任务驱动式教学法在注塑模具课程中的应用

颜秉建 魏 超

（中国矿业大学徐海学院 江苏徐州 221000）

一、教学改革背景

塑料工业近年来发展十分迅速，早在1995年塑料的年产量按体积计算就已经超过钢铁和有色金属年产量总和，2018年以来中国塑料总产量能够占到全球总份额30%以上[1]。塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用[2]。与此同时塑料成型工艺得到了长足发展，其体系也被不断完善，在这一背景下，模具行业对设计人员的要求日益提高，高校内采用传统办法进行注塑模具课程教学时存在的缺点被放大，各种教学改革方法应运而生。《塑料成型工艺及模具设计》是中国矿业大学徐海学院材料科学与工程专业模具方向的一门专业核心课程。该课程对学生多学科综合理解能力和动手实践能力要求较高，学习难度较大[3]。注塑工艺生产的制品在生活中很常见，如电脑、手机、台灯底座、香皂盒等，若能在教学过程中将以上实例引入教学，同时对大纲内容进行优化和整合，并设置任务要求学生分小组进行讨论、学习、实践和设计，可以极大地激发学生的积极性，加深学生对理论知识的理解，提高学习效率。

材料科学与工程专业旨在培养高素质应用型人才，因此在材料科学与工程专业课程教学中，实践教学环境显得尤为重要。传统实践教学一般为验证性实验，采用知识或理论为中心的实践教学方法，给出较为明确的实践步骤，通过对实验结果进行观察分析来验证某些知识或理论，并在此过程中培养学生基本的实践技能。在这样的教学方法下，学生按部就班完成实验内容，缺乏学习主动性，不利于实践创新能力的培养[4]。因此，笔者提出了任务驱动式实践教学方法，使学生在任务的驱动下开展相应实验。

二、传统教学方法存在的问题

注塑模具的传统教学方法主要以多媒体演示讲述为主，这种教学方法容易导致教学出现以下问题。

1.讲课时过于依赖书本和课件，教学方法缺少创新，对学生而言所学知识仅停留在书本上，学生只能够有限地参与到课堂中，久而久之对课程内容产生距离感，逐渐失去兴趣，最终导致学生觉得课程内容枯燥无趣，在后续的学习中更加被动低效。

2.注塑成型过程中涉及到的注塑模具结构及注塑成型原理都比较复杂，仅通过多媒体讲述和动画展示难以使学生真正清楚注塑模具的不同系统间的配合方式和整个模具的工作方式，最终学生仅能将其当做是知识点死记硬背，在面对具体模具设计问题时不能学以致用，缺少创新能力。

3.传统课程评分方式过于单一，只注重考核学生对理论知识的掌握程度而忽略学生对知识的运用能力，导致学生只注重背诵不注重实用。成绩的评定主要以学生的实习报告质量为依据，存在部分学生现场实践环节敷衍，依赖网络资源突击完成实习报告的现象，违背了“理论和实践相结合”的实习主旨。因此，传统的成绩评定方式不能客观反映学生的实际情况，存在“以成败论英雄”、方式单一粗暴的问题。

4.实习期间，每位教师负责一个教学班的学生（约30名）的现场教学。在现场教学环节，车间内环境复杂，学生相对集中，教师同时承担了“教师”和“管理者”的双重角色，角色定位模糊，往往会顾此失彼，存在安全隐患。

5.生产实习以现场观摩、教师集中授课的传统授课形式进行，教师作为教学的主体，学生处于被动接受的角色，学习主动性未被充分调动，加之现场嘈杂，学生易出现走神分心情况，教学效果不好。

三、教学改革的依据

任务驱动教学法是基于建构主义理论，运用现代教育技术，以任务为主线、教师为主导、学生为主体的一种新型实践教学方法。教师根据课程实践教学目标和内容，设计和提炼相应的任务，学生通过自主学习和团队协作完成规定的任务，并在此过程中构建属于自己的知识与技能，培养分析问题和解决问题的能力。

任务驱动式教学法集理论学习、模具拆装、模具设计为一体，以典型塑件的模具设计和工艺设计任务为框架，重新对注塑模具课程的内容进行精炼和整合。并通过使学生完成相关任务让学生对今后将要从事的工作内容和流程进行模拟，让学生在宽容的氛围和相对真实的实践中完成对理论知识的学习，既锻炼了学生将注塑模具的理论知识真正用于解决问题的能力，同时使其对将来要从事的行业有一定的了解和准备，又提高了他们的创新能力和团队协作能力。

任务驱动式教学法赋予了学生一个新的角色——实习模具设计工程师，在这一教学模式下，老师成为了下达任务的甲方，在教学过程中主要负责讲解理论知识和引导学生对所学知识进行运用。学生带着任务听课，带着任务学习，在了解某一概念里立即谋求对其进行应用，在完成理论课程学习的同时也完成了一个简单塑件的注塑模具设计工作[5]。加速了学生对知识点的消化，深化了学生对知识点的理解，又调动了学生的主观积极性，提高了学习效率。

四、任务驱动式教学法的实施

（一）任务选择

模块化任务驱动式教学方法就是把课程里的内容分成几个模块，在每个模块中制定教学内容和要求，然后为学生讲解相关的理论知识，最后给他们分配与之相关的实习任务，通过学生的不断练习和老师的现场指导，使他们能在规定时间内圆满地完成实习任务。塑料成型工艺及模具设计是一门实践性很强的课程，必须采用一体化教学，即老师讲授理论知识，学生动手实际加工，老师现场巡视指导等都必须在车间现场完成，避免了分散教学，这样才能达到良好的教学效果。模块化任务驱动式教学方法就是一体化教学的体现[6]。

在任务驱动式教学法中任务的选择是十分重要的一环，选择身边常见的塑件作为案例更能够激发学生的好奇心。本课程选用香皂盒作为目标塑件进行模具设计，围绕整个设计流程设计13个任务模块，同时将注塑模具课程的理论知识进行重新整合编排，并分配到每一个任务当中。

具体任务列表如表1所示。

表1 注塑模具课程任务设计

（二）教学过程

教学过程即是学生完成任务的过程，在这一过程中，教师主要负责起知识准备和方法引导的作用，学生是完成任务的主体[7]。整个教学过程可分为下列几个步骤：

1.下达任务书，明确教学目标。教师可利用塑件实物引入本次任务要求

2.任务分析，知识准备。结合任务书，由教师对相关知识进行分析讲解。

3.小组讨论，完成任务。根据学生对相关知识的把握能力进行分组，每组控制4-6人，小组内展开讨论，并在教师的引导下利用刚刚学到的知识完成任务。

4.任务完成，教师点评。任务完成后，各小组将结论在课堂内进行展示汇报，接受教师和其他小组同学的点评，并通过小组成员互评，获得最终个人成绩。

在学生掌握了基本知识点的基础上完成设计性实验，达到知识内化。传统教学模式中，课内教学教师是主导，由教师完全掌控教学内容和教学节奏。采用翻转课堂后，教师在课堂教学中不必过多考虑课堂理论知识的讲授和实践操作的教学演示等问题，而是组织学生利用课前所学的知识点完成设计性实验，关注实验进展情况，充分调动学生解决实际问题的积极性，并对实验过程中的问题进行答疑、交流、点评[8]。学生运用自己课前所学的基本知识，完成设计性实验，通过完成实验及与老师同学共同讨论来解决疑难问题，实现知识内化。

（三）考核评价

传统教学方法大多采用闭卷考试的方式进行结课考核，最终学生的总成绩中试卷成绩占70%，平时成绩占30%，这种考试方式只注重学生对知识点的背诵能力，而轻视学生对知识点的应用能力，往往促使学生采用考前突击的方式进行复习，考后很快就忘掉所学的知识。本课程将考核方案确定为期末考试占60%，平时成绩占40%。平时成绩由阶段性考核和过程性考核两部分构成，学生完成一个任务给定一个成绩作为阶段性考核结果，对学生在整个学习过程中的教学效果进行评定作为过程性考核结果。

五、改革效果

与传统的教学模式相比，《塑料成型工艺与模具设计》课程采用任务驱动式教学法后，取得了如下教学效果：

1.学生对待学习的积极性很高，能够主动参与到课堂中，在学习课程内容时，可以从模具设计工程师的视角快速进行知识点的理解和整理。在应用新知识的过程中产生问题后，能够详细向同组其他成员描述，展开讨论，进而解决问题，极大地提高了学习效果。

2.锻炼了学生活学活用的能力，学生以用促学、学以致用，学习理论内容的过程就是简单模具的设计过程，学生能够深入理解书本上的每一个表格每一个公式在实际设计过程中的意义和使用方法，很好地完成了理论与实践的相互印证，使知识点不仅仅停留在书面上，而是深入到了模具设计的每一个细节当中。

3.在完成任务的同时，学生需要不间断地搜集资料，并将新的资料描述给同组成员，然后小组对其价值进行判断并择优使用，进而解决模具设计过程中的各种问题。这一过程使学生查阅资料、解决问题、团队协作的能力均得到极大提高。

六、结束语

基于任务驱动式教学法进行塑料成型工艺与模具设计课程的教学，学生的学习效果、自学能力、研究能力、团队协作和塑料模具设计能力都得到较大的提高，与传统的注入式的教学法相比，教师的教学效果也获得了较大的提高。