任務驅動式教學法在注塑模具課程中的應用

顏秉建 魏 超

（中國礦業大學徐海學院 江蘇徐州 221000）

一、教學改革背景

塑料工業近年來發展十分迅速，早在1995年塑料的年產量按體積計算就已經超過鋼鐵和有色金屬年產量總和，2018年以來中國塑料總產量能夠占到全球總份額30%以上[1]。塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產業及與人民日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用[2]。與此同時塑料成型工藝得到了長足發展，其體系也被不斷完善，在這一背景下，模具行業對設計人員的要求日益提高，高校內采用傳統辦法進行注塑模具課程教學時存在的缺點被放大，各種教學改革方法應運而生。《塑料成型工藝及模具設計》是中國礦業大學徐海學院材料科學與工程專業模具方向的一門專業核心課程。該課程對學生多學科綜合理解能力和動手實踐能力要求較高，學習難度較大[3]。注塑工藝生產的制品在生活中很常見，如電腦、手機、臺燈底座、香皂盒等，若能在教學過程中將以上實例引入教學，同時對大綱內容進行優化和整合，并設置任務要求學生分小組進行討論、學習、實踐和設計，可以極大地激發學生的積極性，加深學生對理論知識的理解，提高學習效率。

材料科學與工程專業旨在培養高素質應用型人才，因此在材料科學與工程專業課程教學中，實踐教學環境顯得尤為重要。傳統實踐教學一般為驗證性實驗，采用知識或理論為中心的實踐教學方法，給出較為明確的實踐步驟，通過對實驗結果進行觀察分析來驗證某些知識或理論，并在此過程中培養學生基本的實踐技能。在這樣的教學方法下，學生按部就班完成實驗內容，缺乏學習主動性，不利于實踐創新能力的培養[4]。因此，筆者提出了任務驅動式實踐教學方法，使學生在任務的驅動下開展相應實驗。

二、傳統教學方法存在的問題

注塑模具的傳統教學方法主要以多媒體演示講述為主，這種教學方法容易導致教學出現以下問題。

1.講課時過于依賴書本和課件，教學方法缺少創新，對學生而言所學知識僅停留在書本上，學生只能夠有限地參與到課堂中，久而久之對課程內容產生距離感，逐漸失去興趣，最終導致學生覺得課程內容枯燥無趣，在后續的學習中更加被動低效。

2.注塑成型過程中涉及到的注塑模具結構及注塑成型原理都比較復雜，僅通過多媒體講述和動畫展示難以使學生真正清楚注塑模具的不同系統間的配合方式和整個模具的工作方式，最終學生僅能將其當做是知識點死記硬背，在面對具體模具設計問題時不能學以致用，缺少創新能力。

3.傳統課程評分方式過于單一，只注重考核學生對理論知識的掌握程度而忽略學生對知識的運用能力，導致學生只注重背誦不注重實用。成績的評定主要以學生的實習報告質量為依據，存在部分學生現場實踐環節敷衍，依賴網絡資源突擊完成實習報告的現象，違背了“理論和實踐相結合”的實習主旨。因此，傳統的成績評定方式不能客觀反映學生的實際情況，存在“以成敗論英雄”、方式單一粗暴的問題。

4.實習期間，每位教師負責一個教學班的學生（約30名）的現場教學。在現場教學環節，車間內環境復雜，學生相對集中，教師同時承擔了“教師”和“管理者”的雙重角色，角色定位模糊，往往會顧此失彼，存在安全隱患。

5.生產實習以現場觀摩、教師集中授課的傳統授課形式進行，教師作為教學的主體，學生處于被動接受的角色，學習主動性未被充分調動，加之現場嘈雜，學生易出現走神分心情況，教學效果不好。

三、教學改革的依據

任務驅動教學法是基于建構主義理論，運用現代教育技術，以任務為主線、教師為主導、學生為主體的一種新型實踐教學方法。教師根據課程實踐教學目標和內容，設計和提煉相應的任務，學生通過自主學習和團隊協作完成規定的任務，并在此過程中構建屬于自己的知識與技能，培養分析問題和解決問題的能力。

任務驅動式教學法集理論學習、模具拆裝、模具設計為一體，以典型塑件的模具設計和工藝設計任務為框架，重新對注塑模具課程的內容進行精煉和整合。并通過使學生完成相關任務讓學生對今后將要從事的工作內容和流程進行模擬，讓學生在寬容的氛圍和相對真實的實踐中完成對理論知識的學習，既鍛煉了學生將注塑模具的理論知識真正用于解決問題的能力，同時使其對將來要從事的行業有一定的了解和準備，又提高了他們的創新能力和團隊協作能力。

任務驅動式教學法賦予了學生一個新的角色——實習模具設計工程師，在這一教學模式下，老師成為了下達任務的甲方，在教學過程中主要負責講解理論知識和引導學生對所學知識進行運用。學生帶著任務聽課，帶著任務學習，在了解某一概念里立即謀求對其進行應用，在完成理論課程學習的同時也完成了一個簡單塑件的注塑模具設計工作[5]。加速了學生對知識點的消化，深化了學生對知識點的理解，又調動了學生的主觀積極性，提高了學習效率。

四、任務驅動式教學法的實施

（一）任務選擇

模塊化任務驅動式教學方法就是把課程里的內容分成幾個模塊，在每個模塊中制定教學內容和要求，然后為學生講解相關的理論知識，最后給他們分配與之相關的實習任務，通過學生的不斷練習和老師的現場指導，使他們能在規定時間內圓滿地完成實習任務。塑料成型工藝及模具設計是一門實踐性很強的課程，必須采用一體化教學，即老師講授理論知識，學生動手實際加工，老師現場巡視指導等都必須在車間現場完成，避免了分散教學，這樣才能達到良好的教學效果。模塊化任務驅動式教學方法就是一體化教學的體現[6]。

在任務驅動式教學法中任務的選擇是十分重要的一環，選擇身邊常見的塑件作為案例更能夠激發學生的好奇心。本課程選用香皂盒作為目標塑件進行模具設計，圍繞整個設計流程設計13個任務模塊，同時將注塑模具課程的理論知識進行重新整合編排，并分配到每一個任務當中。

具體任務列表如表1所示。

表1 注塑模具課程任務設計

（二）教學過程

教學過程即是學生完成任務的過程，在這一過程中，教師主要負責起知識準備和方法引導的作用，學生是完成任務的主體[7]。整個教學過程可分為下列幾個步驟：

1.下達任務書，明確教學目標。教師可利用塑件實物引入本次任務要求

2.任務分析，知識準備。結合任務書，由教師對相關知識進行分析講解。

3.小組討論，完成任務。根據學生對相關知識的把握能力進行分組，每組控制4-6人，小組內展開討論，并在教師的引導下利用剛剛學到的知識完成任務。

4.任務完成，教師點評。任務完成后，各小組將結論在課堂內進行展示匯報，接受教師和其他小組同學的點評，并通過小組成員互評，獲得最終個人成績。

在學生掌握了基本知識點的基礎上完成設計性實驗，達到知識內化。傳統教學模式中，課內教學教師是主導，由教師完全掌控教學內容和教學節奏。采用翻轉課堂后，教師在課堂教學中不必過多考慮課堂理論知識的講授和實踐操作的教學演示等問題，而是組織學生利用課前所學的知識點完成設計性實驗，關注實驗進展情況，充分調動學生解決實際問題的積極性，并對實驗過程中的問題進行答疑、交流、點評[8]。學生運用自己課前所學的基本知識，完成設計性實驗，通過完成實驗及與老師同學共同討論來解決疑難問題，實現知識內化。

（三）考核評價

傳統教學方法大多采用閉卷考試的方式進行結課考核，最終學生的總成績中試卷成績占70%，平時成績占30%，這種考試方式只注重學生對知識點的背誦能力，而輕視學生對知識點的應用能力，往往促使學生采用考前突擊的方式進行復習，考后很快就忘掉所學的知識。本課程將考核方案確定為期末考試占60%，平時成績占40%。平時成績由階段性考核和過程性考核兩部分構成，學生完成一個任務給定一個成績作為階段性考核結果，對學生在整個學習過程中的教學效果進行評定作為過程性考核結果。

五、改革效果

與傳統的教學模式相比，《塑料成型工藝與模具設計》課程采用任務驅動式教學法后，取得了如下教學效果：

1.學生對待學習的積極性很高，能夠主動參與到課堂中，在學習課程內容時，可以從模具設計工程師的視角快速進行知識點的理解和整理。在應用新知識的過程中產生問題后，能夠詳細向同組其他成員描述，展開討論，進而解決問題，極大地提高了學習效果。

2.鍛煉了學生活學活用的能力，學生以用促學、學以致用，學習理論內容的過程就是簡單模具的設計過程，學生能夠深入理解書本上的每一個表格每一個公式在實際設計過程中的意義和使用方法，很好地完成了理論與實踐的相互印證，使知識點不僅僅停留在書面上，而是深入到了模具設計的每一個細節當中。

3.在完成任務的同時，學生需要不間斷地搜集資料，并將新的資料描述給同組成員，然后小組對其價值進行判斷并擇優使用，進而解決模具設計過程中的各種問題。這一過程使學生查閱資料、解決問題、團隊協作的能力均得到極大提高。

六、結束語

基于任務驅動式教學法進行塑料成型工藝與模具設計課程的教學，學生的學習效果、自學能力、研究能力、團隊協作和塑料模具設計能力都得到較大的提高，與傳統的注入式的教學法相比，教師的教學效果也獲得了較大的提高。