模具专业混合式教学模式探索与实践

张 凯，文 丞，彭 艳，卢尚文

(湖南工业职业技术学院 汽车工程学院，湖南 长沙 410199)

0 引 言

2019年初,国务院颁布的《国家职业教育改革实施方案》文件[1]要求：适应“互联网+职业教育”发展需求，运用现代信息技术，推动教育教学变革创新，开展网络教学、定制课堂和移动学习等信息化教学模式创新，提升教学效果，深化“三教”改革，提升技术技能人才培养质量[2]。高职模具设计与制造专业以培养国家、社会和企业需要的高素质高技能型模具人才为宗旨。目前，模具专业课程教学模式以讲授为主，教学设计缺乏创新，课堂内容较为枯燥，难以调动学生学习积极性。需要利用现代化信息手段，进行模具专业课教学模式改革，提升模具专业学生对专业知识学习的兴趣，加深其专业知识掌握和运用能力。杨云龙[3]指出微课作为现代信息技术产物，能为学生提供学习资源，促进教师的教育教学改革，微课应用推广势在必行。师婷等[4]分析了高职教学存在的问题：部分课堂教学缺乏设计、信息化手段单调、教学手段匮乏、教学评估缺失等，指出教师应该利用信息技术提升教学能力，其途径包括利用信息资源、大学慕课等重构自己的知识体系。陈叶娣等[5]以“双分型面塑料模具分型机构”这一模具专业核心技能为例，探讨了信息化教学的实施步骤，将教学实施分为课前、课中和课后。课前学生通过在线课程了解本次学习任务，并通过学习交流群等平台进行沟通交流；课中使用仿真动画资源，进行抢答和讨论等活动，做到触类旁通、举一反三；课后继续在线复习巩固。提出专业课教学要做到“线上、线下相结合”“课内、课外相结合”“虚、实相结合”，以增强学生学习兴趣，使学生能够“做中学、学中做”，从而提升学习效率，改进学习效果。

冷冲压模具设计是模具设计与制造专业的基础核心课。其知识点多、实践性强、经验性数据多、学时短、技术技能更新快，学生普遍反映课程难度大，应用实例实用性不强。为破解困境，提升学生实践和创新能力，本文基于网络时代的连接主义学习理论，开展了冷冲压模具设计课程的线上线下混合式教学设计、实践与评价。

1 “互联网+”混合式教学理论基础

1.1 混合式教学

混合式教学模式始于20世纪70年代，由美国学者Curtis J. Bonk提出，其广泛的认知是指“在线学习与面授教学相混合”[6]。线上线下混合式教学已成为后疫情时代高校实施教学的新常态[7]。刘娜[8]对传统教学、网络平台教学和混合式教学三者进行了对比，指出混合式教学拓展了“教”与“学”的时、空。为保证混合式教学的顺利实施，需要对教师培训，从技术上支持，从机制建设上进行保障。程蹊[9]实践了“教学设计、教学管理、关系构建、教学实训”四大融合的“线上、线下多环节交叉融合”混合式教学模式，指出混合式教学实现了学生真正“动起来”“懂起来”，提升了教学质量，增强了学生的成就感和获得感。

1.2 连接主义理论

随着网络的诞生和信息技术的飞速发展，每个人已成为全球互联网中的一个节点，大量信息通过互联网，如潮水般涌现。人类学习面临信息超载、知识碎片化两大挑战[10]，信息超载意味着人们无法完全掌握前人的知识，对学习方法的学习和创新意识的培养显得尤为重要；知识碎片化意味着原有按学科精心分类和组织起来的知识体系被打乱，教科书按章节按部就班的教学难以适应信息时代的发展和学生对知识的期望。针对信息超载和知识碎片两大挑战，应该运用怎样的学习理论指导学习，已有的行为主义、认知主义和建构主义三大主要学习理论都存在一定的局限性[11]。针对信息时代知识的特点， 2004年，加拿大学者George Siemens在国际刊物《教学技术与远程学习》上提出了连接主义，后续发表了一系列文章阐明连接主义学习理论[12]。连接主义学习理论包括八大基本原理[13]，其中与混合式教学模式构建关系比较密切的有：(1)学习是一个不同节点或信息源连接的过程；(2)学习可存在于非人的设备上；(3)持续学习能力比知识自身更重要；(4)持续学习须培养与保持各种连接；(5)知识的流通是所有关联主义学习活动的目的；(6)决策本身就是一种学习过程等。

国内目前对连接主义学习理论的研究主要还是集中在对其主要观点的释义和研究其对学习的指导意义，而结合该理论，进行混合式教学实践的研究较少。本文作者运用连接主义基本原则，指导冷冲压模具设计课程混合式教学的设计、实施和评价。

2 基于连接主义混合式教学模式探索

2.1 模具专业学情分析

学情是进行教学设计的基本依据，基于学情才能制定适宜的教学策略。教师只有掌握了学生的情况，才能实施有针对性、有效的教学[14]。因此，对模具专业学生学情充分的调研和分析是成功实施混合式教学的前提。通过有针对性的设计问卷，问题主要包括生源地、录取途径、入学成绩、每天上网和用手机时长、上网和用手机主要从事活动等，了解到：本专业生源70%来至于普通高中，30%来至于中职和职高，其中20%为单独招生。专业学生中有10%来自于中职模具制造技术专业，已有一定专业基础和实践能力。学生每天使用手机时长普遍在4 h以上，遇到疑问时，喜好从互联网寻找答案。

冷冲压模具设计课程授课对象为模具设计与制造高职专业的二年级学生，该门课程为学生进入专业后的第一门专业核心课，其学习效果将直接影响学生对专业课程的兴趣，因此要在本门课程教学中重视专业知识学习方法的传授。前导课程有工程制图、公差与配合、模具材料及热处理和认知实习等。后续课程有模具CAD、模具CAE、模具制造工艺编制、生产实习、技能实训和毕业设计等。

本课程总体目标为：培养学生运用所掌握的冷冲压模具设计知识，进行冷冲模具初步设计和制造；能够独立查阅冷冲压模具设计相关标准资料和手册；具备绘制冷冲模具结构零件图、装配图的能力；具有制订模具装配和零件加工工艺、编写设计说明书的能力，如图1所示。

图1 课程目标

2.2 基于连接主义的混合式教学设计

图2 课程内、外循环网络的构建

依据连接主义中“促进持续学习，须培养与保持各种连接”的原理，建立冷冲压与前、后续课程间连接的外循环网络和各知识点间的内循环网络，如图2所示。在外循环网络中，学生在进行认知实习时，在实习企业了解到冷冲压的应用，对课程有了初步认识，并收集了企业典型冲压工作任务。进入冷冲压模具设计课程学习时，以企业典型工作任务为载体，掌握冷冲压模具设计技能，实现知识和技能的第一次升华。生产实习时，再次进入企业，运用学到的知识、技能，完成企业任务，实现知识、技能的第二次升华。岗位技能实训和毕业设计时，对企业典型冲压工作任务进行再设计，主要注重创新和改进，所学冷冲压知识、技能获得第三次升华。

将班级组成多个学习共同体，在空间上，实现不同类型的学习[15]。自荐一名组长，配备一名中职模具制造技术专业学生为技术支持。在认知实习时，每个学习共同体已从企业典型冲压工作任务中获得了冲压模具设计案例。每讲授一个知识点，每个学习共同体提交相关设计过程和计算结果。课程结束时，每个学习共同体可获得一个完整的冲压模设计方案，为后续的生产实习、岗位技能实训和毕业设计打下坚实基础。以学习共同体为纽带，学生领导力、团队协作能力和知识的获取、甄别能力得到了提升。

根据课时安排和冲压企业生产实际，课程内容主要围绕冲裁模具设计展开。依据高等职业教育的职业性，以企业典型工作任务为导向，对知识点进行展开[16]。在前期的认知实习时，对企业典型工作任务和企业员工应具有的知识、能力和素质目标进行了调研分析。在本课程讲授前，已将其转换为本课程学生的课程任务和课程教学目标。为了突出课程的实践性特点，在理论知识学习过程中，穿插实践操作和模具软件使用。根据高等职业教育的特性，融入创新意识培养。

将知识点碎片化，保证线上线下混合式教学顺利开展，扩展学习的时域和空域。同时，保证每个知识点自身的完备，又保留了相互的连接性。每个知识点包括引言、知识点讲解、知识点运用等环节，都配有多种形式的学习资源。学习资源包括微课、交互动画、习题和应用案例等。本课程共 64学时，开发了 40 个交互动画、150 个微课视频、50个课件、550道习题、30个拓展阅读文献等资源。

2.3 教学实施

线上线下混合式教学分为课前、课中和课后3个环节。课前、课后教学活动以线上学习为主，课中线上线下混合进行。课中教学主要对知识重点、难点结合线上资源进行讲解、分析和讨论，并安排一定量的以工作任务为导向的课程作业。

如图3所示，以刃口尺寸配作法计算为例，说明线上线下混合式教学的实施过程。该知识点的教学目标是：学生理解配作法的原理，能正确运用计算公式。课前通过线上微课，学生了解到刃口尺寸的定义。通过观看企业刃口修磨原因分析和修磨后的验证，认识到刃口对于冲压模具的意义。课中，教师详细讲解刃口尺寸计算的原理、计算公式，并讲解实例。各个学习共同体，根据学习到的刃口尺寸配作法知识，对自己的冲压模具设计进行讨论和计算。后续，安排学生用office、三维和二维软件完成刃口尺寸计算，形成电子文档。本知识点线下学习完成后，安排一定的线上习题和扩展阅读文献，实现知识向高级阶段的迁移。扩展阅读文献的引入，引导学生学会通过渠道与平台获取和甄别知识，掌握知识“从哪里学”的技能[17]。

图3 教学实施实例

2.4 教学评价

学生课程学习效果评价以过程性评价为主，终了性评价为辅。在课前、课中和课后3个阶段，从知识、能力和素质3个维度，教师、学生多主体参与，构建了如表1所示的“三环节、多维、多元”的评价体系。依托线上学习平台和线下学生学习行为记录，实现学习全过程可追溯。拓展阅读引入了在模具设计与制造中涌现的一些先进设计和制造技术，如逆向工程、增材制造[18]、快速热处理和表面处理等，拓展学生视野，了解专业发展新动向。在岗位实践环节，依据模具相关职业岗位要求，开展相关实践，撰写实践报告。在阶段考核环节，以主观题为主，客观题分值降低至20%。主观题提供必要的背景知识和设计参数等，主要考核学生的知识运用、推演和归纳能力。

表1 三环节、多维、多元教学评价体系

2.5 实施效果

教师团队与学生以课堂、学习共同体等为载体，促进学生德智体美劳全面发展，提升教学团队教学、科研能力。在以下几个方面取得了较明显的成果。

1) 线上线下混合式教学实施，学生专业学习兴趣显著提升，知识掌握和运用度提高。经过2年的教学实践，每年课程教授4个教学班级，180多人，本门课程综合测评成绩较原来有显著提高，及格率提高了20%，优秀率提高了15%，后续毕业设计优秀率提高了10%。

2) 知识获取能力提升，团队协作和创新意识增强。教师从学习共同体中发掘团队协作和创新意识较突出的学生，组队参加互联网+创新创业大赛，获得省二等奖2项，三等奖3项。

3) 教师信息化手段提升，业务水平增强。教师混合式教学运用能力大幅提升，教学能力不断增强，本课程教师团队参加省教师教学能力比赛，获三等奖。

虽然本课程线上线下混合式教学取得了初步成效，但仍然存在一些不足。一方面，现有的教学资源，不能完全满足混合式教学需要，尤其在课程课时短、学习内容多的情况下，怎样拓展学习时域、空域，将易学易懂的知识转为线上学习，还需加强教学资源开发。另一方面，收集的企业典型工作任务不够丰富、更新不及时，后续还需加大校企合作广度和深度，获取更多最新工作任务。最后，在学习共同体方面，基础较弱的学生积极性有待提高，后续还需对不同基础、能力的学生进行差异化的教学，实现共同进步。

3 结 论

在基于连接主义的混合式教学的开展过程中，以学生为主体，教师为主导，更好地贯彻了“以学生为中心”的教育理念。在专业课程学习过程中，学生不仅掌握了专业知识，还提升了学习技能和创新意识，增强了团队合作精神。后期课程建设中，教学团队将进行持续改进，开展更多的教学探索，以实现教育教学改革的持续深入，不断提升课程教学质量。