模具專業(yè)混合式教學(xué)模式探索與實(shí)踐

張 凱，文 丞，彭 艷，盧尚文

(湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410199)

0 引 言

2019年初,國務(wù)院頒布的《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》文件[1]要求：適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”發(fā)展需求，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，推動(dòng)教育教學(xué)變革創(chuàng)新，開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、定制課堂和移動(dòng)學(xué)習(xí)等信息化教學(xué)模式創(chuàng)新，提升教學(xué)效果，深化“三教”改革，提升技術(shù)技能人才培養(yǎng)質(zhì)量[2]。高職模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)以培養(yǎng)國家、社會(huì)和企業(yè)需要的高素質(zhì)高技能型模具人才為宗旨。目前，模具專業(yè)課程教學(xué)模式以講授為主，教學(xué)設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新，課堂內(nèi)容較為枯燥，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。需要利用現(xiàn)代化信息手段，進(jìn)行模具專業(yè)課教學(xué)模式改革，提升模具專業(yè)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣，加深其專業(yè)知識(shí)掌握和運(yùn)用能力。楊云龍[3]指出微課作為現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)物，能為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)教師的教育教學(xué)改革，微課應(yīng)用推廣勢(shì)在必行。師婷等[4]分析了高職教學(xué)存在的問題：部分課堂教學(xué)缺乏設(shè)計(jì)、信息化手段單調(diào)、教學(xué)手段匱乏、教學(xué)評(píng)估缺失等，指出教師應(yīng)該利用信息技術(shù)提升教學(xué)能力，其途徑包括利用信息資源、大學(xué)慕課等重構(gòu)自己的知識(shí)體系。陳葉娣等[5]以“雙分型面塑料模具分型機(jī)構(gòu)”這一模具專業(yè)核心技能為例，探討了信息化教學(xué)的實(shí)施步驟，將教學(xué)實(shí)施分為課前、課中和課后。課前學(xué)生通過在線課程了解本次學(xué)習(xí)任務(wù)，并通過學(xué)習(xí)交流群等平臺(tái)進(jìn)行溝通交流；課中使用仿真動(dòng)畫資源，進(jìn)行搶答和討論等活動(dòng)，做到觸類旁通、舉一反三；課后繼續(xù)在線復(fù)習(xí)鞏固。提出專業(yè)課教學(xué)要做到“線上、線下相結(jié)合”“課內(nèi)、課外相結(jié)合”“虛、實(shí)相結(jié)合”，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠“做中學(xué)、學(xué)中做”，從而提升學(xué)習(xí)效率，改進(jìn)學(xué)習(xí)效果。

冷沖壓模具設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的基礎(chǔ)核心課。其知識(shí)點(diǎn)多、實(shí)踐性強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)性數(shù)據(jù)多、學(xué)時(shí)短、技術(shù)技能更新快，學(xué)生普遍反映課程難度大，應(yīng)用實(shí)例實(shí)用性不強(qiáng)。為破解困境，提升學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，本文基于網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的連接主義學(xué)習(xí)理論，開展了冷沖壓模具設(shè)計(jì)課程的線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)踐與評(píng)價(jià)。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”混合式教學(xué)理論基礎(chǔ)

1.1 混合式教學(xué)

混合式教學(xué)模式始于20世紀(jì)70年代，由美國學(xué)者Curtis J. Bonk提出，其廣泛的認(rèn)知是指“在線學(xué)習(xí)與面授教學(xué)相混合”[6]。線上線下混合式教學(xué)已成為后疫情時(shí)代高校實(shí)施教學(xué)的新常態(tài)[7]。劉娜[8]對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)和混合式教學(xué)三者進(jìn)行了對(duì)比，指出混合式教學(xué)拓展了“教”與“學(xué)”的時(shí)、空。為保證混合式教學(xué)的順利實(shí)施，需要對(duì)教師培訓(xùn)，從技術(shù)上支持，從機(jī)制建設(shè)上進(jìn)行保障。程蹊[9]實(shí)踐了“教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)管理、關(guān)系構(gòu)建、教學(xué)實(shí)訓(xùn)”四大融合的“線上、線下多環(huán)節(jié)交叉融合”混合式教學(xué)模式，指出混合式教學(xué)實(shí)現(xiàn)了學(xué)生真正“動(dòng)起來”“懂起來”，提升了教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了學(xué)生的成就感和獲得感。

1.2 連接主義理論

隨著網(wǎng)絡(luò)的誕生和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，每個(gè)人已成為全球互聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，大量信息通過互聯(lián)網(wǎng)，如潮水般涌現(xiàn)。人類學(xué)習(xí)面臨信息超載、知識(shí)碎片化兩大挑戰(zhàn)[10]，信息超載意味著人們無法完全掌握前人的知識(shí)，對(duì)學(xué)習(xí)方法的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)顯得尤為重要；知識(shí)碎片化意味著原有按學(xué)科精心分類和組織起來的知識(shí)體系被打亂，教科書按章節(jié)按部就班的教學(xué)難以適應(yīng)信息時(shí)代的發(fā)展和學(xué)生對(duì)知識(shí)的期望。針對(duì)信息超載和知識(shí)碎片兩大挑戰(zhàn)，應(yīng)該運(yùn)用怎樣的學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)學(xué)習(xí)，已有的行為主義、認(rèn)知主義和建構(gòu)主義三大主要學(xué)習(xí)理論都存在一定的局限性[11]。針對(duì)信息時(shí)代知識(shí)的特點(diǎn)， 2004年，加拿大學(xué)者George Siemens在國際刊物《教學(xué)技術(shù)與遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)》上提出了連接主義，后續(xù)發(fā)表了一系列文章闡明連接主義學(xué)習(xí)理論[12]。連接主義學(xué)習(xí)理論包括八大基本原理[13]，其中與混合式教學(xué)模式構(gòu)建關(guān)系比較密切的有：(1)學(xué)習(xí)是一個(gè)不同節(jié)點(diǎn)或信息源連接的過程；(2)學(xué)習(xí)可存在于非人的設(shè)備上；(3)持續(xù)學(xué)習(xí)能力比知識(shí)自身更重要；(4)持續(xù)學(xué)習(xí)須培養(yǎng)與保持各種連接；(5)知識(shí)的流通是所有關(guān)聯(lián)主義學(xué)習(xí)活動(dòng)的目的；(6)決策本身就是一種學(xué)習(xí)過程等。

國內(nèi)目前對(duì)連接主義學(xué)習(xí)理論的研究主要還是集中在對(duì)其主要觀點(diǎn)的釋義和研究其對(duì)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)意義，而結(jié)合該理論，進(jìn)行混合式教學(xué)實(shí)踐的研究較少。本文作者運(yùn)用連接主義基本原則，指導(dǎo)冷沖壓模具設(shè)計(jì)課程混合式教學(xué)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)。

2 基于連接主義混合式教學(xué)模式探索

2.1 模具專業(yè)學(xué)情分析

學(xué)情是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，基于學(xué)情才能制定適宜的教學(xué)策略。教師只有掌握了學(xué)生的情況，才能實(shí)施有針對(duì)性、有效的教學(xué)[14]。因此，對(duì)模具專業(yè)學(xué)生學(xué)情充分的調(diào)研和分析是成功實(shí)施混合式教學(xué)的前提。通過有針對(duì)性的設(shè)計(jì)問卷，問題主要包括生源地、錄取途徑、入學(xué)成績(jī)、每天上網(wǎng)和用手機(jī)時(shí)長(zhǎng)、上網(wǎng)和用手機(jī)主要從事活動(dòng)等，了解到：本專業(yè)生源70%來至于普通高中，30%來至于中職和職高，其中20%為單獨(dú)招生。專業(yè)學(xué)生中有10%來自于中職模具制造技術(shù)專業(yè)，已有一定專業(yè)基礎(chǔ)和實(shí)踐能力。學(xué)生每天使用手機(jī)時(shí)長(zhǎng)普遍在4 h以上，遇到疑問時(shí)，喜好從互聯(lián)網(wǎng)尋找答案。

冷沖壓模具設(shè)計(jì)課程授課對(duì)象為模具設(shè)計(jì)與制造高職專業(yè)的二年級(jí)學(xué)生，該門課程為學(xué)生進(jìn)入專業(yè)后的第一門專業(yè)核心課，其學(xué)習(xí)效果將直接影響學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的興趣，因此要在本門課程教學(xué)中重視專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)方法的傳授。前導(dǎo)課程有工程制圖、公差與配合、模具材料及熱處理和認(rèn)知實(shí)習(xí)等。后續(xù)課程有模具CAD、模具CAE、模具制造工藝編制、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、技能實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

本課程總體目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所掌握的冷沖壓模具設(shè)計(jì)知識(shí)，進(jìn)行冷沖模具初步設(shè)計(jì)和制造；能夠獨(dú)立查閱冷沖壓模具設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料和手冊(cè)；具備繪制冷沖模具結(jié)構(gòu)零件圖、裝配圖的能力；具有制訂模具裝配和零件加工工藝、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力，如圖1所示。

圖1 課程目標(biāo)

2.2 基于連接主義的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

圖2 課程內(nèi)、外循環(huán)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

依據(jù)連接主義中“促進(jìn)持續(xù)學(xué)習(xí)，須培養(yǎng)與保持各種連接”的原理，建立冷沖壓與前、后續(xù)課程間連接的外循環(huán)網(wǎng)絡(luò)和各知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。在外循環(huán)網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)生在進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)時(shí)，在實(shí)習(xí)企業(yè)了解到冷沖壓的應(yīng)用，對(duì)課程有了初步認(rèn)識(shí)，并收集了企業(yè)典型沖壓工作任務(wù)。進(jìn)入冷沖壓模具設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)時(shí)，以企業(yè)典型工作任務(wù)為載體，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)技能，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的第一次升華。生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)，再次進(jìn)入企業(yè)，運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)、技能，完成企業(yè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能的第二次升華。崗位技能實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)企業(yè)典型沖壓工作任務(wù)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，主要注重創(chuàng)新和改進(jìn)，所學(xué)冷沖壓知識(shí)、技能獲得第三次升華。

將班級(jí)組成多個(gè)學(xué)習(xí)共同體，在空間上，實(shí)現(xiàn)不同類型的學(xué)習(xí)[15]。自薦一名組長(zhǎng)，配備一名中職模具制造技術(shù)專業(yè)學(xué)生為技術(shù)支持。在認(rèn)知實(shí)習(xí)時(shí)，每個(gè)學(xué)習(xí)共同體已從企業(yè)典型沖壓工作任務(wù)中獲得了沖壓模具設(shè)計(jì)案例。每講授一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)學(xué)習(xí)共同體提交相關(guān)設(shè)計(jì)過程和計(jì)算結(jié)果。課程結(jié)束時(shí)，每個(gè)學(xué)習(xí)共同體可獲得一個(gè)完整的沖壓模設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、崗位技能實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以學(xué)習(xí)共同體為紐帶，學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和知識(shí)的獲取、甄別能力得到了提升。

根據(jù)課時(shí)安排和沖壓企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，課程內(nèi)容主要圍繞沖裁模具設(shè)計(jì)展開。依據(jù)高等職業(yè)教育的職業(yè)性，以企業(yè)典型工作任務(wù)為導(dǎo)向，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行展開[16]。在前期的認(rèn)知實(shí)習(xí)時(shí)，對(duì)企業(yè)典型工作任務(wù)和企業(yè)員工應(yīng)具有的知識(shí)、能力和素質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行了調(diào)研分析。在本課程講授前，已將其轉(zhuǎn)換為本課程學(xué)生的課程任務(wù)和課程教學(xué)目標(biāo)。為了突出課程的實(shí)踐性特點(diǎn)，在理論知識(shí)學(xué)習(xí)過程中，穿插實(shí)踐操作和模具軟件使用。根據(jù)高等職業(yè)教育的特性，融入創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。

將知識(shí)點(diǎn)碎片化，保證線上線下混合式教學(xué)順利開展，擴(kuò)展學(xué)習(xí)的時(shí)域和空域。同時(shí)，保證每個(gè)知識(shí)點(diǎn)自身的完備，又保留了相互的連接性。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)包括引言、知識(shí)點(diǎn)講解、知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用等環(huán)節(jié)，都配有多種形式的學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)資源包括微課、交互動(dòng)畫、習(xí)題和應(yīng)用案例等。本課程共 64學(xué)時(shí)，開發(fā)了 40 個(gè)交互動(dòng)畫、150 個(gè)微課視頻、50個(gè)課件、550道習(xí)題、30個(gè)拓展閱讀文獻(xiàn)等資源。

2.3 教學(xué)實(shí)施

線上線下混合式教學(xué)分為課前、課中和課后3個(gè)環(huán)節(jié)。課前、課后教學(xué)活動(dòng)以線上學(xué)習(xí)為主，課中線上線下混合進(jìn)行。課中教學(xué)主要對(duì)知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)結(jié)合線上資源進(jìn)行講解、分析和討論，并安排一定量的以工作任務(wù)為導(dǎo)向的課程作業(yè)。

如圖3所示，以刃口尺寸配作法計(jì)算為例，說明線上線下混合式教學(xué)的實(shí)施過程。該知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)是：學(xué)生理解配作法的原理，能正確運(yùn)用計(jì)算公式。課前通過線上微課，學(xué)生了解到刃口尺寸的定義。通過觀看企業(yè)刃口修磨原因分析和修磨后的驗(yàn)證，認(rèn)識(shí)到刃口對(duì)于沖壓模具的意義。課中，教師詳細(xì)講解刃口尺寸計(jì)算的原理、計(jì)算公式，并講解實(shí)例。各個(gè)學(xué)習(xí)共同體，根據(jù)學(xué)習(xí)到的刃口尺寸配作法知識(shí)，對(duì)自己的沖壓模具設(shè)計(jì)進(jìn)行討論和計(jì)算。后續(xù)，安排學(xué)生用office、三維和二維軟件完成刃口尺寸計(jì)算，形成電子文檔。本知識(shí)點(diǎn)線下學(xué)習(xí)完成后，安排一定的線上習(xí)題和擴(kuò)展閱讀文獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)向高級(jí)階段的遷移。擴(kuò)展閱讀文獻(xiàn)的引入，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)通過渠道與平臺(tái)獲取和甄別知識(shí)，掌握知識(shí)“從哪里學(xué)”的技能[17]。

圖3 教學(xué)實(shí)施實(shí)例

2.4 教學(xué)評(píng)價(jià)

學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)以過程性評(píng)價(jià)為主，終了性評(píng)價(jià)為輔。在課前、課中和課后3個(gè)階段，從知識(shí)、能力和素質(zhì)3個(gè)維度，教師、學(xué)生多主體參與，構(gòu)建了如表1所示的“三環(huán)節(jié)、多維、多元”的評(píng)價(jià)體系。依托線上學(xué)習(xí)平臺(tái)和線下學(xué)生學(xué)習(xí)行為記錄，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)全過程可追溯。拓展閱讀引入了在模具設(shè)計(jì)與制造中涌現(xiàn)的一些先進(jìn)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，如逆向工程、增材制造[18]、快速熱處理和表面處理等，拓展學(xué)生視野，了解專業(yè)發(fā)展新動(dòng)向。在崗位實(shí)踐環(huán)節(jié)，依據(jù)模具相關(guān)職業(yè)崗位要求，開展相關(guān)實(shí)踐，撰寫實(shí)踐報(bào)告。在階段考核環(huán)節(jié)，以主觀題為主，客觀題分值降低至20%。主觀題提供必要的背景知識(shí)和設(shè)計(jì)參數(shù)等，主要考核學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用、推演和歸納能力。

表1 三環(huán)節(jié)、多維、多元教學(xué)評(píng)價(jià)體系

2.5 實(shí)施效果

教師團(tuán)隊(duì)與學(xué)生以課堂、學(xué)習(xí)共同體等為載體，促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)教學(xué)、科研能力。在以下幾個(gè)方面取得了較明顯的成果。

1) 線上線下混合式教學(xué)實(shí)施，學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣顯著提升，知識(shí)掌握和運(yùn)用度提高。經(jīng)過2年的教學(xué)實(shí)踐，每年課程教授4個(gè)教學(xué)班級(jí)，180多人，本門課程綜合測(cè)評(píng)成績(jī)較原來有顯著提高，及格率提高了20%，優(yōu)秀率提高了15%，后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀率提高了10%。

2) 知識(shí)獲取能力提升，團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新意識(shí)增強(qiáng)。教師從學(xué)習(xí)共同體中發(fā)掘團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新意識(shí)較突出的學(xué)生，組隊(duì)參加互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，獲得省二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。

3) 教師信息化手段提升，業(yè)務(wù)水平增強(qiáng)。教師混合式教學(xué)運(yùn)用能力大幅提升，教學(xué)能力不斷增強(qiáng)，本課程教師團(tuán)隊(duì)參加省教師教學(xué)能力比賽，獲三等獎(jiǎng)。

雖然本課程線上線下混合式教學(xué)取得了初步成效，但仍然存在一些不足。一方面，現(xiàn)有的教學(xué)資源，不能完全滿足混合式教學(xué)需要，尤其在課程課時(shí)短、學(xué)習(xí)內(nèi)容多的情況下，怎樣拓展學(xué)習(xí)時(shí)域、空域，將易學(xué)易懂的知識(shí)轉(zhuǎn)為線上學(xué)習(xí)，還需加強(qiáng)教學(xué)資源開發(fā)。另一方面，收集的企業(yè)典型工作任務(wù)不夠豐富、更新不及時(shí)，后續(xù)還需加大校企合作廣度和深度，獲取更多最新工作任務(wù)。最后，在學(xué)習(xí)共同體方面，基礎(chǔ)較弱的學(xué)生積極性有待提高，后續(xù)還需對(duì)不同基礎(chǔ)、能力的學(xué)生進(jìn)行差異化的教學(xué)，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。

3 結(jié) 論

在基于連接主義的混合式教學(xué)的開展過程中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，更好地貫徹了“以學(xué)生為中心”的教育理念。在專業(yè)課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅掌握了專業(yè)知識(shí)，還提升了學(xué)習(xí)技能和創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。后期課程建設(shè)中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，開展更多的教學(xué)探索，以實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)改革的持續(xù)深入，不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量。