模具设计教学的应用研究

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一、任务驱动教学法

任务驱动教学法(以下简称“任务驱动法”)是一种建立在构建主义教学理论基础上的教学方法。［3］建构主义指出，学习不是学生被动接受既定知识，而是学生积极主动地在内部建构知识的过程，是学生以已有的经验为基础，通过与外界的相互作用来获取、建构知识。因此，教师在教学过程中应是引导者、辅助者、资料的提供者，是学生主动建构知识意义的帮助者。任务驱动法是指教师将学生所要学习的新知识或需要完成的任务隐含在一个或几个任务中，力求以任务驱动、问题探索的方式来引导学生的学习动机和学习兴趣，让学生自己动手、动脑，主动解决问题的教学方法。这种将传统教学方式转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学方法，以学生为主体，通过教师精心设计教学任务，让学生带着具体的任务学习，在完成“任务”的过程中，培养分析问题、解决问题的能力。［4］采用任务驱动法需要注意，任务设计必须以学生为中心，激发学生的兴趣，同时要注意知识的系统性、连贯性，通过一个个任务的完成最终实现总体的教学目标，从而形成一个系统的知识体系。它一般包括三个步骤:创设情境，确定任务;自主合作探究，完成任务;学习评估，总结提高。实验教学是高校教学体系中的一个重要组成部分，是培养学生实践技能和分析解决工程实际问题的重要环节。模具实验教学过程中，学生经常出现的问题是“教师一讲就懂，自己一看就懂，但是一动手就错”，而且学生对实验的原理也不用心去分析、探索，经常只是按部就班地完成相应实验。这种学生被动参与实验的教学，使培养学生工程能力和创新能力的效果大打折扣。而在实验教学过程中，教师若采用任务驱动法，将实验项目设置成包含若干实验内容的综合任务，学生完成任务过程时就会在目标驱动下主动地复习各个知识点，将原有的零散的知识有效地串联起来，最终形成系统、完整的知识。此外，这种学生主动学习和教师适当引导相结合的教学方式，不但符合探究式学习的要求，还解决了教学的层次性和实用性问题。［5］它可以让学生在完成任务的过程中，形成分析问题、解决问题的能力及独立探索的学习精神和与人合作的精神。［6］如此反复地锻炼，学生的工程能力和创新能力将不断提高。

二、基于任务驱动法的模具实验教学设计

“成型工艺及模具设计”实验课程一般设计2～3个实验，以其中的综合性实验“注射成型过程与工艺参数的确定”为例，研究任务驱动法的实施步骤。(一)创设情境，确定任务“创设情境，确定任务”是任务驱动教学法能否成功的关键。它要求给定的任务来自或者接近学生的真实生活，能够引起学生的兴趣和共鸣。［7］同时，任务又要能够帮助学生理解和掌握实验原理，并完成实验的主要内容，实现对理论知识深层的理解，以便较好地完善课程的知识体系，提高学生知识迁移的能力，进而提高学生工程能力和创新能力。基于上述考虑，在任务驱动模具实验课程的教学中，在完成原有实验目标(了解注塑机的布局、基本组成及其结构特点;熟悉注塑机基本操作和使用方法;通过注塑、成型的操作加工，使学生对注塑的工艺特点和参数以及注塑模具的结构、工作原理能够进一步了解，学会综合运用所学知识对实际生产中制品在结构、工艺可能出现的一些问题进行分析)的前提下，将本实验的任务具体化为:1．根据实验设备，以绘制简图的形式，阐述注塑机的布局、基本组成和采用了的结构;2．采用流程图的形式讲述注塑机注塑工件的基本操作步骤;3．通过单因素变换设置不同注塑参数，进行生产注塑实验，至少找出1组适合给定注塑模的注塑工艺参数(如注塑速度、锁模压力、注塑压力等)并提供注塑工件样品1个，然后将实验过程的数据和实验观察的结果填入相应的实验报告表格中。(二)自主合作探究，完成任务实验课程之前，教师将设置好的实验任务以讲义或指导书的形式发放到学生手上，以便学生提前做好实验准备。实验过程中，也就是实验教学组织实施过程中，教师下达任务和组织学生自主完成任务。以“注射成型过程与工艺参数的确定”实验为例，教师下达任务需要将实验设备和实验操作平台及实验注意事项均呈现给学生，如提供使用说明书、设备操作视频、调整好的实验设备工具等，同时将学生最终需要完成的实验任务“两图一表”———“完成绘制设备简图”“完成绘制注塑过程设备操作步骤流程图”“完成单因素工艺参数变化下所注塑工件表面、形状等现象的记录表”下发到学生手中。教师任务下达的同时，还需要组织课堂。教师可以把学生分成几组(每组不超过3人)，各组必须以团队的形式分工、协作(在有限的时间内完成较多的实验内容，也要求学生分工协作)完成实验任务，并给每个小组15分钟的讨论交流时间。学生可以运用头脑风暴的方式先进行组内讨论，分析所填表格内容的内在联系，然后进行组间交流，相互佐证彼此间的结论。这样不仅可以让学生自己梳理解决问题的思路，而且可以加强学生之间的沟通与合作。最后，各组选派1个代表汇报小组得出的结论，最后形成实验报告，完成实验。事实上，在任务驱动法的教学过程中，教师尽管是一个帮助者和引导者，主要任务是鼓励和监督学生大胆地完成实验任务，但在这个相对开放的教学环境和使用特殊教学设备的过程中，为确保学生能有效地自主探索实验，教师仍处在一个主动的位置，主动观察学生，协助学生解决出现的实验问题和确保学生的人身安全，真正做到了“润物细无声”。(三)学习评估，总结提高教师对学生学习效果的评价和成绩的评定，往往具有“指挥棒”的作用［8］。及时的评价不但会让学生对知识留下深刻的印象，而且对学生的参与和表现也是一种很好的激励。常用的评价方法有观察法、作品评价法两种。观察法即通过观察学生在讨论、完成任务活动中的发言、技能、写作、创新等对学生做出评价。作品评价法是对学生完成任务所形成的作品进行评价，评价学生对知识的掌握、应用水平，作品中所包含的创意等。而评价的形式，也不仅仅是课堂内由教师点评并最终给定实验的成绩，还有学生之间的评价。因此，这打破了原有的以实验报告作为单一评分依据的评分模式，强调实验训练过程，建立了科学合理的实验课考核评价体系，能客观公平地对学生的学习进行评估，可有效促进学生认真准备实验，重视实验原理，加强学生之间的合作，从而达到激发学生学习模具实验的兴趣，最终有利于提高学生的综合创新能力。因此，学生有关“注射成型过程与工艺参数的确定”的最终实验成绩，不是由一个环节来决定的，而是多个环节的成绩的总和。在实验教学中，教师的巡视和主动观察，实际上就是在用观察评价法对学生在获取知识的过程中的发展变化、参与教学活动的态度、情感和思维方式，以及能否熟练使用常用量具的能力和质量意识进行合理的评价。而最后由学生展示“两图一表”，分析和总结所得到的实验结论，并以此提交实验报告，则是学生作品的提交。教师可以将这个“作品”作为一个评价的依据，并依据这个“作品”对实验内容进行相应的肯定、补充和拓展。在这个阶段，教师不但需要当场对学生的表现进行点评，而且需要根据一个合适的成绩考核标准来进行评价。此次实验成绩的给定，就改变了原有的以实验报告为唯一依据的考核方式，采用了全方位、多角度的方式考核学生的实验能力。学生最终的实验成绩，将由以下几部分组成:实验预习占10%(对实验基础的了解程度)，实验态度占10%(参与实验的认真、积极程度)，实验过程占40%(思维方式、分析问题解决问题的能力、团队协作能力、实验成果贡献等，学生互评20%+教师20%)，实验报告占40%(分析方法的合理性、实验结果的合理性、实验完成的效果)。

三、结束语

此次实验教学改革，是在强调培养学生工程实践、工程创新能力的背景下提出的。改革效果的阶段性反馈较好，学生学习兴趣和学习效果有较大的提高，但也存在部分学生难以控制实验进度等问题，如有些学生难以在既定时间内完成实验任务。因此，如何更好地实施富有弹性的教学，仍需要我们继续努力。

作者：陈虎城 黄伟 李雪梅 何玉林 单位：桂林电子科技大学机电工程学院