基于成果導(dǎo)向的“塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)”線上線下混合式教學(xué)改革與實(shí)踐

劉 峰，楊 偉，頓亞鵬

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 湖北 十堰 442002）

“塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)”是材料成型及控制工程和高分子材料與工程專業(yè)的一門(mén)專業(yè)核心課程。課程具有內(nèi)容多、綜合性和應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較高。采用線上教學(xué)時(shí)，教師和學(xué)生沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)面對(duì)面的場(chǎng)景感受，以及學(xué)生接受線上教學(xué)條件的差異，難以了解學(xué)情及學(xué)生學(xué)習(xí)效果，如何圍繞“成果導(dǎo)向（OBE）”的工程教育理念，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，保障教學(xué)質(zhì)量，對(duì)該課程的教學(xué)方式提出了更高要求。為保證學(xué)習(xí)效果，筆者基于OBE理念，精心策劃線上教學(xué)設(shè)計(jì)，從課程的線上資源平臺(tái)、教學(xué)方式、考核評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)等方面進(jìn)行了探索和研究。線上教學(xué)不是簡(jiǎn)單地把原來(lái)的課程進(jìn)行數(shù)字化處理，把原來(lái)的課程搬到線上，而是需要將課程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

通過(guò)改革與實(shí)踐，主要解決了以下幾個(gè)方面的教學(xué)問(wèn)題：

以“問(wèn)題”為中心，理論與實(shí)踐相結(jié)合，用工作項(xiàng)目統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)到知識(shí)與技能，提高教學(xué)效果，解決理論與實(shí)踐脫離的問(wèn)題。

改革傳統(tǒng)的單一考核評(píng)價(jià)方式，建立多元化評(píng)價(jià)方式，解決課程教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確的問(wèn)題。

使用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，設(shè)置課外學(xué)習(xí)任務(wù)、課堂測(cè)試、評(píng)論等方式提高學(xué)習(xí)興趣，解決課堂氣氛沉悶，學(xué)生興趣不高、被動(dòng)學(xué)習(xí)的問(wèn)題。

1 課程目標(biāo)的分解

“塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)”是材控專業(yè)的專業(yè)核心課程，需要學(xué)生掌握塑料成型的基本知識(shí)、工藝設(shè)計(jì)方法、塑料模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)實(shí)踐中常見(jiàn)塑料產(chǎn)品的成型工藝有關(guān)知識(shí)，使學(xué)生具備一定的塑料成型工藝設(shè)計(jì)及塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)“高級(jí)專門(mén)應(yīng)用型人才”的辦學(xué)定位和新工科人才要求，制定如下課程目標(biāo)。

知識(shí)目標(biāo)：系統(tǒng)掌握塑料成型的基本知識(shí)、工藝設(shè)計(jì)方法、注射機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理、塑料模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)實(shí)踐中常見(jiàn)塑料產(chǎn)品成型工藝的知識(shí)。

能力目標(biāo)：具備對(duì)中等復(fù)雜程度的塑件進(jìn)行成型工藝分析、制訂生產(chǎn)工藝規(guī)程和塑料模具設(shè)計(jì)方案的能力；能夠進(jìn)行設(shè)備操作及參數(shù)設(shè)置，設(shè)計(jì)合理的注塑工藝實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，具有數(shù)據(jù)處理、塑件缺陷分析和方案優(yōu)化的能力。

素質(zhì)目標(biāo)：有較強(qiáng)的工作責(zé)任心、良好的職業(yè)道德；具有自主學(xué)習(xí)能力和勇于創(chuàng)新的精神；較強(qiáng)的項(xiàng)目管理、溝通交流能力和協(xié)作精神。對(duì)應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了“工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案和研究”等四個(gè)教學(xué)目標(biāo)。為適應(yīng)線上教學(xué)，將教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化、模塊化，設(shè)計(jì)若干個(gè)任務(wù)點(diǎn)，給學(xué)生明確的目標(biāo)，具體如圖1 所示。

圖1 課程目標(biāo)

2 理實(shí)一體化課程內(nèi)容與教學(xué)方法設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)大綱要求，針對(duì)課程目標(biāo)，以注射模設(shè)計(jì)的工作過(guò)程為導(dǎo)向，以典型實(shí)例為載體，按照CDIO 理念，以“注射模具設(shè)計(jì)的工作過(guò)程”為項(xiàng)目統(tǒng)領(lǐng)課程內(nèi)容，分解為3 個(gè)項(xiàng)目13 個(gè)任務(wù)點(diǎn)，如圖2。另外，在了解塑料工業(yè)發(fā)展的歷程中，融入塑料在汽車中的應(yīng)用和東風(fēng)汽車公司發(fā)展歷程，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心和自豪感，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，培養(yǎng)立志獻(xiàn)身祖國(guó)的遠(yuǎn)大理想。在理論教學(xué)的工藝方案分析、模具設(shè)計(jì)計(jì)算中，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和工匠精神。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，嚴(yán)格操作規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)。

圖2 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

根據(jù)課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，由線上教學(xué)、案例教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、多維評(píng)價(jià)等多種教學(xué)手段組成的理實(shí)一體化的教學(xué)方法，如圖3。

圖3 教學(xué)方法

線上教學(xué)：通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)，學(xué)生自學(xué)掌握每個(gè)任務(wù)點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)和相關(guān)知識(shí)。課后學(xué)生在學(xué)習(xí)通完成自測(cè)和課后項(xiàng)目，教師在線指導(dǎo)。

案例教學(xué)：講解一個(gè)典型塑件完整的注射模設(shè)計(jì)案例。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)：教學(xué)內(nèi)容以注射模設(shè)計(jì)為主線，課程以完成一個(gè)塑件的注射模設(shè)計(jì)為項(xiàng)目，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)完成相應(yīng)的任務(wù)。引導(dǎo)學(xué)生參考案例運(yùn)用知識(shí)、培養(yǎng)能力。

實(shí)踐教學(xué)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集及結(jié)果分析，著重培養(yǎng)學(xué)生方案設(shè)計(jì)、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。以“汽車零部件材料成形工藝展示廳”實(shí)物開(kāi)展情景式教學(xué)，幫助學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的全面提升。

多維評(píng)價(jià)：采用老師對(duì)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)、學(xué)生相互評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)相結(jié)合的多維方式，對(duì)教學(xué)方法全面評(píng)價(jià)。

3 課程資源建設(shè)

每個(gè)任務(wù)點(diǎn)按照“任務(wù)引入—相關(guān)知識(shí)—任務(wù)實(shí)施”在學(xué)習(xí)通平臺(tái)建立課程資源。主要包括任務(wù)點(diǎn)的相關(guān)知識(shí)、課堂測(cè)試、案例教學(xué)及任務(wù)實(shí)施等。

知識(shí)點(diǎn)：為適應(yīng)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的需要，更新PPT內(nèi)容，明確任務(wù)點(diǎn)學(xué)習(xí)要求、主要知識(shí)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)，并輔助教學(xué)視頻、參考資料等，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。錄制所有任務(wù)點(diǎn)的課堂教學(xué)視頻，時(shí)長(zhǎng)總計(jì)1163min，便于學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)回顧。

課堂測(cè)試習(xí)題庫(kù)：每個(gè)任務(wù)點(diǎn)設(shè)置習(xí)題庫(kù)，對(duì)學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)進(jìn)行在線測(cè)試，保證學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握。試題庫(kù)題數(shù)達(dá)400 多個(gè)，學(xué)生可以在課后進(jìn)行自我檢測(cè)練習(xí)。

任務(wù)實(shí)施資源：選擇任務(wù)點(diǎn)的典型案例資料，制作微視頻，設(shè)置課后的任務(wù)實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用相關(guān)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。學(xué)生完成知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)后，需要通過(guò)課堂測(cè)試，系統(tǒng)會(huì)記錄課堂測(cè)試情況，以便于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；課后的任務(wù)實(shí)施，由學(xué)生在課后完成，提交到學(xué)習(xí)通，教師在線批閱后點(diǎn)評(píng)，以保證全體學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

教學(xué)平臺(tái)升級(jí)改造：更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，補(bǔ)充塑料模具，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，建成湖北省實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)示范中心，校企合作，補(bǔ)充“汽車零部件材料及成形工藝展示廳”的典型汽車內(nèi)外飾件。

4 線上線下混合教學(xué)設(shè)計(jì)

線上線下混合教學(xué)，需要學(xué)生自主學(xué)習(xí)，因此，只有好的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)才能引起學(xué)生的興趣，需要從學(xué)生角度考慮“如何能學(xué)好”，才能確立教師“怎樣能教好”。重新審視教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)教學(xué)策略，力求通過(guò)改變教學(xué)方式“讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)”，全方位參與到線上線下混合教學(xué)活動(dòng)中。構(gòu)建基于BOPPPS 有效教學(xué)模式的線上線下混合式教學(xué)，構(gòu)建八步式教學(xué)設(shè)計(jì)，如圖4。①引入：講解每個(gè)任務(wù)點(diǎn)在注射模具設(shè)計(jì)中的作用和地位。②教學(xué)目標(biāo)：學(xué)生應(yīng)掌握的知識(shí)和具備的技能。③知識(shí)：主要講解塑料成型工藝原理和注射模具設(shè)計(jì)知識(shí)。④前測(cè)：對(duì)學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢測(cè)，了解學(xué)生掌握情況。⑤課堂：講授重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)，講解教學(xué)案例，學(xué)生參與討論。⑥后測(cè)：課后，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)通在線自測(cè)學(xué)習(xí)效果。⑦實(shí)施：學(xué)生課后完成課后項(xiàng)目，教師在線指導(dǎo)。⑧總結(jié)：課堂上，對(duì)上次學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)。

圖4 線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

5 構(gòu)建注重過(guò)程性的多元化學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)體系

OBE 理念要求以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)內(nèi)容，因此依據(jù)課程目標(biāo)設(shè)計(jì)本課程的考核內(nèi)容，采用多元化的考核方案，不斷鼓勵(lì)、激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思維創(chuàng)新，以促進(jìn)知識(shí)的掌握、能力的培養(yǎng)及提高教學(xué)質(zhì)量。線上教學(xué)需要打破評(píng)價(jià)在時(shí)間、空間上的限制，通過(guò)線上平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，采用過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。過(guò)程性評(píng)價(jià)包括課堂測(cè)評(píng)、課后任務(wù)和完成情況，總結(jié)性評(píng)價(jià)為期末線上考核和實(shí)驗(yàn)考核，其評(píng)價(jià)形式及其對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)關(guān)系如圖5，課程的成績(jī)組成：線上考試成績(jī)占60%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占10%，課堂測(cè)試占10%，課后任務(wù)實(shí)施占20%。①課堂測(cè)試，針對(duì)工程知識(shí)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。發(fā)布測(cè)試題，檢查學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況；期末線上考試對(duì)整個(gè)課程的知識(shí)進(jìn)行考核。②課后任務(wù)實(shí)施，針對(duì)問(wèn)題分析和方案設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。每個(gè)任務(wù)點(diǎn)學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師通過(guò)對(duì)案例的講解，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)相應(yīng)知識(shí)，完成相應(yīng)的實(shí)踐分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的任務(wù)。③期末考試，針對(duì)工程知識(shí)和問(wèn)題分析目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要考核對(duì)知識(shí)的掌握和運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行問(wèn)題分析的能力。④實(shí)驗(yàn)考核，針對(duì)研究目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、操作、數(shù)據(jù)的處理與分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

圖5

6 結(jié)論

在新形勢(shì)下，線上教學(xué)和線上線下混合教學(xué)是課程教學(xué)發(fā)展的新趨勢(shì)。本課程針對(duì)線上教學(xué)的特點(diǎn)，基于OBE理念進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)、建立學(xué)習(xí)通在線課程資源、開(kāi)展線上教學(xué)，針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行多元化的評(píng)價(jià)，激勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中投入時(shí)間和精力，提高學(xué)習(xí)積極性，有利于提升學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。取得以下成效：①基于課程目標(biāo)優(yōu)化課程內(nèi)容，通過(guò)對(duì)課程的結(jié)構(gòu)體系及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革與創(chuàng)新，構(gòu)成基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“理論與實(shí)踐一體化”課程內(nèi)容，將塑料成型工藝分析、塑件結(jié)構(gòu)分析與模具設(shè)計(jì)等有機(jī)結(jié)合。②以“問(wèn)題”為中心，形成了案例式教學(xué)、情景式教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、討論式教學(xué)的線上線下混合教學(xué)模式。使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)到知識(shí)與技能，突出職業(yè)技能和綜合技能的培養(yǎng)。③開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以驗(yàn)證與分析相結(jié)合的綜合型實(shí)驗(yàn)為主，并將課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。