基于成果导向的“塑料成型工艺及模具设计”线上线下混合式教学改革与实践

刘 峰，杨 伟，顿亚鹏

（湖北汽车工业学院材料科学与工程学院 湖北 十堰 442002）

“塑料成型工艺及模具设计”是材料成型及控制工程和高分子材料与工程专业的一门专业核心课程。课程具有内容多、综合性和应用性强等特点，学生学习难度较高。采用线上教学时，教师和学生没有现场教学面对面的场景感受，以及学生接受线上教学条件的差异，难以了解学情及学生学习效果，如何围绕“成果导向（OBE）”的工程教育理念，实现课程教学目标，保障教学质量，对该课程的教学方式提出了更高要求。为保证学习效果，笔者基于OBE理念，精心策划线上教学设计，从课程的线上资源平台、教学方式、考核评价和持续改进等方面进行了探索和研究。线上教学不是简单地把原来的课程进行数字化处理，把原来的课程搬到线上，而是需要将课程进行重新设计。

通过改革与实践，主要解决了以下几个方面的教学问题：

以“问题”为中心，理论与实践相结合，用工作项目统领整个教学内容，使学生在解决问题的过程中学到知识与技能，提高教学效果，解决理论与实践脱离的问题。

改革传统的单一考核评价方式，建立多元化评价方式，解决课程教学目标和学生学习目的不明确的问题。

使用超星学习通平台，设置课外学习任务、课堂测试、评论等方式提高学习兴趣，解决课堂气氛沉闷，学生兴趣不高、被动学习的问题。

1 课程目标的分解

“塑料成型工艺及模具设计”是材控专业的专业核心课程，需要学生掌握塑料成型的基本知识、工艺设计方法、塑料模具结构及设计以及生产实践中常见塑料产品的成型工艺有关知识，使学生具备一定的塑料成型工艺设计及塑料模具结构设计的能力。结合学校培养“高级专门应用型人才”的办学定位和新工科人才要求，制定如下课程目标。

知识目标：系统掌握塑料成型的基本知识、工艺设计方法、注射机的结构及工作原理、塑料模具结构及设计以及生产实践中常见塑料产品成型工艺的知识。

能力目标：具备对中等复杂程度的塑件进行成型工艺分析、制订生产工艺规程和塑料模具设计方案的能力；能够进行设备操作及参数设置，设计合理的注塑工艺实验方案并进行实验，具有数据处理、塑件缺陷分析和方案优化的能力。

素质目标：有较强的工作责任心、良好的职业道德；具有自主学习能力和勇于创新的精神；较强的项目管理、沟通交流能力和协作精神。对应工程教育专业认证标准，设计了“工程知识、问题分析、设计/开发解决方案和研究”等四个教学目标。为适应线上教学，将教学目标进行了细化、模块化，设计若干个任务点，给学生明确的目标，具体如图1 所示。

图1 课程目标

2 理实一体化课程内容与教学方法设计

根据教学大纲要求，针对课程目标，以注射模设计的工作过程为导向，以典型实例为载体，按照CDIO 理念，以“注射模具设计的工作过程”为项目统领课程内容，分解为3 个项目13 个任务点，如图2。另外，在了解塑料工业发展的历程中，融入塑料在汽车中的应用和东风汽车公司发展历程，增强学生的民族自信心和自豪感，激发学生的爱国热情，培养立志献身祖国的远大理想。在理论教学的工艺方案分析、模具设计计算中，理论联系实际，培养学生的工程素养和工匠精神。在实验教学中，严格操作规范，培养学生的责任意识和职业素养。

图2 课程内容设计

根据课程目标和教学内容，由线上教学、案例教学、项目驱动式教学、实践教学、多维评价等多种教学手段组成的理实一体化的教学方法，如图3。

图3 教学方法

线上教学：通过学习通平台，学生自学掌握每个任务点的教学目标和相关知识。课后学生在学习通完成自测和课后项目，教师在线指导。

案例教学：讲解一个典型塑件完整的注射模设计案例。

项目驱动式教学：教学内容以注射模设计为主线，课程以完成一个塑件的注射模设计为项目，每个知识点完成相应的任务。引导学生参考案例运用知识、培养能力。

实践教学：根据实验目标进行实验方案设计、实验操作、数据采集及结果分析，着重培养学生方案设计、分析问题与解决问题的能力。以“汽车零部件材料成形工艺展示厅”实物开展情景式教学，帮助学生知识、能力、素质的全面提升。

多维评价：采用老师对成果进行评价、学生相互评价、学生自评相结合的多维方式，对教学方法全面评价。

3 课程资源建设

每个任务点按照“任务引入—相关知识—任务实施”在学习通平台建立课程资源。主要包括任务点的相关知识、课堂测试、案例教学及任务实施等。

知识点：为适应学生线上学习的需要，更新PPT内容，明确任务点学习要求、主要知识内容、重点难点，并辅助教学视频、参考资料等，供学生自主学习。录制所有任务点的课堂教学视频，时长总计1163min，便于学生进行课前预习和课后复习回顾。

课堂测试习题库：每个任务点设置习题库，对学生掌握相关知识进行在线测试，保证学生对相关知识的掌握。试题库题数达400 多个，学生可以在课后进行自我检测练习。

任务实施资源：选择任务点的典型案例资料，制作微视频，设置课后的任务实施，培养学生应用相关知识分析问题、解决问题的能力。学生完成知识点的学习后，需要通过课堂测试，系统会记录课堂测试情况，以便于教师了解学生的学习效果；课后的任务实施，由学生在课后完成，提交到学习通，教师在线批阅后点评，以保证全体学生的学习效果。

教学平台升级改造：更新实验设备，补充塑料模具，完善实验教学管理，建成湖北省实验教学重点示范中心，校企合作，补充“汽车零部件材料及成形工艺展示厅”的典型汽车内外饰件。

4 线上线下混合教学设计

线上线下混合教学，需要学生自主学习，因此，只有好的教学内容设计才能引起学生的兴趣，需要从学生角度考虑“如何能学好”，才能确立教师“怎样能教好”。重新审视教学内容，设计教学策略，力求通过改变教学方式“让学生动起来”，全方位参与到线上线下混合教学活动中。构建基于BOPPPS 有效教学模式的线上线下混合式教学，构建八步式教学设计，如图4。①引入：讲解每个任务点在注射模具设计中的作用和地位。②教学目标：学生应掌握的知识和具备的技能。③知识：主要讲解塑料成型工艺原理和注射模具设计知识。④前测：对学生线上学习效果进行检测，了解学生掌握情况。⑤课堂：讲授重点难点知识，讲解教学案例，学生参与讨论。⑥后测：课后，学生通过学习通在线自测学习效果。⑦实施：学生课后完成课后项目，教师在线指导。⑧总结：课堂上，对上次学习情况进行总结。

图4 线上线下混合式教学设计

5 构建注重过程性的多元化学习成果评价体系

OBE 理念要求以学习成果为导向设计评价内容，因此依据课程目标设计本课程的考核内容，采用多元化的考核方案，不断鼓励、激发学生自主学习和思维创新，以促进知识的掌握、能力的培养及提高教学质量。线上教学需要打破评价在时间、空间上的限制，通过线上平台进行教学评价，采用过程性评价和总结性评价相结合的方式。过程性评价包括课堂测评、课后任务和完成情况，总结性评价为期末线上考核和实验考核，其评价形式及其对应的课程目标关系如图5，课程的成绩组成：线上考试成绩占60%，实验成绩占10%，课堂测试占10%，课后任务实施占20%。①课堂测试，针对工程知识目标进行评价。发布测试题，检查学生对相关知识的掌握情况；期末线上考试对整个课程的知识进行考核。②课后任务实施，针对问题分析和方案设计目标进行评价。每个任务点学习结束后，教师通过对案例的讲解，引导学生根据相应知识，完成相应的实践分析问题、解决问题的任务。③期末考试，针对工程知识和问题分析目标进行评价。主要考核对知识的掌握和运用知识进行问题分析的能力。④实验考核，针对研究目标进行评价。主要包括实验方案的设计、操作、数据的处理与分析、实验结论及实验报告等。

图5

6 结论

在新形势下，线上教学和线上线下混合教学是课程教学发展的新趋势。本课程针对线上教学的特点，基于OBE理念进行课程教学设计、建立学习通在线课程资源、开展线上教学，针对学生的学习成果进行多元化的评价，激励学生在学习过程中投入时间和精力，提高学习积极性，有利于提升学生运用知识分析和解决问题的能力。取得以下成效：①基于课程目标优化课程内容，通过对课程的结构体系及教学内容进行改革与创新，构成基于项目驱动的“理论与实践一体化”课程内容，将塑料成型工艺分析、塑件结构分析与模具设计等有机结合。②以“问题”为中心，形成了案例式教学、情景式教学、项目驱动式教学、讨论式教学的线上线下混合教学模式。使学生在解决问题的过程中学到知识与技能，突出职业技能和综合技能的培养。③开展实验教学改革，以验证与分析相结合的综合型实验为主，并将课内实验与课外实验相结合，强化实验操作技能训练，培养学生的工程实践能力和创新意识。