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[摘要]本文着重对模具设计与制造专业应用型人才设计实践教学培养的新模式进行了深入研究，分析了先进计算机技术在本专业领域的应用及当前高校在专业应用型人才培养中存在的问题，明确指出了采用先进设计理论同先进计算机应用技术相结合方法对本专业应用型人才进行实践教学培养的重要性和必然性，最后就本专业实践教学培养新模式的实施要点进行了具体阐述。
[关键词]模具设计与制造专业 教学培养 计算机技术 设计实践
一、模具设计与制造专业应用型人才的实践教学培养目标
模具设计与制造专业（简称模具专业）方向立足培养模具设计与制造相关领域专业技术人员。高校模具专业方向的应用型人才的教学培养目标是：面向各类型模具制造相关企业，培养爱岗敬业，掌握机械设计理论及各类模具设计与制造基础知识，具有较强的再学习能力和创新能力，能在模具生产第一线从事模具设计制造、技术开发、应用研究和经营销售的应用型工程技术和管理人才。由于国内外模具领域的新技术、新材料、新工艺在飞速发展，促使我国对模具专业人才的专业知识与专业技能的要求也在不断提高。深入研究我国高校模具专业应用型人才的实践教学培养新模式是十分必要和迫切的。
二、先进计算机技术在模具工业领域中的应用现状分析
国内外采用模具生产的产品种类繁多，一付模具的制造过程，往往需要产品设计师．模具设计师、模具加工工艺师及熟练专业技术工人协同努力来共同完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代，不断优化的过程。模具企业采用传统手工设计方式已越来越不能满足市场激烈竞争的需要，而先进计算机技术的运用正在各方面正逐渐取代传统手工设计方式，并显现出巨大的经济效益。先进计算机技术在冲压模具工业相关领域中的实际应用，主要表现在以下几个方面：(1)冲件结构CAD三维设计；(2)冲件成形过程CAE分析及相关工艺参数的优化设计；(3)模具开、合模运动CAE仿真；(4)模具制造的CAM技术等。由此可见，先进计算机技术在模具制造工业领域中的应用前景非常广阔。
三、模具专业应用型人才的设计实践教学及培养新模式
模具专业的技术人员要求具有较强的综合运用理论知识和动手实践能力，在本专业实践教学培养中，应使大学生在下述基本设计实践能力上得到全面的培养和锻炼：(1)制品结构设计及工艺选择；(2)一般模具的设计能力；(3)制品的质量分析及成形工艺改进、模具结构的改进设计能力；(4)了解模具设计相关的常用商业软件以及同实际设计的结合。
以往的实践教学培养模式严格来说，只能算是模具设计相关课程的一个课程设计教学过程。仍以冲压模具设计为例：即由指导教师指定一个冲压产品，有时指导教师甚至连产品及模具结构模型图都交给学生，学生按照指导教师所给样本上的模具设计步骤依次做下去。由于没有实际设计和生产实践经验，同时高校也不可能将所有学生设计的零件变成实际产品，因此导致学生根本不清楚自己参与和完成的冲压制品设计和相关冲压模具设计究竟是否合理，即使是有丰富实践经验的指导老师有时也很难指出一个学生设计的所有不合理之处。一旦这样培养出的学生踏入到社会从事实际冲压产品和相关模具设计工作后，企业往往还需要对应届学生经过长达1～2年的再培养和实践时间，才能令学生对模具设计工作有感性认识，真正投入到实际冲压模具设计实际工作中。因此必须尽快改变这种模具专业应用型人才适应社会能力不强的现状，深入研究模具专业应用型人才在的教学培养新模式就显得尤为重要了。
建立新型模具专业实践教学环节培养模式的主要途径有：（1）可以利用学校和企业建立的产学合作平台，以及和相关企业的密切合作关系，在学生完成相关冲压工艺及模具专业知识学习后，就让学生有机会进入企业进行实习并开始进行毕业设计方面的工作；（2）让高校相关指导教师根据每个学生具体情况进行重点指导和全面掌握，尽量创造机会让在校学生到相关模具企业中去接触实际冲压零件和冲压模具，提高实际动手、动脑的能力，并增强解决实际问题的技能；（3）在相应的设计实践教学培养过程中，可采取将实际产品和相关模具设计教学内容同先进计算机CAD/CAM/CAE技术的应用紧密结合在一起，要求学生在完成本专业课程的学习和毕业设计工作过程中，不仅要掌握1～2门CAD软件，还须掌握1～2门CAE分析软件，或掌握1～2门CAM软件。
在组织和安排整个设计实践教学培养内容时，为了保证每个大学生的实际培养质量，可将从事相关冲压产品及模具设计的学生组成若干个设计兴趣小组，由相关高校指导老师和企业设计人员组成相应的设计指导小组，设计指导小组的每个指导老师可独立负责设计流程的一个环节或一个步骤：首先在布置具体产品设计任务时，可提供给每个设计小组相关实际零件的二维工程图或实物，及一些相关设计信息。组织设计小组的所有学生进行集中讨论并自行分工，其中一部分学生负责采用三维造型软件（Pro/E、UG等）根据实际零件的二维工程图绘出零件的三维造型图，或通过反求工程设计进行冲件实物测绘最终绘制出零件的三维图，这部分学生还需要对零件进行相应的结构设计和优化，学生在进行零件结构设计和优化过程中，可运用结构分析计算机分析软件，如Marc、ANSYS等软件对冲件受力后的结构强度、刚度及应力等进行分析，并对零件结构进行不断修正。因此，负责这部分设计工作的学生在此过程中可以感受到机械设计、工业产品设计、材料力学、理论力学等专业及基础理论课程知识在这个阶段的作用，对以前所学相关课程也是一个综合应用的过程。 当设计小组的这部分学生将零件几何结构设计完成后，将由设计小组的另外一部分学生紧接着负责进行相关的模具结构设计和模具结构工艺方面的设计工作。这部分学生可采用的是三维CAD造型软件，例如UG、PROE、SOLIDWORKS等CAD软件设计并建立起相应的模具的工作部分、支撑部分、卸料出料等部件的CAD模型，以及利用CAD软件中的运动仿真模块，将模具的整个运动过程进行仿真试验。这个过程实际上并没有到此结束，因为它将要和另外设计小组的同学进行紧密合作，将模具设计与所设计工件的成形CAE分析的工作紧密联系起来。负责此环节的学生所采用的成形分析软件根据工艺种类划分可以为：金属成形CAE分析可采用DYNAFORM、AUTOFORM、HYPERFORM、DEFORM等专业CAE分析软件，主要是根据金属在模具中的成形过程的动态运动和应力、应变分布云图以及FLD图等，改进模具结构和对相应零件具体成形工艺参数进行优化，最终使相应的成形模具结构及成形工艺参数均达到最佳状况；高分子材料成形可采用相应的模流CAE分析软件（Moldflow、Moldex3d等）进行成形过程CAE分析。当模具结构设计工作完成后，还可以分配设计小组的部分学生根据上述学生设计的相关模具结构，再进行相关模具零部件的数控加工仿真试验，这部分学生可采用的计算机软件是UGCAM、MASTERCAM等。最终完成整个成形模具的虚拟加工过程，并自动编制数控加工的NC代码，利用仿真模块可以查看加工完后模具结构的合理性。如果所在高校学生具备的设计实践设备条件较为完善和充分的话，相关学生设计小组还可利用所在学校的相关科研教学试验平台，在指导老师的指导下将所设计的模具实际制造出来，并进行实际零件的成形物理试验。最后由整个设计小组不同设计环节的负责学生分别提供出详细的设计、制造及分析说明书以及完整的设计二维、三维工程图纸。在整个设计实践教学过程完成后，属于一个设计小组中的每位学生都必须对自己所负责的相关设计过程及结果做一个详尽的设计工作总结，并提出所参与的项目设计环节中具有的创新之处与特色。根据自己参与的设计环节进行相关技术论文撰写工作。这就要求设计小组的所有参与成员相互协调和配合、对技术问题进行共同探讨和决策。所有参与具体零件设计的学生在各自的设计小组中均可以通过计算机和网络看到自己参与设计、加工出来的最终虚拟产品。通过亲身参与实际零件的整个设计、制造全过程，充分体会到设计成功的喜悦，同时还能深刻体会到在一个零件从设计到制造的整个过程中，自己必须具有与小组其他成员保持良好的相互沟通，相互学习，取长补短的团队合作精神，才能将整个设计实践工作圆满完成。
四、结论
这种专业实践教学培养新模式与相关模具制造行业、企业的实际生产、经营模式是非常吻合的。高校模具专业的在校学生若能接受此实践教学新型培养模式系统训练，一定能受到现代模具工业企业的普遍欢迎，同时也可让模具专业毕业学生在最短的工作实践周期中就能较好地胜任相应的设计工作。从而形成产、学、研联合的良性循环的教学培养机制，为社会输送模具专业应用型人才做出贡献。
项目资助情况：上海工程技术大学课程建设项目（编号：A-2600-1101034）；上海市重点学科建设项目（编号：J51402）。
[参考文献]
[1]李发伸,王根顺.论社会主义市场经济对我国高等教育模式的规范[J],兰州大学学报，1993，21(4):88－93.
[2]甄睿,蔡璐.应用型本科院校金属材料工程专业人才培养和教学改革的思考[J],南京工程学院学报(社会科学版),2009,9(4):65-68.
[3]马蓉仙.论应用型本科院校创新型人才的培养[J].福建师范大学福清分校学报,2009(1):68-72.
[4]王淮庆,叶原丰.应用型本科院校材料学科建设和人才培养的思考[J].职业技术,2008(12):21-23.
[5]孙建春,陈登明.金属材料工程专业实习教学的改革实践[J].中国冶金教育,2009,(4):56－60.
（作者单位：上海工程技术大学材料工程学院 上海）
[关键词]模具设计与制造专业 教学培养 计算机技术 设计实践
一、模具设计与制造专业应用型人才的实践教学培养目标
模具设计与制造专业（简称模具专业）方向立足培养模具设计与制造相关领域专业技术人员。高校模具专业方向的应用型人才的教学培养目标是：面向各类型模具制造相关企业，培养爱岗敬业，掌握机械设计理论及各类模具设计与制造基础知识，具有较强的再学习能力和创新能力，能在模具生产第一线从事模具设计制造、技术开发、应用研究和经营销售的应用型工程技术和管理人才。由于国内外模具领域的新技术、新材料、新工艺在飞速发展，促使我国对模具专业人才的专业知识与专业技能的要求也在不断提高。深入研究我国高校模具专业应用型人才的实践教学培养新模式是十分必要和迫切的。
二、先进计算机技术在模具工业领域中的应用现状分析
国内外采用模具生产的产品种类繁多，一付模具的制造过程，往往需要产品设计师．模具设计师、模具加工工艺师及熟练专业技术工人协同努力来共同完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代，不断优化的过程。模具企业采用传统手工设计方式已越来越不能满足市场激烈竞争的需要，而先进计算机技术的运用正在各方面正逐渐取代传统手工设计方式，并显现出巨大的经济效益。先进计算机技术在冲压模具工业相关领域中的实际应用，主要表现在以下几个方面：(1)冲件结构CAD三维设计；(2)冲件成形过程CAE分析及相关工艺参数的优化设计；(3)模具开、合模运动CAE仿真；(4)模具制造的CAM技术等。由此可见，先进计算机技术在模具制造工业领域中的应用前景非常广阔。
三、模具专业应用型人才的设计实践教学及培养新模式
模具专业的技术人员要求具有较强的综合运用理论知识和动手实践能力，在本专业实践教学培养中，应使大学生在下述基本设计实践能力上得到全面的培养和锻炼：(1)制品结构设计及工艺选择；(2)一般模具的设计能力；(3)制品的质量分析及成形工艺改进、模具结构的改进设计能力；(4)了解模具设计相关的常用商业软件以及同实际设计的结合。
以往的实践教学培养模式严格来说，只能算是模具设计相关课程的一个课程设计教学过程。仍以冲压模具设计为例：即由指导教师指定一个冲压产品，有时指导教师甚至连产品及模具结构模型图都交给学生，学生按照指导教师所给样本上的模具设计步骤依次做下去。由于没有实际设计和生产实践经验，同时高校也不可能将所有学生设计的零件变成实际产品，因此导致学生根本不清楚自己参与和完成的冲压制品设计和相关冲压模具设计究竟是否合理，即使是有丰富实践经验的指导老师有时也很难指出一个学生设计的所有不合理之处。一旦这样培养出的学生踏入到社会从事实际冲压产品和相关模具设计工作后，企业往往还需要对应届学生经过长达1～2年的再培养和实践时间，才能令学生对模具设计工作有感性认识，真正投入到实际冲压模具设计实际工作中。因此必须尽快改变这种模具专业应用型人才适应社会能力不强的现状，深入研究模具专业应用型人才在的教学培养新模式就显得尤为重要了。
建立新型模具专业实践教学环节培养模式的主要途径有：（1）可以利用学校和企业建立的产学合作平台，以及和相关企业的密切合作关系，在学生完成相关冲压工艺及模具专业知识学习后，就让学生有机会进入企业进行实习并开始进行毕业设计方面的工作；（2）让高校相关指导教师根据每个学生具体情况进行重点指导和全面掌握，尽量创造机会让在校学生到相关模具企业中去接触实际冲压零件和冲压模具，提高实际动手、动脑的能力，并增强解决实际问题的技能；（3）在相应的设计实践教学培养过程中，可采取将实际产品和相关模具设计教学内容同先进计算机CAD/CAM/CAE技术的应用紧密结合在一起，要求学生在完成本专业课程的学习和毕业设计工作过程中，不仅要掌握1～2门CAD软件，还须掌握1～2门CAE分析软件，或掌握1～2门CAM软件。
在组织和安排整个设计实践教学培养内容时，为了保证每个大学生的实际培养质量，可将从事相关冲压产品及模具设计的学生组成若干个设计兴趣小组，由相关高校指导老师和企业设计人员组成相应的设计指导小组，设计指导小组的每个指导老师可独立负责设计流程的一个环节或一个步骤：首先在布置具体产品设计任务时，可提供给每个设计小组相关实际零件的二维工程图或实物，及一些相关设计信息。组织设计小组的所有学生进行集中讨论并自行分工，其中一部分学生负责采用三维造型软件（Pro/E、UG等）根据实际零件的二维工程图绘出零件的三维造型图，或通过反求工程设计进行冲件实物测绘最终绘制出零件的三维图，这部分学生还需要对零件进行相应的结构设计和优化，学生在进行零件结构设计和优化过程中，可运用结构分析计算机分析软件，如Marc、ANSYS等软件对冲件受力后的结构强度、刚度及应力等进行分析，并对零件结构进行不断修正。因此，负责这部分设计工作的学生在此过程中可以感受到机械设计、工业产品设计、材料力学、理论力学等专业及基础理论课程知识在这个阶段的作用，对以前所学相关课程也是一个综合应用的过程。 当设计小组的这部分学生将零件几何结构设计完成后，将由设计小组的另外一部分学生紧接着负责进行相关的模具结构设计和模具结构工艺方面的设计工作。这部分学生可采用的是三维CAD造型软件，例如UG、PROE、SOLIDWORKS等CAD软件设计并建立起相应的模具的工作部分、支撑部分、卸料出料等部件的CAD模型，以及利用CAD软件中的运动仿真模块，将模具的整个运动过程进行仿真试验。这个过程实际上并没有到此结束，因为它将要和另外设计小组的同学进行紧密合作，将模具设计与所设计工件的成形CAE分析的工作紧密联系起来。负责此环节的学生所采用的成形分析软件根据工艺种类划分可以为：金属成形CAE分析可采用DYNAFORM、AUTOFORM、HYPERFORM、DEFORM等专业CAE分析软件，主要是根据金属在模具中的成形过程的动态运动和应力、应变分布云图以及FLD图等，改进模具结构和对相应零件具体成形工艺参数进行优化，最终使相应的成形模具结构及成形工艺参数均达到最佳状况；高分子材料成形可采用相应的模流CAE分析软件（Moldflow、Moldex3d等）进行成形过程CAE分析。当模具结构设计工作完成后，还可以分配设计小组的部分学生根据上述学生设计的相关模具结构，再进行相关模具零部件的数控加工仿真试验，这部分学生可采用的计算机软件是UGCAM、MASTERCAM等。最终完成整个成形模具的虚拟加工过程，并自动编制数控加工的NC代码，利用仿真模块可以查看加工完后模具结构的合理性。如果所在高校学生具备的设计实践设备条件较为完善和充分的话，相关学生设计小组还可利用所在学校的相关科研教学试验平台，在指导老师的指导下将所设计的模具实际制造出来，并进行实际零件的成形物理试验。最后由整个设计小组不同设计环节的负责学生分别提供出详细的设计、制造及分析说明书以及完整的设计二维、三维工程图纸。在整个设计实践教学过程完成后，属于一个设计小组中的每位学生都必须对自己所负责的相关设计过程及结果做一个详尽的设计工作总结，并提出所参与的项目设计环节中具有的创新之处与特色。根据自己参与的设计环节进行相关技术论文撰写工作。这就要求设计小组的所有参与成员相互协调和配合、对技术问题进行共同探讨和决策。所有参与具体零件设计的学生在各自的设计小组中均可以通过计算机和网络看到自己参与设计、加工出来的最终虚拟产品。通过亲身参与实际零件的整个设计、制造全过程，充分体会到设计成功的喜悦，同时还能深刻体会到在一个零件从设计到制造的整个过程中，自己必须具有与小组其他成员保持良好的相互沟通，相互学习，取长补短的团队合作精神，才能将整个设计实践工作圆满完成。
四、结论
这种专业实践教学培养新模式与相关模具制造行业、企业的实际生产、经营模式是非常吻合的。高校模具专业的在校学生若能接受此实践教学新型培养模式系统训练，一定能受到现代模具工业企业的普遍欢迎，同时也可让模具专业毕业学生在最短的工作实践周期中就能较好地胜任相应的设计工作。从而形成产、学、研联合的良性循环的教学培养机制，为社会输送模具专业应用型人才做出贡献。
项目资助情况：上海工程技术大学课程建设项目（编号：A-2600-1101034）；上海市重点学科建设项目（编号：J51402）。
[参考文献]
[1]李发伸,王根顺.论社会主义市场经济对我国高等教育模式的规范[J],兰州大学学报，1993，21(4):88－93.
[2]甄睿,蔡璐.应用型本科院校金属材料工程专业人才培养和教学改革的思考[J],南京工程学院学报(社会科学版),2009,9(4):65-68.
[3]马蓉仙.论应用型本科院校创新型人才的培养[J].福建师范大学福清分校学报,2009(1):68-72.
[4]王淮庆,叶原丰.应用型本科院校材料学科建设和人才培养的思考[J].职业技术,2008(12):21-23.
[5]孙建春,陈登明.金属材料工程专业实习教学的改革实践[J].中国冶金教育,2009,(4):56－60.
（作者单位：上海工程技术大学材料工程学院 上海）