基于UG的《模具设计与制造》案例式教学探索

李玉龙　王永强　张辉

【摘要】本文简要的介绍了UG软件的功能及特点，论述了基于UG软件的《模具设计与制造》案例式教学的意义、设计思路和评价方式，并对案例式教学的效果进行了分析。

【关键词】模具设计与制造 UG软件 案例式教学

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）13-0245-02

普通本科教学思路为公共基础课-专业基础课-专业课，该过程较注重理论课的学习，对学生的逻辑思维能力要求高，而当前国家大力推广应用型本科教育更加偏重于技术体系的建立，倡导技术实践性教学，注重学生动手能力、创新能力和职业发展能力的培养。在本科应用型教育改革的大环境下，案例式教学方式已成为应用型本科教育课程改革的重要理念，其先进的思想为应用型本科教育的发展指明了方向[1]。作者对《模具设计与制造》以及UG软件应用的教学工作进行了一系列的改革和探索。

1.UG软件简介

UG是Unigraphics的缩写，是西门子工业自动化公司出品的一种用于产品设计制造分析的软件，该软件是基于过程的产品设计系统，从产品的设计、加工到分析均能实现数据的无缝对接，为产品的研发及加工制造提供了数字化的验证手段。

UG不仅拥有较强的零件建模和工程制图能力，而且具有產品虚拟装配、运动仿真、动力学及有限元分析的功能。软件的产品加工模块能够依据所建立的三维模型生成支持多种系统的数控程序，通过该软件进行一系列的虚拟仿真，能够大幅度提高新产品的可靠性，同时该软件拥有二次开发语言，客户可以根据自己的特殊需求设计开发专用的CAD系统。

2.基于UG的《模具设计与制造》案例式教学的意义

《模具设计与制造》是机械制造及其自动化专业的一门综合性专业课，它以学生所学的机械制图、机械工程材料、互换性测量、机械设计、机械制造等专业理论课为基础，与实际生产紧密相关。传统的教学方式较注重理论知识的学习，忽略了该课的实践性。此外，随着计算机技术的快速发展，计算机辅助设计与制造已成为现代设计方法的重要组成部分，CAD/CAM应用技术成为应用型本科院校机械类专业的一门专业技术科。UG作为一种三维参数化设计软件，是当今世界最先进的集设计、分析、制造于一体的软件[2]。该软件功能多、命令多，需要反复练习和长期实践，才能够掌握好该软件的技术应用。传统的软件类教学是老师在课堂上对命令进行讲解和操作演示，尽管学生容易明白老师的示范，但下达任务让学生自己操作的时候，大部分学生眼高手低不能完成相应任务。此外教师在课堂上所演示的案例内容不具有关联性，学生在实际操作时，对零件的应用型没有直观的认识，认识不到软件应用课为专业课服务的特点。

为使《模具设计与制造》的教学内容更加有趣，调动学生学习的积极主动性，使课程的设计尽可能的贴近模具设计与制造的工作过程，解决当前UG软件教学所面临的问题，采用案例式教学方式，引导学生通过UG软件进行一系列的模具设计，提高学生的实践能力和团队协作能力。

3.基于UG的《模具设计与制造》案例式教学设计思路和教学评价

案例式教学以冲压成型工艺中典型的冲裁模、弯曲模、拉深模和塑料成型工艺中的注射模为案例。这些模具的设计不仅涵盖了《模具设计与制造》的全部教学内容。同时在案例实施的过程中学生对UG软件的操作学习，满足了UG应用课程的教学要求。如冲模设计包括模具零件的三维实体造型设计、装配设计以及工程图设计，注射模具的设计涵盖了塑件造型、分型面选择、浇注系统设计、温度调节系统设计等教学内容，通过这些案例式的教学能够加深学生对冲压模和塑料模基础知识的理解，使其掌握UG相关功能模块知识的同时，提高了动手能力和实践能力。

案例式教学过程中，教师讲解案例相关的理论知识和模具设计过程中需要注意的问题，明确教学内容和教学目的。课下教师提供相关课件和案例实施的视频。课件含任务描述书、UG相关功能模块的介绍；视频中有完整案例的实施过程。

案例式教学具体实施过程中，将5-6名同学分成一个小组，每个案例在实施过程中设项目组长一名，负责协调小组成员的任务分工问题。例如，安排两位同学负责零件的三维建模、两位同学负责虚拟装配，其余同学探索运动仿真和数控加工模块的学习。各成员依据相应任务，查阅资料，进行方案探讨，提出实施方案。随着不同案例的实施，成员之间采用轮换式的学习方式，交换所学功能模快[3]。四个案例实施完成后，各成员均能掌握UG的不同功能模块，且进一步巩固了《模具设计与制造》的相关知识。

案例式教学方式的考评在案例实施过程中进行，即过程化考核。当一个案例完成以后，小组进行汇报和答辩，教师针对学生在实施过程中存在的问题进行汇总和点评。同时对该项目组进行总体评分，该组的评分作为该组所有同学成绩的计算系数，项目组成员之间进行互评，得到每名同学在案例实施过程中的成绩。当所有案例完成后，汇总得各组的总成绩，成绩最好的小组给予奖励；汇总每位同学的成绩作为该生《模具设计与制造》以及UG软件应用课的成绩。

4.案例式教学的效果分析

实践表明，《模具设计与制造》与UG软件应用课程的案例式教学方式，改变了传统的教学思路，为学生提供了更加真实的贴近工作实际的教学环境，锻炼了学生解决实际问题的能力，有助于学生对课程知识点的理解和掌握，提高了学生学习的积极性。满足了应用型本科教育围绕社会职业岗位需要，能力为主的要求。

参考文献：

[1]段慧珍，李伟，于仙等.应用型本科教育的探索[J].时代教育.2016（1）：38.

[2]阳娣莎，王江兰.UG软件应用课程项目化教学改革的探索与实践[J].中国教育技术装备.2015（10）：108—109.

[3]于丹.职业教育塑料模具课程教学改革探讨与研究[J].改革.2013（9）：96—97.

作者简介：

李玉龙（1989-），男，河南开封人，助教，毕业于河南理工大学，主要研究方向为模具CAD/CAM技术研究与应用，发表学术论文5篇，获发明专利1项，实用新型专利多项，2016年被评为全国第三届硕士优秀实践成果获得者。