1 引言
随着科技的飞速发展,为适应市场对人才需求的变化,对高职院校的人才培养目标提出了更高的要求。而院校的人才培养成败在很大程度上取决于教学效果的好坏,因此目前许多院校致力于教学改革的研究,采用新的教学内容,教学方法,教学手段,使培养的学生成为高技能、应用型人才,并具备可持续发展的能力。 我国教育部职业技术教育中心研究所姜大源教授,提出职业教育工作过程系统化课程开发理论,在吸收德国“工作过程导向”课程成功经验的基础上,结合中国职业教育的实际情况,并在高职教育改革中探索的取得显著的成果。在姜教授理论提出之后,许多职业院校纷纷开始了工作过程系统化的课程改革,主要包含了:建筑,农业,机械,艺术,体育,语言类等学科,并在取得了良好的效果[1-4]。
2 工作过程系统化理论
所谓工作过程,指的是个体为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序[2]。工作过程系统化课程开发必须是在有序性、整体性和生成性的原则下,从实际工作的需要和高职教育需要这两个维度上予以整体设计;必须遵循职业成长和认知学习的规律。从简单到复杂的学习过程中,使得知识、技能和价值观的学习实现融合,集成于一体,而不是分离[3]。
应用工作过程系统化的理论对相关课程进行开发,其流程如图1所示。首先需要对相关工作过程进行分析,该分析过程主要包含两部分:工作任务分析和行动领域归纳。工作任务分析主要是根据专业相应的工作岗位和岗位群进行典型工作任务分析;行动领域归纳是根据能力的复杂程度整合典型工作任务形成综合领域能力[4-6]。其次需要进行教学过程分析。根据工作过程分析结果进行学习领域转换和学习情境设计。学习领域转换就是根据职业成长和认识规律,将行动领域转换为课程,构成新的课程体系;学习情境设计是根据职业特征,以完整的思维方式,分解学习领域,设计学习单元。
图1 工作过程系统课程开发流程
3 工作过程分析
塑料具有质轻、比强度高、化学稳定性好、易于成型等显著特点,应用越来越广泛。随着科技的飞速发展,人们对产品的外观和功能的要求不断提高,塑料产品的设计和制造也日趋复杂。因此对塑料模具专业方面的人才的要求也在不断的提高。在这种形势下,学生需要学习先进设计制造技术。数字化设计与制造是先进设计制造技术的核心技术,它已经引发了一场深刻的技术革命,开创一种全新的设计制造模式,并将推动制造技术由经验制造向科学制造和可预测制造的转变。模具专业的教学应该顺应当前的形势,培养学生具有先进设计制造技术的专业型、应用型人才。
3.1塑料模具工作任务分析
塑料模具一般生产过程包括:产品设计,模具设计,模具加工,模具试模这四个阶段,如图2所示。产品设计是将概念设计转换成数字模型,或在已有的产品的基础上进行改型设计。产品数字化模型设计出来之后,通过模具专业软件进行模具结构设计,并生成各零件的加工图纸。根据设计的图纸,把模具中的相关零件进行数控加工,最后把加工好的模具放到注塑机上试模,试模成功即可投入生产。
图2 工作任务分析、行动领域能力和课程体系
在塑料模具生产中与其密切相关的岗位有:产品设计师,模具分析师,模具设计师,数控编程师,试模工程师。产品设计师的主要任务是对概念产品进行二维设计和三维设计,对已有产品的改型进行逆向设计或三维设计;模具分析师主要是运用模流分析软件对塑料的成型性进行分析,对模具结构设计起到很重要的指导作用;模具设计师是运用相应的三维设计软件,根据末流分析的报告进行个系统结构的详细设计;数控编程师主要是运用软件对数字模型进行数控编程,并把生成的程序传输到数控机床上进行加工;试模工程师是进行产品的试生产,检验其是否满足要求,若存在缺陷应提交设计部门进行修改。
3.2 行动领域能力
针对相应工作岗位的主要任务,可以归纳出其行动领域需要具备的能力,如图2所示。产品设计师需要能够熟练运用二维设计软件、三维设计软件和点云处理软件;模具分析师要能够熟练运用模流分型软件,并根据分析结果提供一个最优的设计方案;模具设计师需要能够熟练运用三维软件中的模具设计模块,进行各系统结构的快速、准确、详细的设计,并制定各零件的加工工艺和塑料成型工艺;数控编程师应具备编写加工程序的能力,并能够加工出各零件的实物,满足精度要求。试模工程师应具备产品检验的能力,辨认产品的缺陷,同时要有熟练操作注塑机的能力。
4 教学过程设计
4.1 课程体系
根据以上的分析结果可知:模具设计与加工课程的实施之前需要前期准备课程,其中分为基础课程,工具课程,专业课程,其具体的课程设置如图3所示。
图3 课程体系设置
4.2 学习情境设计
⑴学习情境设计模式
同一学习领域需要3个以上课程单元,来实现情境学习,如图4所示。各个学习情境之间的设计是有一定逻辑关系的。学习情境之间的关系可以是平行、递进和包容。平行是指情境
之间的难度相近,递进是指情境之间难度递增,包容则指后续情境包括前导情境的内容。本研究情境之间的关系是递进关系[4]。在情境的学习中,注意个体思维过程的完整性,即资讯、决策、计划、实施、检查和评价。采用这种模式,学生一旦就后所面对的工作,即使超出其学习过的范畴,也能够依据完整的思维从容应对,指导新行动,胜任新工作。
(2) 塑料模具设计与加工课程情境设计
根据塑料模具设计与加工知识领域的完整性,将模具按照其典型结构的形式分为两板模结构,三板模结构,侧抽芯模具结构等,如图5所示。根据模具设计的过程,该领域知识单元可以设为:产品数字模型设计,模具成型分析,分模设计,浇注系统编程设计,冷却系统设计顶出机构设计,出零件图和装配图,典型零件数控自动。因为模具的过程具有同一性,所以其它知识领域也是如此设置的。以模具成型单元为例,该单元分为六个阶段:任务分析、成型基础知识、分析模型建模、成型分析、缺陷检查和成型分析报告, 如图5所示。各学习情境之间的关系是递进的,具备了个体思维过程的完整性[6-9]。
图4 工作过程系统化课程结构设计
图5 塑料模具设计与加工课程情境设计
5.结束语
模具设计与加工是机械设计与制造的专业核心课程,这里采用工作过程系统化的理论对该课程进了改革。改革过程包括:典型工作任务分析、行动领域能力归纳、知识领域分析、课程情境设计四个部分。这种方法强调课程内容以过程性知识(“怎样做”和“怎样做更好”)为主,以陈述性知识(“是什么”和“为什么”)为辅,这与传统的教育模式相比,所涉及的面则更广,教学效果会很好,对提高学生的技能将会有更好的促进作用。