基于线上教学的项目导向式教学

2020年初，新冠疫情防控要求，学生不能正常回学校上课，各学校为了不耽误学生的学业，要求老师们积极响应学校的“停课不停教、停课不停学”要求，依托各级各类在线课程平台及仿真平台，开展线上授课及线上学习等在线教学活动。线上授课的优点是不受地域限制，只需要一台通讯设备，就可以开展教学活动，师生在家就可以完成教学任务，能充分利用网络资源，丰富学生的学习方式及教师的教学方式。但线上授课最大的弊端是缺乏对学生的有效管控，线上教学教师无法在课堂上进行巡视，无法直观面对学生的学习状态，老师们没办法实时监控到学生的线上教学情况，不能及时发现学生存在的问题并及时做出指导，授课教师布置的线上作业，要求学生及时进行提交，但学生课后作业很容易敷衍、抄袭、借助搜题软件完成任务，这样的课后反馈是无效的，教学效果得不到有效保证。因此，为了更好地让学生掌握课程内容，提出项目导向式教学。项目导向式教学是根据课程内容，开课前布置项目任务，在授课过程中围绕项目内容贯穿教学全过程，要求学生学与致用，循序渐进完成项目，老师和学生实时互动，能实时掌握学生的学习效果，让学生真正有效地掌握课程内容。

项目导向式教学和目标式教学相类似，但项目导向式主要是针对单门课程，结合课程内容，老师在教学过程中，先给学生布置好对应工程应用的项目任务，每讲述一个知识点，引导学生应用到工程案例中，完成对课程内容的理解及应用。课程讲授结束时，对项目所有环节结束引导完成，这种方式在专业课的教学过程中，应用起来效果更好。现以《模具设计与制造》这门课程为例，介绍项目导向式教学的具体流程。

1课程简介

《模具设计与制造》是我校机械设计制造及其自动化专业的一门专业课，目前该课程的教学主要由理论教学和实验教学组成，理论教学主要包括冲压模具设计基础、冲裁工艺及冲裁模设计、塑料模具设计基础、塑料注射成型工艺及模具设计等内容，实验教学主要是模具结构的认识。传统的教学方式，主要是老师讲，学生课后完成作业及进行期末考试，在学生的培养过程中，重点掌握理论方面的内容，工程实际应用方面相对应用少，要处理实际的工程问题，还需后续的课程加强。对一门专业课来说，学生学习完成后，应该综合利用已学过的专业基础及基础课的内容，能熟练地解决典型的专业工程应用问题。但传统的教学模式，这个效果不明显，或者说是有欠缺的。为提升教学效果，提升学生处理工程实际应用项目的能力，将项目导向式教学引入《模具设计与制造》课程。

2项目导向式教学规划

1）任务规划

《模具设计与制造》课程内容包括两大部分：冲裁模具及注射类模具，授课前先对学生进行分组，按每组6-8人分，每班分6组，再根据上课具体内容分配一半所选项目方向为冲裁模具，另一半的方向为塑料模具。题目為各组自定，但要求设计对象为工程应用的零件。

2）时间规划

项目的完成过程和授课进度相一致，课程内容和项目同步进行。总步骤分四个阶段完成，分别是：设计计算、图纸绘制、说明书撰写和答辩等四个阶段。

3项目导向式教学案例分解

现以学生所选项目案例，分解叙述项目导向式教学实施过程。

1）自选题目：法兰盘金属件的冲压模具设计;

2）要求：完成冲压模具的设计，绘制装配图及典型零件图，按标准格式撰写说明书，最后答辩;

3）时间：按教学进度安排时间节点;

a、教学任务第一阶段：完成第一章的教学后，引导学生分析确定制件冲裁工艺，了解冲裁设备的工作原理及相关参数，冲裁设备参数的选用等，以下图1为冲裁件零件图。

冲裁件为Q235A材料的圆形金属件，厚度2mm，其结构如图1所示，中小型零件，对称结构，Q235A为低碳钢，塑性好，冲裁工艺性好，生产纲领为年产量10万件，属大批量，适合用模具生产。工艺方案选冲孔落料一次完成，选用复合冲裁模方案。

b、教学任务第二阶段：引导学生完成相关计算

课程讲授到第二章后，同步引导学生完成项目对应的内容：刃口尺寸的计算及工作零件结构的设计。

案例中的模具设计有关计算：落料凹模、冲孔凸模及落料冲孔凸凹模刃口尺寸的计算。从保证模具的冲裁精度及安装维修方便，落料凹模和冲孔凸模均采用整体式结构，落料冲孔凸凹模采用凸缘式结构，其刃口尺寸的计算选用配合加工法计算，即落料工序以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，具体计算结构如下表1所示。

表1刃口尺寸计算表

[AdAmax-xΔ）][序号 项目 冲裁件尺寸 计算公式[8] 刃口尺寸 相关

参数 1 落料凹模 [f140°-0.62] [AdAmax-xΔ）][+dd] [139.535+0.155] [D=0.62X=0.75]

[dd=14D=0.155] 2 冲孔凸模1 [f6000.45] [dp=dmin+xΔ）-dp] [f60.33750-0.1125] [D=0.62X=0.75]

[dd=14D=0.155] 3 冲孔凸模2 [7.500.22] [dp=dmin+xΔ）-dp] [7.6650][-0.055] [D=0.22X=0.75]

[dd=14D=0.055] 4 中心尺寸 [f106±0.435] [Lp=Lm±Δ/8）] [106±0.10875] [D=0.87]

[d=14D=0.10875] 5 其余刃口尺寸 基本尺寸同上，对应公差选IT14 配作 基本尺寸同上对应，实际尺寸配作 配作最小间隙

[Zmin=0.20] ]

c、教学任务第三阶段：与课程同步引导学生完成相关结构的设计，设计标准二维图及装配图等。

选用标准号为DB/T2851.6-1990的滑动导向中间导柱圆形模架，结构简单，操作方便。设计的冲孔凸模、落料凹模及落料冲孔凸凹模三维外形，坯料送进选用导销式导料，挡料销定位的常用结构等，如图2、图3及图4所示。

a 落料凹模    b 冲孔凸模     c落料冲孔凸凹模

d、教学任务第四阶段：完成模具总体设计及装配图的绘制，说明书撰写等，如图5、图6所示;

e、答辩：要求每组做好答辩的PPT，答辩时1人主讲，全组员参与，要求每位组员最少回答三个问题，了解组员的掌握情况，组员之间的协作效果，评定各组的成绩及组员的成绩。

教学完成后，给项目评定成绩，设定一定比例计入课程总成绩，此外还进行期末考核，各环节设定比例，学生们反映效果好，很认同这种教学方式。

4 项目展示

以下为一个班6个组的所有项目完成后的二维装配图。

5 结束语

通过以上项目导向式教学，是一种让学生边学、边用和边做的教学模式，案例的制作贯穿教学全过程，教、学融合度高，学生有目的吸收专业知识，整个教学过程可对应培养学生具备以下核心能力：

1）通过案例式的训练，学生在这个学习过程，通过分析模具工件的制造工艺，模具结构的性能分析，应用及掌握数学、自然科学及工程基础知识。

2）通过这种教学方式，学生完成案例制作后，具备了针对实际工程问题提出有效的解决方案的能力，并具有系统表达、模型建立、分析论证的能力，为以后从事专业工作打好扎实的基础。

3）学生在进行案例制作过程中，能够运用所学专业知识、技术、技巧，使用合适的技术现代工具如AuotCAD、Sold words和Mastercam等CAD/CAM軟件进行结构设计，并充分利用互联网信息技术查阅相关设计资料开展产品设计。

4）学生在模具设计过程中，在参考同类型结构的基础上，老师引导学生发挥自己的开拓创新意识设计新结构、开发新工艺，培养学生的技术改造与创新能力。

5）以分组的方式完成模具的设计，锻炼学生的团队协作、人际交往以及工程项目组织管理的能力，能够就较复杂的机械工程问题进行有效沟通和交流。

6）课内通过讲解模具的结构发展，让学生体会到行业发展的历程，培养学生具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

此方法在线上教学效果明显，同时也可以在线下上课时推广。

作者简介

陈银清（1966.08—），女，教授，汉族，广东茂名，广东石油化工学院，研究方向：现代数控加工技术，机械设计制造及理论，材料成型及控制工程。