到学生组织、列表、归纳、小结的能力，必须准备各类规范性材料。1.2.布置任务、明确目标在上述情境下，导入课前设计好的与当前学习主题密切相关的任务作为学习的中心内容，同时引出完成本任务需要的新的知识点。1.3.自主学习、完成任务学生在分组完成任务的过程中若出现问题，为了培养其“自主学习”能力，可通过学生自主讨论、教师提供一定的帮助去解决问题。这些自主学习能力包括：1.3.1.确定学习任务表的能力(学习任务表是指为完成与给定问题有关的学习任务所需要的知识点清单，视学生的基础而定，此类表格也可由教师预先设计好)；1.3.2.获取有关资料的能力(知道从何处获取以

9、及如何去获取所需的资料)；1.3.3.利用、评价有关资料的能力；1.3.4.协作学习，讨论、交流、分析问题、解决问题的能力。1.4.学生小结、反思成败1.5.教师总结、效果讲评2、任务教学法案例下面以与模具专业塑料模具方向毕业生工作紧密相关的的液压系统进行任务驱动教学的探讨。2.1.任务提出通过注塑动画演示，了解注塑机的结构及其工作原理，解读注塑机液压系统中主要液压元件在注塑机注塑工作流出中的作用，分析注塑机液压系统的工作原理，初步认识液压控制系统、控制回路、液压元件、工作介质。最后达到熟练识图、原理分析、液压元件选配、系统安装调试、回路故障分析及系统维护和保养等目的。注塑机是一种通用设备，通

10、过它与不同专用注塑模具配套使用，能够生产出多种类型的注塑制品。注塑机主要由机架，动静模板，合模保压部件，预塑、注射部件，液压系统，电气控制系统等部件组成；注塑机的动模板和静模板用来成对安装不同类型的专用注塑模具。合模保压部件有两种结构形式，一种是用液压缸直接推动动模板工作，另一种是用液压缸推动机械机构通过机械机构再驱动动模板工作（机液联合式）。注塑机的结构原理图如图8-6所示。注塑机工作时，按照其注塑工艺要求，要完成对塑料原料的预塑、合模、注射机筒快速移动、熔融塑料注射、保压冷却、开模、顶出成品等一系列动作，因此其工作过程中运动复杂、动作多变、系统压力变化大，图1 注塑机工作流程图2、任务分析

11、（1）注塑的工艺过程见图87、工作原理动画、注塑机产品照片所示。 图2 注塑机工作原理图 2.2.任务分析2.2.1.注塑机对液压系统的要求是 A、具有足够的合模力 熔融塑料以120200MPa的高压注入模腔，在已经闭合的模具上会产生很大的开模力，所以合模液压缸必须产生足够的合模力，确保对闭合后的模具的锁紧，否则注塑时模具会产生缝隙使塑料制品产生溢边，出现废品。B、模具的开、合模速度可调 当动模离静模距离较远时，即开合模具为空程时为了提高生产效率，要求动模快速运动；合模时要求动模慢速运动，以免冲击力太大撞坏模具，并减少合模时的振动和噪声。因此，一般开、合模的速度按慢一快一慢运动的规律

12、变化。C、注射座整体进退 要求注射座移动液压缸应有足够的推力，确保注塑时注射嘴和模具浇口能紧密接触，防止注射时有熔融的塑料从缝隙中溢出。D、注射压力和注射速度可调 注塑机为了适应不同塑料品种、制品形状及模具浇注系统的工艺要求，注射时的压力与速度在一定的范围内可调。E、保压及压力可调 当熔融塑料依次经过机筒、注射嘴、模具浇口和模具型腔完成注射后，需要对注射在模具中的塑料保压一段时间，以保证塑料紧贴模腔而获得精确的形状，另外在制品冷却凝固而收缩过程中，熔化塑料可不断充入模腔，防止产生充料不足的废品。保压的压力也要求根据不同情况可以调整。F、制品顶出速度要平稳顶出速度平稳，以保证成品制品不受损坏。2

13、.2.2.液压系统工作原理图图3 图3所示为250克注塑机液压系统原理图。该注塑机各执行元件的动作循环主要依靠行程开关切换电磁换向阀来实现。2.3.学习和分析相关知识通过对注塑机工作原理及其液压系统原理图的认识，同学们初步认识了液压系统动力的液压泵、执行元件的液压缸和液压马达、控制元件的各类阀、辅助元件的邮箱、过滤装置以及工作介质。了解了它们在系统中的作用。通过以上分析，同学们对液压系统有了比较明确的认识。在此次基础上，通过原理结构讲解、动画演示、实验、观看电影等教学手段分别进行液压系统个组成部分的学习，最后达到在系统图中认识标志，掌握各类元件的结构和工作原理，能进行折装、选用，长常见故障分析

14、等实用技能。2.4跟学任务在完成液压系统基本知识学习的基础上，通过分析简单液压回路的基础上，进入跟学任务阶段，主要进行液压系统分析，将注塑机的液压系统进行分解成几个子系统，分组进行，以学生为主，让学生自己进行任务分析，任课教师负责指导。第四部分非常重要，是整个教学过程的一个转变过程，即从以教师为主体转为以学生为主体。注塑机液压系统分为模具控制和注塑控制两大部分，再进行细分，有若干同学为一组，进行具体分析。写出注塑机液压系统工作原理分析报告。2.5.完成任务任务要求：认识液压控制系统、控制回路、液压元件、工作介质，最后达到熟练识图；系统工作过程原理分析和性能分析；液压元件选配和置换；系统安装调试

15、步骤和注意事项系统故障分析及系统维护和保养等。最后完成注塑机液压系统分析报告。2.6.学生小结、教师总结由各小组学生组织讨论、分析在完成任务过程中的经验与出现的问题、解决的方法，没能解决的问题提出来请教师解答或供大家探讨。教师对整个教学过程的情况进行总结、评价，答疑解惑。（一）项目教学法初探项目教学法来源于德国的职业教育，是适应德国“双元制”培养学生的一种行之有效的手段。项目教学法是将教学内容项目化，通过学生亲身参与项目计划的制订，项目的实施和评估，完成教学任务的以任务为导向的教学方法。它有效地建立了课堂和社会生产的联系，能有效地提升学生的多种能力，为学生今后的职业发展奠定基础。在实施项目教学

16、法的探讨时，遇到了一些问题：一是我们的“大班化”，二是我们的传统教材，三是我们的职业意识薄弱的学生。面对以上的问题，作了以下准备：一是将班级利用“组内异质，组间同质”的原则，合理分组。小组内的、小组间的合作学习，有效地减轻了教师在指导过程中的负担。二是认真研读教材，根据社会对专业的需要，将教材整合，将教学内容分为不同的项目。项目的内容，既要能反映一定的知识内容，反映学生的“最近发展区”的原理，又要与生产实践相结合，有一定的实际意义。三是要在学生中介绍项目教学法，方便学生与教师的配合。目前由于液压方面湖南本地外部资源不是很充分，本课程为专业基础课，项目教学的必要性等因素，液压传动的项目教学法还处于探索阶段