塑料成型工藝及模具設計一流課程建設與改革

林 權，陳麗軍，劉其南

（武夷學院 機電工程學院，福建 武夷山 354300）

塑料成型工藝及模具設計是一門實踐性、應用性很強的專業課，課程要求學生具有扎實的理論基礎以及綜合運用能力，但是傳統教學模式使學生感覺到課程內容繁雜，知識點零碎，塑料成型原理、模具結構設計不成體系，學習艱難，難以轉化應用[1,2]。近年來教育信息化技術高速發展，給課程建設與改革帶來了機遇，武夷學院機電工程學院課程組通過深入分析傳統課程教學存在的弊端，探索適合武夷學院發展定位的“兩性一度”課程建設與改革模式，并取得豐富的階段性教學成果，對其他應用型本科院校的課程建設改革提供了實踐經驗和思路。

1 傳統課程教學存在的問題

1.1 對教材依賴性強、教學資源單薄

傳統課堂教學手段主要依靠教材及配套資料，學生片面的認為“教材”就是“課程”，教材說什么就學什么，學習考核內容也局限于教材，但教材不僅開發建設具有延時性[3]，而且教學資源多局限于電子課件和各種圖片視頻，缺乏融合先進CAD/CAE應用技術、生產實踐項目等實用資料，導致課程的教學內容滯后于行業和企業的發展現狀。

1.2 學生學習主動性差、自控力不足

在電子產品充斥的今天，尤其是手機的存在，學生抵制不住誘惑，學習主動性積極性欠缺，存在沉迷游戲，課堂紀律渙散，課程內容時常“消化不良”等問題[4-5]，設計模具時更無從下手，實際教學狀況與教學目標有很大差距，教學效果不理想。

1.3 考核方法單一、缺乏過程性評價

傳統該課程考核方式采用注重結果的終結性考核[6-7]，通常期末考試成績占比權重高達70%或以上，這種考核方法單一，使得大部分學生只注重分數，忽略平時課堂的有效學習與課堂活動參與，嚴重限制了學生創新思維和想象力的發揮。

1.4 教學方式保守、個性發展受限

由于教師信息化素養提升不足，大多數高校仍以“我教你學，我講你聽”的教學方式為主，應用主要教學方法還是講授法，即使部分教師引入大量案例、生產視頻、機構動畫等作為補充教學手段，但該課程具有很強的實用性，沒有成體系的項目案例還是缺乏“安全感”[8-9]，學生覺得所學知識沒有生產實踐依托，內容空洞，思路不成閉路，最終導致學生學完該課程，仍不具備獨立完成簡單塑件的模具設計能力。

2 探索以“學生為中心”的創新教學模式

2.1 提出“學完一門課程，做完一套作品”的項目化教學策略

對課程體系和教學內容進行重組，轉化為11個教學項目，每個項目通過確定學習目標、引入項目任務、學習相關知識、項目實施（PBL討論分工）、項目問題解決、結果展示、教師點評等過程，系統完成項目任務后“生產”一套作品的教學策略，達到人才培養知識與技能的要求，如圖1所示。在項目實施過程中，學生是主角，教師是引導者，經過參與完成一系列的項目任務，使課程知識高度內化，提高學生內心成就感，增強學習自信心，培養同學之間的團隊協作精神。

圖1 項目任務流程Fig.1 Flow of project tasks

2.2 基于網絡教學平臺，進行翻轉課堂教學

課程組重視信息化教學改革，自2016年開始在超星爾雅教學服務平臺創建網絡資源共享課，2018年完成本校SPOC建設，開始應用線上資源輔助教學，2020年課程正式上線學銀在線MOOC，截止目前累計選課人數達到185人。課程網絡平臺建設有資料庫、習題庫、試卷庫、作業庫、生產視頻與動畫集、實驗資料，以及所有章節項目的課件、教學視頻、單元測驗、拓展應用項目等，還提供模流分析、模具結構設計、前沿學術文獻、應用技術經驗資料等教輔資料。

信息化教學過程中，課程組應用學銀在線網絡教學平臺和學習通智慧教學工具，采用翻轉課堂教學方式：（1）課前，通知并布置項目任務，學生自學和教師導學，通過單元測試，第一時間了解學生對知識點的掌握程度。（2）課中，教師有的放矢講解知識點和引導項目實施，學生利用智慧教學工具以及網絡平臺資源解決項目任務。深化項目知識技能要求，教師提出和探討拓展應用內容，以滿足不同層次學生的個性化學習需求，提升課程的挑戰性。（3）課后，教師依據課堂教學活動效果布置課后作業，對拓展任務進行跟蹤指導，根據實際學情適當調整下一次課程內容和流程。

2.3 構建“三級”項目制課程脈絡，項目融合課程思政

課程組依據教育部提出的建設金課淘汰水課精神[10]，提出基于“兩性一度”構建課程脈絡，提出構建“三級”項目制課程脈絡，如圖2所示。為了縮小教學目標與職業崗位能力目標差距，體現高階性與挑戰度，將教學內容轉化為進階式學習的三個級別應用項目，即“教學內容——項目任務（一級）——拓展項目（二級）——研發課程（三級）”，分類分級培養應用創新人才，思政元素融合于各項目中。

圖2 “兩性一度”課程脈絡Fig.2 “Two properties and one degree”course structure

首先，課程的創新性主要體現以下3點：（1）應用翻轉課堂教學方法，課前導學，學生以學習教學視頻和了解項目任務為主；課中內化，教師串講重難點知識和引導小組討論、團隊協作完成項目任務；課后跟蹤，教師進行學習評價以及跟蹤指導拓展項目。（2）采用“跟著學生走”組織教學，教師依據課前學生做題情況，選取課中串講內容，教師依據學生理解知識難易度，開展討論、搶答等課堂活動，教師依據學生完成項目任務情況，評估教學效果和調整教學進度流程，教師依據學生應用拓展項目需要，補充網絡平臺資源；（3）將“教室”變“工作室”，采用非標準化綜合評價模式，以結果為導向，判斷項目完成合格與否，執行行業三個統一標準：第一能否得到最優產品，第二模具加工工藝性是否最優，第三生產成本是否最低，如表1所示。

表1 項目任務評價等級與得分標準Tab.1 Project task evaluation level and scoring criteria

其次，課程的高階性與挑戰度主要體現為課程組將11個章節的知識目標與能力目標統一到11個項目任務中，為了進一步培養學生解決問題的綜合能力，再延伸出11個拓展項目，完成拓展項目內容需要學生對課程認知方法和問題舉一反三、觸類旁通。拓展項目大多數選自當前學科前沿性和先進性內容，為了學生能延續課題研究內容，課程組將拓展項目發展課題化，并制定了課題發展途徑。

拓展項目涵蓋了“塑料成型方式—塑料原料的選擇—產品成型結構工藝性分析—模流分析技術應用—編制成型工藝—選擇成型設備—模具成型設計分析—模具的結構分析”等各方面，體現了“能夠應用、能夠分析、能夠綜合”等高階性的能力要求。學生在課題研究過程中，需要將理論知識與行業應用技術融合，不僅增加了課程難度，而且提高了課程挑戰度，學生只有深入探究才能完成項目任務。在發展路徑方面，課程組通過指導學生申請大學生創新訓練項目、參加挑戰杯等學科競賽、入選畢業設計課題、指導發表學術論文等方面，繼續支持和幫助學生提升知識和技能應用能力，充分發揮學生的創新創造能力。

另外在項目運作中默默融入課程思政內容，例如拓展應用項目一：聚乙烯和聚丙烯材料是目前國內商品化產品中應用最多的高分子聚合物，但隨著產品生命周期的終結，大量聚乙烯和聚丙烯制品被人們丟棄，對環境造成嚴重沖擊，如何進行高效回收二次利用，以達到“源頭縮減、資源回收”循環使用的目標。學生通過完成該項目，讓學生重視環保，提高愛護家園的責任意識，響應習近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”發展理念[11]。

2.4 采用多元考核方式，注重過程性評價

采用過程性評價與期末終結性評價相結合的考核方式，各占比50%。過程性考核包括：課堂互動20%，含問卷、搶答、選人、討論等活動，單元測驗20%，項目任務及作業40%，課程實驗10%，課程訪問學習10%。在PBL項目任務考核中，采用非標準化綜合評價模式，注重考核學生分析問題、解決問題的能力，成績由 “教師40%+組間30%+組內20%+個人10%”構成。在期末終結性考核中，加大主觀分析題型的比重，充分體現專業知識技能的應用。

3 課程教學效果及成果

3.1 學生及督導對課程教學評價

2019—2020學年第一學期，課程學生評教結果為96.99分，參評率為100%；2019—2020學年第二學期，課程學生評教結果為95.26分，參評率為83%。學校督導評價該課程教學組織過程充分，發揮了學生的主動性，教學內容充實而有吸引力，教學氛圍調動性強，翻轉課堂加項目化的運作方式新穎，充分利用了現代智慧教學工具，豐富了教學形式和教學手段。其中教學內容實施“三級”項目制，應用拓展項目能將最新的研究成果應用于課堂教學，使學生能盡快與先進的設計理念和方法接軌，培養了學生創新能力，后續搭接大學生創新訓練項目、畢業設計課題等的思路新穎，著力培養和強化學生的實際應用技術能力，適應用人單位的需要，教學效果好，能為其他課程的建設與教學改革提供參考價值。

3.2 課程教學成果

（1）課程目標的達成度高，依據完成項目任務得分統計，最近一學期教學對象2017級機械設計制造及其自動化專業，其中83%以上的學生達到了評價等級中等以上，課程綜合得分合格率達到95%，優良率達到60.4%。

（2）應用拓展項目訓練了學生創新能力和科研能力，學生學習成果豐富，近年以學生為第一作者，發表學術期刊論文7篇，如表2所示，師生合署發表學術論文10余篇，立項國家級大創項目4項，立項師生共研科研項目2項。

表2 拓展項目學生課程學習成果Tab.2 The results of the students'course learning

（3）2019年獲立福建省線下一流課程，2020年獲得武夷學院線上教學優質課程獎，2021年獲超星示范教學包收錄。

結語

課程組以立項為2019年福建省線下一流本科課程為契機，依據建設特色鮮明的高水平應用型本科院校的發展目標定位，以及適應現代模具行業用人需求，經過多年的教學改革與努力，基于信息化網絡教學平臺，構建了“三級”項目制課程脈絡，通過采用“翻轉+項目”教學方法、“教室”變“工作室”創設教學情景、“跟著學生走”組織教學、多元化考核等系列創新教學方式，取得顯著教學成效，不僅成功地解決了傳統課堂的教學弊端，而且增加了學生對課程學習的濃厚興趣，還進一步激發了學生對學術科研的向往，實現“兩性一度”的課程建設目標和“以學生為中心”培養目標，課程建設與改革成果及措施具有一定的示范和推廣價值。