以工作过程为导向的模具类课程混合式教学模式探索与实践

陈姗姗 张振东 张婷婷

[摘 要]针对模具类课程教学与生产实际脱节、无法满足工作岗位需求、不能满足个性化的学习需求等问题，以工作岗位需求为出发点，采用逆向教学设计，从明确教学目标、丰富教学资源、设计教学活动、及时响应答疑及科学设置考核评价机制等方面构建以工程过程为导向的模具类课程混合式教学模式。教学实施效果表明，以工作过程为导向的线上线下混合式教学适用于模具类课程教学，能支撑个性化的学习需求，提高自主学习能力，培养学生熟悉模具设计与开发过程和规范，具备工作岗位所需的知识与技能。

[关键词]主题知识树;混合教学模式;个性化学习;项目引导;自主学习能力

[中图分类号] G642           [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2022） 03-0085-05

一、引言

信息技术与教育的深度融合，使教育理念、教学模式及学习方式等都发生了巨大变化。[1]与此同时，大数据人工智能时代人才培养需求也发生了极大变化，不仅需要具备终身自主学习能力、创新能力、生活与就业技能及信息素养等，还应实现个性化、差异化、多样性。但现行的以“标准化”“大班制”“知识讲授为主”“唯分论”为主要特征的课程教学模式不能为大数据人工智能时代人才培养需求提供有效支撑。因此，必须推进信息技术支撑下课程教学模式的整体重构，从教学环境、方法、资源以及评价方面全面推进改革，构建信息技术支撑下以学生为中心的教育，才能适应新形势的需要。

为此，国内外各大院校对课程教学模式进行了大量的探索和实践。代尔夫特理工大学土木工程学院对一、二年级数学课程实施了混合式教学，即学生在课前完成导入课的练习，在课堂上完成具体课题的练习，课后完成在线测试和作业。清华大学于歆杰教授不仅基于雨课堂平台实施了“电路原理”混合教学，且在“电路原理”在线资源构建时采用了“三保留三删除”原则精炼教学内容，即核心、易错、教师有独特心得内容保留，而简单介绍、推理、部分实际应用案例则删除，同时巧用完整知识图谱，使知识碎而不散。西安交通大学周屈兰教授为主的“燃烧学”在实施线上线下混合教学过程中，采用及时响应答疑的方式，明显提高了自主学习效果。

在借鉴国内外各高校混合教学模式的基础上，结合我院应用型本科院校人才培养目标，对模具类课程混合教学模式进行了探索。

二、模具类课程教情学情分析

对模具类课程教情学情进行分析，发现存在如下问题：

（一）与生产实际脱节，无法满足工作岗位需求

教学与生产实践脱节，导致学生不了解模具实际设计与生产流程，最终在进行模具设计时，设计思路、流程与生产实际严重脱轨。过于重视工艺分析和工艺计算环节，而忽视了模具设计的规范性，[2]甚至看不懂，也不能准确填写工艺文件，最终造成学生的实践能力无法满足工作岗位需求。

（二）知识考核占主導的考核方式，不利于工程能力的培养

原课程考核方式着重考核学生知识点的掌握情况，而忽略了对运用知识解决工程问题的能力考核，这就导致学生采用考前突击式学习模式，学习积极性较低;也不能对学生解决实际工程问题的能力进行系统的评价与反馈，这显然不利于学生工程实践能力的提高。

（三）不能凸显学生的主体地位，未考虑学生个性化和差异化的学习需求

传统教学多采用大班制教学，以教师为主体安排教学内容、教学活动及授课进度，没有充分考虑学生在学习能力、学习风格、创新思维及知识基础等方面的差异，无法满足个性化学习需求。

（四）课堂教学多以知识讲授为主，学生学习兴趣低，课堂参与度不高

传统教学中以教师为主，以“知识传授型”模式开展教学，缺乏师生、生生互动，学生课堂参与度较低，自主学习意识淡薄。

三、混合教学模式总体设计思路

课程团队多次深入企业调研，归纳典型工作任务，总结工作岗位需求，并采用逆向教学设计，制定模具类课程混合教学模式改革思路，具体如图1所示。从工作岗位需求出发，合理设置教学目标，融合课程思政，瞄准知识、能力及价值目标，落实专业课程与“课程思政”的深度融合，贯彻三全育人的理念;科学设置考核评价方式，形成知识、能力及价值并重的全过程、多元化考核评价标准;开发支持个性化学习和差异化教学的教学资源，设计基于模具设计与开发过程的教学实践活动，采用以学生为中心的项目驱动、同伴学习等多种教学方法，并据此制定整门课程、每次课的课程设计;利用爱课堂在线学习平台和智慧教室开展混合式教学，并根据教学效果反馈优化教学设计，从而构建以工作过程为导向的混合教学模式。

（一）混合教学过程设计

1.重构教学环境，支持以学生为中心的教育

重构教学环境，促进物理空间（智慧教室、网络终端、教具）、资源空间（博思平台资源、爱课堂资源、学科工具等）、社交空间（网络学习空间、在线讨论区、虚拟学习社区、 QQ或微信群等）三者的深度融合，构建线上线下、课内课外、虚实结合的全新学习环境。[1]

2.基于岗位能力需求，合理制定课程目标

课程目标的设置应满足岗位能力需求，融合学院“工匠精神、工程能力、产品意识”的品牌建设理念，同时要充分体现“课程思政”元素，瞄准知识、能力及价值目标，落实专业课程与“课程思政”的深度融合，贯彻三全育人理念。

3.基于主题知识树开发并优化整合适配的教学课程资源

（1）以工作任务需求为出发点，整合教学内容

聘请企业技术人员兼任教师或举办专题知识技能讲座，形成专兼结合、产教融合及产研结合的课程教学团队。教学团队以工作任务需求为出发点，秉持“基础知识够用，兼顾后续职业发展”的原则共同研讨确定学习内容。gzslib202204021943

（2）以工作岗位需求为目标，合理设置学习情境与学习项目

以工作岗位需求为目标，精心设置具有典型性、代表性及广泛应用性的学习项目，且学生通过对这些学习项目进行深入的学习与掌握，基本上就能胜任模具设计相关工作。这些学习项目的实施均按照接近企业模具实际设计流程进行，要求学生从模具总体结构设计与投产可行性分析、零部件设计、成本分析、工艺编制等方面完成某指定零件的整套模具开发过程。如“冲压工艺与模具设计”课程共设置冲裁、弯曲及拉伸模设计三个学习项目。这三类模具结构最具典型性、代表性，且用途也最为广泛，只要能掌握这三种类型模具的分析与设计，基本上就能满足冲压模具设计相关岗位工作需求。

（3）以企业模具实际设计流程为导向，利用知识树实现各学习项目任务的合理分解及知识点的归纳

以学习情境与项目为单元，以典型冲件为载体，基于企业模具实际设计流程，将各学习项目合理分解成若干个子项目任务。

在充分考虑学生的学习能力、学习风格、学习习惯及专业基础知识储备的基础上，将各子项目任务所需的知识内容细化，并充分挖掘各知识点间的联系，构建面向各子项目任务的主题知识树，并梳理各子项目任务知识点，逐步形成面向各学习项目、课程类的主题知识树。

这种利用知识树实现各学习项目任务合理分解及知识点归纳的方法，不仅能满足学生的个性化学习要求，助力教师实现差异化教学;同时能直观展现知识点间的层次关系，解决传统教学中知识点孤立化、碎片化及杂乱无序化的问题，有助于学生快速建立知识点间的关联，实现知识的系统化和内化。[3]

（4）以知识点为单元的在线资源的开发

以知识点为单元，进行教学内容的精炼，开发并整合适配的课程学习资源，如课件、教学视频、参考资料、讨论、测试与作业、试题库等。每个知识点对应的学习资源时长应尽量控制在5min左右，支持学生随时随地根据需要有选择性地学习，满足不同层次的学生随时随地随需独立访问学习的需求，使学生的碎片时间得以高效利用。

a）适配的课件、教学视频资源的开发与优化整合

以知识点为单元，通过自建、引进汇聚优质资源，开发并优化整合适配的课件、教学视频资源，显著提升资源规模和质量。

b）面向任务的自主学习任务清单的开发

面向任务的学习任务清单可视为课程学习指南，用于引导学生线上自主学习。规划的自主学习任务清单分为工作情景描述、学习目标、学习资源、自学效果检测、学习归纳与知识扩展几部分。整个线上自主学习，以学生顺利自主完成学习任务清单指定内容为目标。

c）以解决常规共性问题为主的项目设计纠错视频的制作

针对项目实施中出现的共性问题，如图纸绘制的规范性、工艺方案的确定是否符合生产实际及设计说明书的撰写规范等问题录制纠错视频，既能帮助学生有效完善项目设计，同时也能节省指导时间。

d）知识测试、作业及考试等配套资源的開发

根据教学目标开发测试、作业及考试等相关资源，并要求学生在学完指定资源之后完成相应的测试、作业等，一方面学生可检验自学效果，另一方面也能将在线学习效果及时反馈给任课教师，助力教师实现精准备课。

e）开放性讨论主题的开发

开放性讨论主题的开发与实施，旨在要求学生在完成任务的前提下，进一步拓展知识和技能的深度和广度。如确定某带孔圆垫片的模具类型时，既可采用单工序的落料、冲孔模具，也可选择复合模或级进模。到底哪一种模具结构更好、更适合于生产实际、更能降低企业成本呢？学生从模具制造成本、生产效率、冲压件精度等方面研讨这四种模具结构的侧重点、优缺点，选择最佳方案以保证设计的合理性和准确性，促使学生体会模具设计者应具备精益求精的工匠精神以及产品意识。

（5）小组项目教学资源建设

a）创建项目载体库

基于实际工作过程导向的项目化教学载体应具备以下几个特点：载体应具有典型性、代表性，且直接来源于企业生产实际;小组项目载体应与示范项目载体结构相似，有助于学生模仿，提高积极性;小组项目载体应具备一定的难度层次，并依据难度分配给不同层次的学生，确保对于每位学生都有一定的挑战性，由此既能让学生的目标能力在项目实施过程中得到锻炼与提高，又能保证学生必须经过学习和努力才能完成项目;项目载体要做到推陈出新，以激发学生的设计热情。

为此需建立以企业实际生产零件为主的教学项目载体库，载体数量不得少于授课对象人数的四分之一，且需做到持续更新，避免与生产实际脱轨。载体库的建立与更新必须经由课程教学团队共同研讨审核通过，以确保能获得预期教学效果。

b）面向小组项目的实训任务清单的开发

面向小组项目的实训任务清单，用于指导和跟踪线下课堂小组项目，引导学生在小组项目当中完成知识与工作岗位能力的转化。规划的实训任务清单分为工作情景描述、任务目标、成果要求、任务实施所需知识点、设计要素及设计方法和步骤等。整个小组项目教学活动，以学生顺利完成实训任务清单内容为目标。

c）基于职业标准的项目实施效果评价标准的设计

基于职业标准进行项目实施效果评价标准的设计，应明确对知识、能力及价值目标的考核，从而形成阶段性总结评价、发展性评价。

4.改革教学评价，实现基于数据的全过程、多元化评价

通过线上线下多渠道汇聚、多维度智能分析、全方位采集学生学习过程数据，形成以客观数据为支撑的全过程、多元化综合评价机制，如图2所示。根据混合教学实施过程，教学评价分为在线学习评价、线下课堂考勤及表现、项目实施效果评价、实验项目评价及期末考核五部分。

（1）在线学习评价

在线学习评价主要评价自主学习的效果，如在线教学资源学习的完成度、在线自学效果测试成绩和在线讨论的质量。后两者可对在线学习起到一定的监管作用，也可检验自学效果，培养学生思考与反思的能力。再者，在线自学效果测试通过爱课堂智能组卷，随机排序，减少抄袭的可能，且采用智能阅卷，提高教师工作效率，同时还可用多维度智能分析测试结果，以可视化方式呈现薄弱知识点分布情况，有助于教师进行精准化教学。gzslib202204021943

（2）线下课堂考勤及表现

考勤成绩直接根据爱课堂签到情况确定，而表现成绩主要由教师依据学生线下课堂项目实践过程中的参与度进行打分。

（3）项目实施效果评价

以各项目小组为单位，采用自评、组内互评、组间互评、教师点评的方法完成对项目实施效果的评价与考核。一方面有利于形成组内同伴学习、同伴评估、组间竞争的学习模式，营造充满活力的课堂氛围，促进自主学习;另一方面可促使学生站在专业角度客观评价自我与他人，从而引起思考与反思;再者也可促使教师充分掌握学生的信息，有效降低对学生误评的概率;最后教师结合项目质量及随机问答的方式，也能有效区分小组间及组内成员间的差异，减少“搭车”现象。

（4）实验成绩

实验表现主要依据学生在拆装实验中的模具拆装、问题回答记录、零件测绘等情况进行综合评分。实验报告质量则主要评价其规范性、内容完整性等。

（5）期末考核

期末考核则采用爱课堂在线随堂测试，以把握课程整体教学质量，并通过智能分析考试数据，为教师进行教学反思和改革提供指导依据。

5. 设置及时响应答疑环节，助力实现差异化教学

除了课堂有针对性的重难点讲解、答疑外，为了进一步实现差异化教学效果，设置了及时响应答疑环节。

（1）多终端互动答疑

可通过QQ群、微信群及智慧教学平台的互动讨论区等现代信息工具实现生生、师生的多终端互动，及时响应学生所提的问题或留言。

（2）面对面答疑

根据课程学时数，每4课时设置一次不少于2课时的现场答疑环节。现场答疑环节主要就工艺设计、工艺计算、设计规范性及图纸质量等进行检查，指出问题，并要求学生做出相应修改。

（二）混合式教学模式实施流程设计

结合学校办学优势，基于爱课堂在线学习平台和智慧教室实施小班制混合式教学，促进信息技术与教育教学的深度融合。整个教学任务按照“自主学习任务清单→线上自主学习→自学效果检测→在线讨论→重难点讲解（课堂教学1）→项目示范讲解（课堂教学2）→小组项目（课堂教学3）”的模式展开，从而形成“线上自主学习+重难点讲解+项目示范讲解+小组项目”的混合教学模式，如图3所示。而学生、教师在混合式教学各环节的主要事项如图4所示。

1.线上自主学习

以学习任务清单为自主学习指南，学生结合自身需求开展个性化学习，自主诊断学习效果，并就开放性知识点讨论主题进行生生、师生互动探讨，引导学生从专业知识、专业技能中深入挖掘论据支撑自己的观点，进而激发学习兴趣，培养学生的主动探究精神。[4]

2.重难点讲解、答疑

基于平台多维度智能分析自主学习检测结果，并利用可视化手段呈现学生对知识点的掌握情况，以便教师及时调整教学设计，并进行相应的薄弱知识点、重难点讲解，疑点解析，从而实现基于经验式教学向基于数据的教学转变，助力教师进行精准化、差异化教学。

3.项目示范讲解

以教学项目载体为例，按照五流程（能力目标的提出→项目引入→方案制定→项目实施→总结评价）完成项目的示范。引导学生通过分析研讨，跟随老师完成示范项目的过程中，掌握该任务实施所需知识点、设计要素及设计流程等，真正弄清楚项目实施过程中具体做什么、怎么做、为什么这么做，为后续自己做（小组项目）打下基础。

4.小组项目

每个项目子任务采用七步法组织教学，即“项目任务清单→计划→决策→项目实施→检查、完善→交流展示→评价”，具体内容如表1所示。小组项目实施过程中，学生作为操作者、实施者，需通过小组讨论、协作互助，自主按照设计流程完成项目的方案制定、实施，并在教师组织下进行交流展示，并完成项目实施效果评价。而教师作为主导者、组织者，主要负责及时发现问题，引导组内学生研讨查找出现问题的原因，并进行相应的更正。小组项目的设置将使学习活动由个体行为向同伴学习、组间竞争学习转变，同时也利于师生、生生间的多向互动交流。

四、结语

以“冲压工艺与模具设计”课程为示范点，经过为期2学年的教学模式运行与实践，在以下几方面取得了显著效果：

第一，基于主题知识树开发并优化整合适配的在线教学课程资源，满足了不同层次的学生根据自身需求实现处处能学、时时可学，支撑学生的个性化学习。[4]

第二，以工作过程为导向的项目示范讲解+小组项目教学环节，采用项目示范研讨、项目驱动、小组合作、同伴学习、同伴评估等多种教学方法，推行以学生为中心的“教、学、练”一体的教学模式，培养学生熟悉了模具设计与开发过程和规范，具备工作岗位所需的知识与技能。

第三，课前利用在线学习平台打造有明确学习任务的自主学习，课中基于智慧教室营造轻松的同伴学习环境，并采用多终端互动及面对面答疑等方式及时响应答疑，激发了学习兴趣，培养了学生自主学习能力。因此，我院正不断总结与完善该混合教学模式，并逐渐将其推广到其他模具类课程的教学中。

参考文献：

[1]杨宗凯.高校“互联网+教育”的推进路径与实践探索[J].中国大学教学，2018（12）.

[2]匡和碧，黄海.《冲压模具设计》课程项目化教学改革与实践[J].深圳职业技术学院学报，2019，18（5）：53-57.

[3]李良，李喜英，李向偉.基于知识树的翻转课堂资源建设——以《数据恢复技术》课程为例[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报，2020（4）：122-124.

[4]杨宗凯，杨浩，吴砥.论信息技术与当代教育的深度融合[J].教育研究，2014，35（3）：88-95.