“模具材料”課程立體化教學模式探析

謝志雄 談芬芳 羅平

摘要：為了配合我校721人才培養模式改革，培養以成果產出為導向的應用型人才，針對“模具材料”課程教學模式進行了必要的改革。在理清了“模具材料”課程體系的內涵及處延的基礎上，以培養學生工程技術應用能力為目標，開展教學設計；在實際教學過程中，結合高等教育的教學規律，構建了以教材和多媒體課件為藍本，以模具材料實驗和模具設計制造實訓為支撐，以微課和慕課為表現形式的立體化教學模式；本課程先后開展了8次課堂討論，達到了教學目標，提高了教學投資收益比。

關鍵詞：模具材料；教學設計；慕課；課堂討論；立體式教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0176-02

引言：

教學過程是一個信息加工和信息傳遞的過程，教師應根據學生的專業和層次，對課程內容進行教學設計，綜合運用多種教學手段，以實現最優化的信息傳遞，讓學生成為信息加工的主體和知識意義的主動構建者，以達到最佳的教學效果[1-3]，提高學校的教學效益。

“模具材料”課程是以工程材料、金屬熱處理等課程為基礎，為模具設計、模具制造等服務的一門專業入門課，涉及材料、物理化學、力學、機械、電子和信息等學科，能直接服務于生產實際。該課程擁有復雜的知識結構體系，生澀的專業術語，概念繁多，微觀原理抽象晦澀難懂，而且工藝方法實踐性強，特別強調理論知識與實際應用緊密結合。而過去傳統教學模式則以黑板板書為主，掛圖為輔助手段，黑板上勾畫材料相圖，粉筆頭上輸出概念的教學模式，這種教學模式已經不能滿足現代教學要求，很難以生動、有趣地體現“模具材料”課程設計、制造，模具材料性能特征，材料微觀組織結構之間的關系，更不可能體現制造業恢宏的生產現場[1]。加之我校開設的“模具材料”課僅40學時，學時少，需要掌握的知識量大，缺乏實踐經驗和對工藝知識感性認識的學生，習慣了基礎課上推導演繹的教學方法，普遍感到該課程抽象、枯燥、難學。如何用較短的課時，高質量、高效率地完成該課程的教學任務，就必須進行教學模式改革，采用新的思維體系對“模具材料”課程重新進行教學設計，改進教學方法，采用多元教學模式，構建立體化的教學模式從而達到教學目標，提高教學投資收益比，這與我校倡導的721人才培養模式改革思路是一脈相承的。

一、教學設計

根據國家教育委員會提出高等學校工程專科應“重在實踐，理論以必需夠用為度”的精神，本著為了培養學生的自學能力、創新能力、實踐能力和工程意識的原則，在教學的選擇上，該課程選用了《模具材料及熱處理》（北理工版）作為學生使用的教材。作者用“模具材料看熔煉，組織結構識相圖，機械性能靠試驗，改性處理依工藝籌”四句順口溜高度囊括了該教材的主要講授內容，并且依據教學要求，理清了該課程體系的內涵及處延，通過整合資源，對該課程進行了全新的教學設計。

本課程課堂教學內容著重講授模具材料的概括和現代制造業中經常使用的模具材料種類和各種熱處理方法。學生在課后則可以通過自學方式了解其他模具材料及其表面處理技術。其中，模具材料部分以材料的典型牌號、成分、組織性能及其用途為主線，堅持講授內容“淺、寬、通”的原則，授課重點放在如何講清楚各種模具材料物理意義及其實際應用上。本課程熱處理部分則應重點講清楚傳統熱處理方法和其他各種表面改性方法的選擇及其加工工藝路線，并結合企業的實際和生產視頻等影像資料，針對具體牌號開展案例項目式教學，如冷作模具鋼，重點介紹Cr12MoV，D2，Cr12等模具材料的應用以及表面處理新技術，熱作模具材料重點介紹目前應用最多H13，塑料模具材料部分重點介紹目前應該廣泛的P20，718的表面處理工藝及其應用。教學內容強調“少、精、寬、新”，重點做到只需解剖一只“麻雀”、學生就能觸類旁通，提升教學效果。通過采用案例教學法，使學生學以致用，既增加了學生的知識面，拓寬了視野，培養了學生的工程技術實踐能力[4-5]。

通過對教學內容進行重新組織和安排，可以使學生對本課程有一個初步、全面系統的了解，起到了既見樹木，又見森林的效果。同時，使學生對模具材料及其改性熱處理工藝領域有清晰的認識和了解，進一步培養學生的專業學習興趣。

二、立體化教學模式的構建

“模具材料”是一門原理性、工藝性、實踐性很強的教學課程，它不像基礎課或其他專業基礎課那樣，以教授理論知識為主，而是要求教師在教學過程中應密切聯系實際、原理聯系工藝，課前預習與課堂討論相結合，視頻教學與動手實驗互促進，這樣才能提高該課程的教學效果。因此，我們在課程預習、講授、討論、實驗以及實訓等教學過程中采用了PPT電子教案、多功能模型教具、Flash動畫、教學錄像等多媒體形式，全面、生動、直觀地向同學們鋪展龐雜的課程結構體系，以教材和多媒體課件為藍本，以模具材料實驗和模具設計制造實訓為支撐，以微課和慕課（Mooc）等新興授課手段為表現形式的立體化教學模式。

針對“模具材料”課程教學內容多、圖表多、概念難的特點，在教學過程中，將每章節的授課提綱、教學目的、教學要求、教學重點、難點、學習方法、結論和小結，文字和以及重要的圖表制成幻燈片（PPT），并將重要的授課知識點制作成微課，并錄制成每集不超過6分鐘的慕課視頻，上傳至學校慕課課程中心，供學生在線觀看，讓學生提前預習，對將要學的知識有初步了解，這樣進一步加大了該課程堂課教學的信息量，培養了學生興趣，擴寬了學生視野，并且使學生對每堂課要達到學習的目的更加明確，對每章節的教學內容有了全面系統了解，學習更有主動性和針對性，較大地提高了課堂教學利用率和課堂討論效果[2-3]。

1.微課制作和慕課應用相得益彰。作者所在的課程教學團隊將“模具材料”課程核心內容拆分成若干個重要知識點，并分工合作制作了系列微課PPT。該微課內容制作形象生動、圖文并茂，信息量巨大，清楚地展現了模具材料的類別，描述了模具材料的微觀組織結構；如采用三維立體圖形來展示晶體結構和缺陷等，讓學生可以直觀地觀察其形體特征和內部結構等，清晰、形象和生動；如采用二維或三維動畫可視化模擬位錯運動，結晶和重結晶微觀過程，大大降低了學生學習的難度。作者將制作好的重要知識點如冷作模具鋼D2，熱作模具材料H13，塑料模具材料718的微課PPT加上教師精講點撥，錄制成視頻應用于慕課教學，并結合微課PPT，使得授課過程形象生動、直觀、感染力很強。教學過程從過去變單純的聽覺語言改為視聽同步的動畫模擬演示，有效化解了許多教學難點。通過視頻講解，彌補了學生工藝原理和專業知識方面的不足，增強了學生的感性認識，提高了學生的認知能力，使本課程教學內容更加具體化、形象化、生動化和簡單化，學生更易于理解和掌握，極大地調動了學生的學習主動性和積極性，激發了學生的學習興趣性[6]，提高了教學效率和教學效果。

2.實驗教學與課堂討論互相促進。“模具材料”是一門綜合性很強的專業入門課程。針對專業性很強的課程教學，如果學生僅能做聽眾，而不進行動手實踐，則會給學生造成枯燥無味、紙上談兵的感覺，尤其是對“模具材料”這種理論和實際生產聯系密切的課程，更加如此。作者所在的課程教學團隊開設了模具材料選用及熱處理綜合實驗和模具設計、制造工程實踐訓練等實踐環節。在此基礎上，作者結合微課PPT、慕課視頻和綜合實驗開展了8次課堂討論，將一個課堂分成若干個討論小組，每組5～6人，盡量采用以項目為主的案例式教學，盡可能地在課堂教學上就具體模具材料牌號、具體工藝路線方案展開討論，每個小組的學生可以按照自己的興趣，根據慕課視頻的講授內容選擇1～2個案例深入討論，并上臺演講，這樣既有利于發揮教師的專業特長，又為學生提供了自由的展示自我的平臺，體現了“教”與“學”雙向的主動性和靈活性，通過預習、討論和上臺演練及課程實驗就把該課程的重要知識點牢牢掌握了，使教學投資收益比最大化，培養了學生工程技術應用能力和綜合素質[7-8]。

三、結束語

“模具材料”課程的教學是一門系統工程，知識面廣，涉及面大，與工程實際應用密切相關，在今后的教學過程中可能會遇到各種教學難題，這就要求我們需要不斷改進教學模式和方法，總結教學經驗，并借助于現代化教學手段，提升教學品質。隨著社會信息化進一步發展，可以期待在不久的將來能通過智能手機APP進行模具材料課程教學，該APP平臺能介紹模具材料的應用及發展前沿，可以錄入教學大綱、備課教案、課件和教學錄像，選編相應習題方便學生復習和自測[6]，做到掌中教學，同時設立師生互動平臺，讓學生隨時可以學習，教師能隨手解答學生所提出的問題，進一步提高教學投資收益比。

參考文獻：

[1]談芬芳，宛農，陳儀先，等.優化課程體系，構建立體化教學模式[J].武漢工業學院學報，2008，（12）.

[2]黃志成.構建主義學習理論在現代教育技術課程教學中的應用[J].河北職業技術學院學報，2007，（1）.

[3]陽雨君.構建主義學習觀與自主學習能力的培養[J].教育教學論壇，2013，（4）.

[4]楊雄，周思柱，馮進.《材料成型工藝基礎》多媒體立體化教學模式的構建與實踐[J].現代企業教育，2008，（14）.

[5]吳高臣，劉爽.實踐導向：案例教學法研究[J].黑龍江高教研究，2011，（12）.

[6]陳曦，彭光俊，王志海.《工程材料》課程部件的有序重構[J].理工高教研究，2006，25（6）：119-121.

[7]談芬芳，陳儀先，宛農，等.《工程材料與材料加工工藝》課程教學改革和實踐[J].廣西輕工業，2011，（1）：124-129.

[8]李奇.模具材料及熱處理[M].北京理工大學出版社，2012.