基于成果導向的“塑料成型工藝及模具設計”線上線下混合式教學改革與實踐

劉 峰，楊 偉，頓亞鵬

（湖北汽車工業(yè)學院材料科學與工程學院 湖北 十堰 442002）

“塑料成型工藝及模具設計”是材料成型及控制工程和高分子材料與工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。課程具有內容多、綜合性和應用性強等特點，學生學習難度較高。采用線上教學時，教師和學生沒有現場教學面對面的場景感受，以及學生接受線上教學條件的差異，難以了解學情及學生學習效果，如何圍繞“成果導向（OBE）”的工程教育理念，實現課程教學目標，保障教學質量，對該課程的教學方式提出了更高要求。為保證學習效果，筆者基于OBE理念，精心策劃線上教學設計，從課程的線上資源平臺、教學方式、考核評價和持續(xù)改進等方面進行了探索和研究。線上教學不是簡單地把原來的課程進行數字化處理，把原來的課程搬到線上，而是需要將課程進行重新設計。

通過改革與實踐，主要解決了以下幾個方面的教學問題：

以“問題”為中心，理論與實踐相結合，用工作項目統(tǒng)領整個教學內容，使學生在解決問題的過程中學到知識與技能，提高教學效果，解決理論與實踐脫離的問題。

改革傳統(tǒng)的單一考核評價方式，建立多元化評價方式，解決課程教學目標和學生學習目的不明確的問題。

使用超星學習通平臺，設置課外學習任務、課堂測試、評論等方式提高學習興趣，解決課堂氣氛沉悶，學生興趣不高、被動學習的問題。

1 課程目標的分解

“塑料成型工藝及模具設計”是材控專業(yè)的專業(yè)核心課程，需要學生掌握塑料成型的基本知識、工藝設計方法、塑料模具結構及設計以及生產實踐中常見塑料產品的成型工藝有關知識，使學生具備一定的塑料成型工藝設計及塑料模具結構設計的能力。結合學校培養(yǎng)“高級專門應用型人才”的辦學定位和新工科人才要求，制定如下課程目標。

知識目標：系統(tǒng)掌握塑料成型的基本知識、工藝設計方法、注射機的結構及工作原理、塑料模具結構及設計以及生產實踐中常見塑料產品成型工藝的知識。

能力目標：具備對中等復雜程度的塑件進行成型工藝分析、制訂生產工藝規(guī)程和塑料模具設計方案的能力；能夠進行設備操作及參數設置，設計合理的注塑工藝實驗方案并進行實驗，具有數據處理、塑件缺陷分析和方案優(yōu)化的能力。

素質目標：有較強的工作責任心、良好的職業(yè)道德；具有自主學習能力和勇于創(chuàng)新的精神；較強的項目管理、溝通交流能力和協(xié)作精神。對應工程教育專業(yè)認證標準，設計了“工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案和研究”等四個教學目標。為適應線上教學，將教學目標進行了細化、模塊化，設計若干個任務點，給學生明確的目標，具體如圖1 所示。

圖1 課程目標

2 理實一體化課程內容與教學方法設計

根據教學大綱要求，針對課程目標，以注射模設計的工作過程為導向，以典型實例為載體，按照CDIO 理念，以“注射模具設計的工作過程”為項目統(tǒng)領課程內容，分解為3 個項目13 個任務點，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用和東風汽車公司發(fā)展歷程，增強學生的民族自信心和自豪感，激發(fā)學生的愛國熱情，培養(yǎng)立志獻身祖國的遠大理想。在理論教學的工藝方案分析、模具設計計算中，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和工匠精神。在實驗教學中，嚴格操作規(guī)范，培養(yǎng)學生的責任意識和職業(yè)素養(yǎng)。

圖2 課程內容設計

根據課程目標和教學內容，由線上教學、案例教學、項目驅動式教學、實踐教學、多維評價等多種教學手段組成的理實一體化的教學方法，如圖3。

圖3 教學方法

線上教學：通過學習通平臺，學生自學掌握每個任務點的教學目標和相關知識。課后學生在學習通完成自測和課后項目，教師在線指導。

案例教學：講解一個典型塑件完整的注射模設計案例。

項目驅動式教學：教學內容以注射模設計為主線，課程以完成一個塑件的注射模設計為項目，每個知識點完成相應的任務。引導學生參考案例運用知識、培養(yǎng)能力。

實踐教學：根據實驗目標進行實驗方案設計、實驗操作、數據采集及結果分析，著重培養(yǎng)學生方案設計、分析問題與解決問題的能力。以“汽車零部件材料成形工藝展示廳”實物開展情景式教學，幫助學生知識、能力、素質的全面提升。

多維評價：采用老師對成果進行評價、學生相互評價、學生自評相結合的多維方式，對教學方法全面評價。

3 課程資源建設

每個任務點按照“任務引入—相關知識—任務實施”在學習通平臺建立課程資源。主要包括任務點的相關知識、課堂測試、案例教學及任務實施等。

知識點：為適應學生線上學習的需要，更新PPT內容，明確任務點學習要求、主要知識內容、重點難點，并輔助教學視頻、參考資料等，供學生自主學習。錄制所有任務點的課堂教學視頻，時長總計1163min，便于學生進行課前預習和課后復習回顧。

課堂測試習題庫：每個任務點設置習題庫，對學生掌握相關知識進行在線測試，保證學生對相關知識的掌握。試題庫題數達400 多個，學生可以在課后進行自我檢測練習。

任務實施資源：選擇任務點的典型案例資料，制作微視頻，設置課后的任務實施，培養(yǎng)學生應用相關知識分析問題、解決問題的能力。學生完成知識點的學習后，需要通過課堂測試，系統(tǒng)會記錄課堂測試情況，以便于教師了解學生的學習效果；課后的任務實施，由學生在課后完成，提交到學習通，教師在線批閱后點評，以保證全體學生的學習效果。

教學平臺升級改造：更新實驗設備，補充塑料模具，完善實驗教學管理，建成湖北省實驗教學重點示范中心，校企合作，補充“汽車零部件材料及成形工藝展示廳”的典型汽車內外飾件。

4 線上線下混合教學設計

線上線下混合教學，需要學生自主學習，因此，只有好的教學內容設計才能引起學生的興趣，需要從學生角度考慮“如何能學好”，才能確立教師“怎樣能教好”。重新審視教學內容，設計教學策略，力求通過改變教學方式“讓學生動起來”，全方位參與到線上線下混合教學活動中。構建基于BOPPPS 有效教學模式的線上線下混合式教學，構建八步式教學設計，如圖4。①引入：講解每個任務點在注射模具設計中的作用和地位。②教學目標：學生應掌握的知識和具備的技能。③知識：主要講解塑料成型工藝原理和注射模具設計知識。④前測：對學生線上學習效果進行檢測，了解學生掌握情況。⑤課堂：講授重點難點知識，講解教學案例，學生參與討論。⑥后測：課后，學生通過學習通在線自測學習效果。⑦實施：學生課后完成課后項目，教師在線指導。⑧總結：課堂上，對上次學習情況進行總結。

圖4 線上線下混合式教學設計

5 構建注重過程性的多元化學習成果評價體系

OBE 理念要求以學習成果為導向設計評價內容，因此依據課程目標設計本課程的考核內容，采用多元化的考核方案，不斷鼓勵、激發(fā)學生自主學習和思維創(chuàng)新，以促進知識的掌握、能力的培養(yǎng)及提高教學質量。線上教學需要打破評價在時間、空間上的限制，通過線上平臺進行教學評價，采用過程性評價和總結性評價相結合的方式。過程性評價包括課堂測評、課后任務和完成情況，總結性評價為期末線上考核和實驗考核，其評價形式及其對應的課程目標關系如圖5，課程的成績組成：線上考試成績占60%，實驗成績占10%，課堂測試占10%，課后任務實施占20%。①課堂測試，針對工程知識目標進行評價。發(fā)布測試題，檢查學生對相關知識的掌握情況；期末線上考試對整個課程的知識進行考核。②課后任務實施，針對問題分析和方案設計目標進行評價。每個任務點學習結束后，教師通過對案例的講解，引導學生根據相應知識，完成相應的實踐分析問題、解決問題的任務。③期末考試，針對工程知識和問題分析目標進行評價。主要考核對知識的掌握和運用知識進行問題分析的能力。④實驗考核，針對研究目標進行評價。主要包括實驗方案的設計、操作、數據的處理與分析、實驗結論及實驗報告等。

圖5

6 結論

在新形勢下，線上教學和線上線下混合教學是課程教學發(fā)展的新趨勢。本課程針對線上教學的特點，基于OBE理念進行課程教學設計、建立學習通在線課程資源、開展線上教學，針對學生的學習成果進行多元化的評價，激勵學生在學習過程中投入時間和精力，提高學習積極性，有利于提升學生運用知識分析和解決問題的能力。取得以下成效：①基于課程目標優(yōu)化課程內容，通過對課程的結構體系及教學內容進行改革與創(chuàng)新，構成基于項目驅動的“理論與實踐一體化”課程內容，將塑料成型工藝分析、塑件結構分析與模具設計等有機結合。②以“問題”為中心，形成了案例式教學、情景式教學、項目驅動式教學、討論式教學的線上線下混合教學模式。使學生在解決問題的過程中學到知識與技能，突出職業(yè)技能和綜合技能的培養(yǎng)。③開展實驗教學改革，以驗證與分析相結合的綜合型實驗為主，并將課內實驗與課外實驗相結合，強化實驗操作技能訓練，培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新意識。