面向新工科的“冲压工艺与模具设计”课程教学改革策略与实效*

纪 晶，胡彩旗，李胜多

（青岛农业大学机电学院，山东 青岛 266109）

当前，随着互联网、工业智能为核心的新型、新兴、新生的新工科专业不断涌现，对高校育人的与时俱进及把握工科人才培养方向形成新的挑战[1]，以“冲压工艺与模具设计”课程为例，表现在校内的理论课程教学和实际专业能力培养脱节严重，增大了学生的就业难度，这对高等教育的发展是非常不利的，为此，对“冲压工艺与模具设计”课程的教学改革迫在眉睫。如何激发学生的学习积极性和主动性，提高模具设计能力，是教学改革的关键所在[2-4]。在新工科协同育人项目支持下，教研组教师们对“冲压工艺与模具设计”课程进行了教学策略的改革和创新，取得了较好的教学效果。

1 课程考核模式及评价标准的改革策略

考试是检验学生学习和教师教学工作水平的主要手段之一。考试结果不仅能显示教学效果，还对教学过程起着重要的推动与导向作用，因而考试仍是中国高等教育教学工作中的重要环节[5]。

1.1 当前考核方式及其弊端

现行“冲压工艺与模具设计”课程的考核采用百分制，其内容包括期末考核、平时考核和考勤考核3部分。这3 部分覆盖了教学过程中的学生听课状态、作业情况、出勤情况及对知识的理解应用能力，反映了教学的过程及结果，评价成绩真实公正、客观具体，但也暴露出一些弊端，体现在以下几个方面。

1.1.1 强化理论学习，弱化能力培养

“冲压工艺与模具设计”是一门理论与工程实践联系较强的专业课程，重在培养学生掌握理论知识前提下能够进行简单冲压模具的设计和计算的能力，掌握各种模具结构的运动原理和工作过程。现有的考核方式强调学生对理论知识的掌握，缺乏对于体现学生个体的综合运用理论知识进行模具设计的能力的考核与评价，从而形成重理论轻能力的教学现状。甚至出现部分学生平时不用心学习，考前进行紧急“突击”性的机械记忆，也能顺利通过考试的情况[6]。因此，针对不同性质的专业课程应该设有不同的考核和评价标准。

1.1.2 成绩比例匹配不合理

现有的考核评价标准中，期末测试成绩所占比例偏高（约占总成绩的70%），因此学生只要考前进行适当的“突击”就能蒙混过关。这种考核标准很难全面客观地评价学生的学习效果和专业知识应用能力，尤其对于一部分应用能力强但背诵记忆能力弱的学生，其成绩并不理想，这种有失公平的考核标准无法体现学生的实际学习效果，因而会极大地影响学生的学习动力和兴趣，同时，也会在无形中引导学生仅追求理论知识的熟记熟背，而忽略原理的理解和应用，形成“只知其然，而不知其所以然”的学习弊病。

综上，现有的考核方式和评价方法严重影响了教学内容的深入和学生专业能力的培养，降低了学生的学习兴趣和学习动力，限制了教师和学生的创造力。

1.2 考试内容和方式改革策略

针对现有考核方式存在的弊端，教研组教师决定改变现有考核标准中的考核内容和考核方式，重视考核内容的基础性、应用性，重视学生灵活性和创新性的结合，具体措施如下。

现行考核的形式（期末考核、平时考核和考勤考核）不变，但期末考核的形式和内容有所调整，考核内容分为理论性考核和应用能力考核2 张试卷。其中，理论考核试卷是对基础知识、基本理论的理解进行考核，和现行试卷考核内容接近，但降低难度和分值。应用能力考核是对应用基础知识解决实际问题的能力的考核，例如：可给出由易到难的多个体现不同层次的冲压模具设计的相关题目，让学生依据所学和个人能力选择其一进行设计，当学生一旦选择了某个题目并且作出正确的解答，就说明学生已经掌握了相对应层次的模具设计方法及理论，从而获得相应的分值，这样就能够真实地检测出学生的学习效果和专业能力。

1.3 成绩评价标准改革

“冲压工艺与模具设计”课程考核方式改革后仍然按照百分制进行评价，考核的3 部分（期末考核、平时考核和考勤考核）所占比例不变，期末考核成绩仍占总成绩的70%，平时考核和考勤考核占总成绩的30%，但期末考核中理论考核和应用能力考核各占50%。其中，应用性考核可设为开卷考试，学生可以携带教材、手册、课堂笔记等资料进入考场。试卷选题以对工业生产中的冲压加工实例进行分析和模具设计为主，试题为多选题目，每个题目的难度和分值不同，若学生完成多个题目则按最高分值的题目赋分，理论考试和应用考试的考试时间均为1 h。

1.4 预期效果

通过对青岛农业大学机电学院2018 级、2019 级学生的考核模式及评价标准的初步尝试，学生明显地改变了以往散漫、盲从的学习态度，课上变被动灌输式听课为主动高效听课，课下向老师提出的问题也显著增多，课上课下展现出浓厚的学习兴趣和学习热情。学生的理论学习成绩、创新意识、创新能力等均得到较大幅度的提升。

2 引入思维导图创新教学方法

2.1 “冲压工艺与模具设计”课程思维导图的典型应用

图1 为讲解冲压工艺的具体实施过程制作的思维导图。通过将烦琐的抽象文字描述转化为易于识别的图像信息，使学生能够对冲压工艺过程建立起清晰、连续、完整的知识结构，易于理解和记忆。

图1 冲压工艺流程导图

图2 为冲压生产工艺三要素的思维导图，包括冲压设备、冲压材料、冲压模具，其分散在教材的不同章节中，用文字描述的内容比较分散，思路不连续，不利于初学者理解和记忆。在教学中通过制作思维导图，可简洁方便地告诉学生获得一个冲压成型件由设备到材料到模具的全过程。该导图可用于开课初的第一次课，让学生对新课程建立起整体的、清晰的知识结构，为后面深入系统地学习做好铺垫。另外，在学习模具种类划分时可将该图再次导入、再次遇见，使学生进一步加深对以冲压件为核心的冲压模具及模具种类的深刻认识，便于深入理解和加深记忆。

图2 冲压生产三要素思维导图

图3 为描述冲压工序分类的思维导图。冲压工序分为分离工序和成型工序2 大类，每一类又有详细分支，知识点较分散、凌乱，不利于初学者对冲压工艺课程的整体把握和学习。在教学实践中，将教材中涉及到的全部冲压工序根据板材坯料的状态进行分类、整理，制作成图3。在讲授冲压工序前引入该图，进行概括讲解，使学生在头脑中对全部的冲压工序构建出一个完整的、清晰的知识轮廓，在后面具体学习各种工序时就不会感到茫然无序，易于实现对各工序及工序间关系的整体把握和活学活用。到冲压工序内容讲授的最后，再调出该图进行串讲，使学生对全部工序建立起系统的、详细的知识结构，进一步加深对冲压工序知识的理解和记忆。

图3 冲压工艺分类导图

2.2 思维导图在课堂教学中的教学实效

使用思维导图提高了教师的教学效果和学生的学习能力。思维导图有助于教师组织教学，提高教师的教学效率和教学效果；有助于学生对所学知识进行系统、全面、深入的学习和理解，易于提高学生的记忆力、理解力。

使用思维导图便于快速记忆。文字记忆的方式需要读者先理解内容再记忆。利用思维导图的图像记忆却不同，它抓取的是图像信息，而人的右脑是专门用来进行图像信息处理的，记忆潜能比左脑高100 万倍，所以人的记忆方式更利于图像记忆，思维导图这类图形化工具的使用，可以帮助学生快速记忆和理解。

绘制思维导图的过程即是主动学习及复习的过程。让学生课后复习或考前复习时整理思路制作导图，导图的制作过程是学生由被动机械式学习转变为主动学习的过程，加深了对学习内容的理解和把握，大幅提高学习效率。

学生作品展示。“冲压工艺与模具设计”课程理论教学结束后，给学生布置绘制“冲压模具设计一般流程”的思维导图作业。将全班学生分成4 组，组内协商讨论、优化改进，最后提交作品，教师组织学生进行评比，成绩计入个人课程积分。

图4 为学生制作的冲压模具设计流程思维导图的获优作业。图中系统、全面地展示了冲压模具设计的一般过程，包括从一开始的冲压零件的工艺分析到生产方案指定、冲压设备选择、工艺规划及相关计算、模具典型零件（凸凹模、定位、推件、卸料等）设计及最后机架的确定，完整地体现出冲压模具设计所涉及的全部内容。

图4 冲压模具设计流程思维导图

以上教学实践证明，“冲压工艺与模具设计”课堂教学中适当地引入思维导图，能够促进教学，提高教与学的效率和效果。

3 结束语

在新工科建设的大背景下，青岛农业大学机电学院师生通过近3年的改革和探索，对考核模式和评价标准进行了初步尝试；在课堂教学中，创作一系列思维导图进行辅助教学，创新了教学方法。通过改革和创新教学，极大地调动了学生的学习兴趣，增强了学习信心，提高了学生分析和解决实际问题的能力，取得了较好的教学效果。