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摘要：本文以塑料模设计课程为例，研究了应用型本科院校传统工科专业课程在新工科背景下的新的教学模式。新教学模式结合现代化的教育教学技术，采用线上线下混合教学，线下理实一体化教学及项目教学法，将现代化的模具设计制造新新技术与传统理论知识交叉融合，理实一体，为产业转型升级培养出具有一定视野、综合素质高的新工科专业应用型技能人才，缩短应用型本科院校毕业生与现代化行业需求的距离。
Abstract： This paper takes plastic mold design course as an example to study the new teaching mode of traditional engineering courses in application-oriented universities under the new engineering background. The new teaching mode combines modern education and teaching technology， adopts online and offline mixed teaching， offline integration of theory and practice teaching and project teaching method， integrates modern new technology of mold design and manufacturing with traditional theoretical knowledge， and integrates theory and practice， so as to cultivate a certain vision for industrial transformation and upgrading application-oriented talents with high comprehensive quality can shorten the gap between graduates from application-oriented universities and the needs of modern industries.
關键词：新型工科专业;线上线下混合教学;理实一体化教学;项目式教学
Key words： new engineering majors;online and offline mixed teaching;integrating theory and practice teaching;project-based teaching
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）16-0230-04
0 引言
新型工科专业是面向产业未来发展需要，通过信息化、智能化或其他学科对传统工科专业的渗透、转型、改造和升级更新而成[1，2]。在此背景下，传统工科专业课程《塑料模设计》在教学内容、教学模式、教学方法及考核方式等各方面均已不再适应新工科专业的需求，进行相应的改革措施，势在必行。
模具设计是传统工科专业的一个重要方向，近几十年，由于塑料工业迅猛发展，塑料模具的应用范围十分广泛，塑料模具的比重也日益增大。由于塑料具有轻质高强度的特性及其它一些特殊性能，在各行各业都有广泛的应用。以我们熟悉的交通工具汽车为例，上面的发动机配件、水箱配件、空调配件、仪表盘配件、后视镜以及各种卡扣和固定件等都是塑料制品，据统计目前国内汽车用塑料已经占到了总材料的7%，而德国的这一比例高达15%，因此塑料模具工业具有非常好的发展前景。塑料模作为成型各种塑料制品的模具，是一种技术密集型产品，具有高附加值。塑料工业的迅猛发展，导致塑料模具从业人员尤其是具备现代化模具设计制造技术的从业人员的需求缺口巨大。各高校机械设计类专业正是基于这一目的，开设了塑料模具设计课程，积极适应社会发展需要。广东作为家用电器产品的制造大省，兼具日益发展的汽车工业，塑料模具成型在机械制造中占据的比重更是重大。
广东理工学院的办学宗旨就是立足地方经济，为区域经济发展培养应用型人才。在新工科背景下，应用型院校的工科专业要满足区域经济和产业转型对新工科人才的需求，必须按“新工科”的要求对传统的机械类专业课程教材、教学、教学模式等进行相应改革，以适应新形势下的需要。《塑料模设计》这门课程，在工科专业占有重大地位，对区域经济的发展中也起着较大作用，进行新形势下的教学改革势在必行。
随着中国模具制造业的发展，模具现代化设计新技术CAD/CAE/CAM技术在我国模具企业的应用已成为现实，CAD/CAE/CAM集成技术更是发展趋势。新工科背景下的现代化模具设计制造应用型人才正是企业所急需。
1 目前模具设计教学中存在的问题
目前各高校普遍的教学模式基本都是采用线下理论课堂，塑料模设计课程与模具CAD/CAM课程独立开设。学生在不同时间段先后完成了《塑料模设计》理论课程的学习和模具CAD/CAM技术实践课程的学习，造成理论与技能操作脱节，学生学不好理论知识，也不能灵活运用模具CAD/CAM进行模具设计制造，逐渐失去学习兴趣，毕业就业也不能很好的适应现代化模具企业的要求。即使在塑料模理论教学后安排了专业综合实训或毕业设计对模具设计制造能力进行训练，也达不到理想的教学效果。最好的方式就是将塑料模设计课程融于模具CAD/CAM课程，让学生在模具现代化的设计技术手段中掌握设计理论，实现模具CAD/CAM课程和塑料模设计理论课程理实一体化教学，提高学生模具CAD/CAM技能，缩短毕业生与新工科背景下的现代化模具企业人才需求的距离，提高毕业生的就业竞争力，从而达到提高办学质量的目的。 1.1 模具CAD/CAM课程与塑料模设计理论课程相互独立，互无关联
广东理工学院机械设计本科专业积极适应广东省人才缺口需求，开设了塑料模设计课程《塑料模设计》、计算机辅助设计软件课程《Solidworks机械产品设计》和计算机辅助制造《MsterCAM》，但是几门课程分开开设，互无关联，多数学生学完三门课程，仍不知晓模具CAD/CAM技术。
1.1.1 《塑料模设计》课程介绍
该课程是一门综合性较强的专业课程，涉及的理论知识面广，实践性和实用性都强，同时更新也较快。目前多数学校都是以传统的课堂讲解为主，辅以典型模具结构的实物或动画演示讲解，学生虽然比以往的纯理论讲解较容易理解些，但仍然是空对空的讲解，感官意识不强，学习效果并不理想。例如模架的选择，课本一口气介绍了直浇口、点浇口和简化点浇口模架三种类型共36种模架类型，没有实际的设计应用案例，多数学生懵懵懂懂，混乱不堪，学着学着学习兴趣就没了。
同时学校该方向毕业生就业主要是面向广东地区，而广东大部分地区的模具生产企业，特别是“三资”模具企业，早已普遍采用现代化的模具CAD/CAE/CAM技术进行模具设计制造。而该课程观念陈旧，设计理念仍然是传统的根据塑件尺寸进行计算绘图的方式，早已不能满足现代化模具设计人才的需要，跟不上新工科背景下现代化模具企业的形势要求。
1.1.2 模具CAD/CAM课程介绍
模具CAD/CAM技术涉及的内容较多，主要包含造型设计、工艺设计及数控编程加工三大部分，因此人才培养模式中专业课程设置既要涵盖CAD/CAM技术的所有教学内容，又要强调CAD/CAM技术各部分之问的联系。
广东理工学院目前开设的三维设计软件课程是《Solidworks机械产品设计》，计算机辅助制造课程是《MsterCAM》。Solidworks相比其他三维设计软件应用起来更简单，容易上手。
目前这两门课程的教学主要是立足于软件课程教学，讲授软件的基本操作，综合运用主要是在机械产品设计制造方面，基本不涉及模具设计，而模具设计相比一般机械产品设计相应更复杂。
因此虽然开设了模具设计、CAD软件教学及数控加工等相关课程，但各课程之间互相独立，各自为政，几乎没有交集。在讲授软件时，学生多数时候只是学习软件的基本操作，学习一个又一个的特征造型，没有具体的结构设计。特征与特征之间也没有什么联系，结果造成了大量学生开始兴趣较浓，学习积极性较高，慢慢的因为没有成果，没有成就感，学习兴趣就消失了，没有了学习的主动性和积极性，只是机械的完成每一节课的学习任务，不练习、不思索，不能做到融会贯通。即使掌握了软件的基本操作，也难以掌握模具CAD/CAM技术的综合应用，做不到将软件设计技术与模具设计理论、数控加工制造技术有机的结合，达到综合运用CAD/CAM技术进行模具设计制造的目的，造成与社会现代化的企业脱节，不能适应新工科背景下的人才培养要求。
1.2 实践教学环节与理论教学脱节，学生实际适应能力较差
应用型本科教育主要面向企业培养技能型应用人才，对模具专业来说，企业需要的技术人才应该是新型工科人才，能熟练应用模具设计与制造新技术进行模具设计与制造。为达到这一培养目标，课程设置了为期6周的专业综合实训，分为三周CAD/CAM实训和三周专业模块实训，合并起来作为一个综合性实训项目。在此实训项目中，学生需要单独或协作对一个项目进行分析计算，再利用现代化的设计技术完成设计，同时需利用普通机床、数控机床、CAM技术等进行实际加工训练，通过此项目全方位的综合性训练，达到对专业知识综合运用的目的。但由于模具理论知识讲解与模具CAD/CAM技术分离教学，割裂了CAD/CAM软件和模具设计模具制造之间的关系，学生没有经过这方面的专业练习，导致专业综合实训期间，很多学生拿到设计题目后，无从下手，分析和解决实际问题的能力不足，专业综合实训的教学效果不太显著。
1.3 教师缺乏实战经验
目前，由于本科院校没有模具专业，而学校的教师基本都是从高等院校毕业的青年教师。故相应来讲，教师团队虽然基础理论知识都比较扎实，软件运用一般也都比较熟练，但没有企业实际模具设计与制造方面的经验，所以在教学时也是主要以理论讲解为主，实践经验不足，不能带领学生真正领悟CAD/CAM模具技术的魅力。因此，应用型本科院校的师资培训不仅是理论教育教学技术的培训，还要多多引领青年教师下厂实践锻炼学习，一方面巩固教师理论知识体系，另一方面提高教师的实践教学能力，缩短院校与企业的差距。
1.4 考核方式不合理
由于课程设置的分离，导致考核方式也不合理，不能真正考核学生的模具设计能力与水平。传统的考核方式为塑料模具设计理论课程采用笔试，笔试主要为模具设计方面的理论知识、基本概念等。模具CAD/CAM主要采用上机考试的形式，上机考试一般都是给出几个有一定综合性要求的机器产品的建模或装配的题目，要求学生在规定的时间内完成图形的创建、装配，然后保存上交。这种考核方式只是单纯的检验学生三维软件的操作能力，完全不能检验学生利用模具CAD/CAM技术进行模具设计的专业能力，因此必须以具有模具CAD/CAM技能为考核目标改革考核方式。
2 新工科背景下《塑料模设计》课程的教学改革
2.1 教学内容设计
新工科的专业教学必须满足新工科产业的需要，模具设计人才必须具备信息化、智能化的现代模具设计制造新技术，能适应现代化模具企业对模具设计人才的要求。不仅是要能熟练操作三维设计软件，更重要的是要能熟练的运用模具CAD/CAM技术进行模具设计与制造，并逐渐深入学习，向模具CAD/CAM集成技术方向发展，所以塑料模课程的改革必须以具备模具CAD/CAM能力为能力目标进行教学内容設计。
Abstract： This paper takes plastic mold design course as an example to study the new teaching mode of traditional engineering courses in application-oriented universities under the new engineering background. The new teaching mode combines modern education and teaching technology， adopts online and offline mixed teaching， offline integration of theory and practice teaching and project teaching method， integrates modern new technology of mold design and manufacturing with traditional theoretical knowledge， and integrates theory and practice， so as to cultivate a certain vision for industrial transformation and upgrading application-oriented talents with high comprehensive quality can shorten the gap between graduates from application-oriented universities and the needs of modern industries.
關键词：新型工科专业;线上线下混合教学;理实一体化教学;项目式教学
Key words： new engineering majors;online and offline mixed teaching;integrating theory and practice teaching;project-based teaching
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）16-0230-04
0 引言
新型工科专业是面向产业未来发展需要，通过信息化、智能化或其他学科对传统工科专业的渗透、转型、改造和升级更新而成[1，2]。在此背景下，传统工科专业课程《塑料模设计》在教学内容、教学模式、教学方法及考核方式等各方面均已不再适应新工科专业的需求，进行相应的改革措施，势在必行。
模具设计是传统工科专业的一个重要方向，近几十年，由于塑料工业迅猛发展，塑料模具的应用范围十分广泛，塑料模具的比重也日益增大。由于塑料具有轻质高强度的特性及其它一些特殊性能，在各行各业都有广泛的应用。以我们熟悉的交通工具汽车为例，上面的发动机配件、水箱配件、空调配件、仪表盘配件、后视镜以及各种卡扣和固定件等都是塑料制品，据统计目前国内汽车用塑料已经占到了总材料的7%，而德国的这一比例高达15%，因此塑料模具工业具有非常好的发展前景。塑料模作为成型各种塑料制品的模具，是一种技术密集型产品，具有高附加值。塑料工业的迅猛发展，导致塑料模具从业人员尤其是具备现代化模具设计制造技术的从业人员的需求缺口巨大。各高校机械设计类专业正是基于这一目的，开设了塑料模具设计课程，积极适应社会发展需要。广东作为家用电器产品的制造大省，兼具日益发展的汽车工业，塑料模具成型在机械制造中占据的比重更是重大。
广东理工学院的办学宗旨就是立足地方经济，为区域经济发展培养应用型人才。在新工科背景下，应用型院校的工科专业要满足区域经济和产业转型对新工科人才的需求，必须按“新工科”的要求对传统的机械类专业课程教材、教学、教学模式等进行相应改革，以适应新形势下的需要。《塑料模设计》这门课程，在工科专业占有重大地位，对区域经济的发展中也起着较大作用，进行新形势下的教学改革势在必行。
随着中国模具制造业的发展，模具现代化设计新技术CAD/CAE/CAM技术在我国模具企业的应用已成为现实，CAD/CAE/CAM集成技术更是发展趋势。新工科背景下的现代化模具设计制造应用型人才正是企业所急需。
1 目前模具设计教学中存在的问题
目前各高校普遍的教学模式基本都是采用线下理论课堂，塑料模设计课程与模具CAD/CAM课程独立开设。学生在不同时间段先后完成了《塑料模设计》理论课程的学习和模具CAD/CAM技术实践课程的学习，造成理论与技能操作脱节，学生学不好理论知识，也不能灵活运用模具CAD/CAM进行模具设计制造，逐渐失去学习兴趣，毕业就业也不能很好的适应现代化模具企业的要求。即使在塑料模理论教学后安排了专业综合实训或毕业设计对模具设计制造能力进行训练，也达不到理想的教学效果。最好的方式就是将塑料模设计课程融于模具CAD/CAM课程，让学生在模具现代化的设计技术手段中掌握设计理论，实现模具CAD/CAM课程和塑料模设计理论课程理实一体化教学，提高学生模具CAD/CAM技能，缩短毕业生与新工科背景下的现代化模具企业人才需求的距离，提高毕业生的就业竞争力，从而达到提高办学质量的目的。 1.1 模具CAD/CAM课程与塑料模设计理论课程相互独立，互无关联
广东理工学院机械设计本科专业积极适应广东省人才缺口需求，开设了塑料模设计课程《塑料模设计》、计算机辅助设计软件课程《Solidworks机械产品设计》和计算机辅助制造《MsterCAM》，但是几门课程分开开设，互无关联，多数学生学完三门课程，仍不知晓模具CAD/CAM技术。
1.1.1 《塑料模设计》课程介绍
该课程是一门综合性较强的专业课程，涉及的理论知识面广，实践性和实用性都强，同时更新也较快。目前多数学校都是以传统的课堂讲解为主，辅以典型模具结构的实物或动画演示讲解，学生虽然比以往的纯理论讲解较容易理解些，但仍然是空对空的讲解，感官意识不强，学习效果并不理想。例如模架的选择，课本一口气介绍了直浇口、点浇口和简化点浇口模架三种类型共36种模架类型，没有实际的设计应用案例，多数学生懵懵懂懂，混乱不堪，学着学着学习兴趣就没了。
同时学校该方向毕业生就业主要是面向广东地区，而广东大部分地区的模具生产企业，特别是“三资”模具企业，早已普遍采用现代化的模具CAD/CAE/CAM技术进行模具设计制造。而该课程观念陈旧，设计理念仍然是传统的根据塑件尺寸进行计算绘图的方式，早已不能满足现代化模具设计人才的需要，跟不上新工科背景下现代化模具企业的形势要求。
1.1.2 模具CAD/CAM课程介绍
模具CAD/CAM技术涉及的内容较多，主要包含造型设计、工艺设计及数控编程加工三大部分，因此人才培养模式中专业课程设置既要涵盖CAD/CAM技术的所有教学内容，又要强调CAD/CAM技术各部分之问的联系。
广东理工学院目前开设的三维设计软件课程是《Solidworks机械产品设计》，计算机辅助制造课程是《MsterCAM》。Solidworks相比其他三维设计软件应用起来更简单，容易上手。
目前这两门课程的教学主要是立足于软件课程教学，讲授软件的基本操作，综合运用主要是在机械产品设计制造方面，基本不涉及模具设计，而模具设计相比一般机械产品设计相应更复杂。
因此虽然开设了模具设计、CAD软件教学及数控加工等相关课程，但各课程之间互相独立，各自为政，几乎没有交集。在讲授软件时，学生多数时候只是学习软件的基本操作，学习一个又一个的特征造型，没有具体的结构设计。特征与特征之间也没有什么联系，结果造成了大量学生开始兴趣较浓，学习积极性较高，慢慢的因为没有成果，没有成就感，学习兴趣就消失了，没有了学习的主动性和积极性，只是机械的完成每一节课的学习任务，不练习、不思索，不能做到融会贯通。即使掌握了软件的基本操作，也难以掌握模具CAD/CAM技术的综合应用，做不到将软件设计技术与模具设计理论、数控加工制造技术有机的结合，达到综合运用CAD/CAM技术进行模具设计制造的目的，造成与社会现代化的企业脱节，不能适应新工科背景下的人才培养要求。
1.2 实践教学环节与理论教学脱节，学生实际适应能力较差
应用型本科教育主要面向企业培养技能型应用人才，对模具专业来说，企业需要的技术人才应该是新型工科人才，能熟练应用模具设计与制造新技术进行模具设计与制造。为达到这一培养目标，课程设置了为期6周的专业综合实训，分为三周CAD/CAM实训和三周专业模块实训，合并起来作为一个综合性实训项目。在此实训项目中，学生需要单独或协作对一个项目进行分析计算，再利用现代化的设计技术完成设计，同时需利用普通机床、数控机床、CAM技术等进行实际加工训练，通过此项目全方位的综合性训练，达到对专业知识综合运用的目的。但由于模具理论知识讲解与模具CAD/CAM技术分离教学，割裂了CAD/CAM软件和模具设计模具制造之间的关系，学生没有经过这方面的专业练习，导致专业综合实训期间，很多学生拿到设计题目后，无从下手，分析和解决实际问题的能力不足，专业综合实训的教学效果不太显著。
1.3 教师缺乏实战经验
目前，由于本科院校没有模具专业，而学校的教师基本都是从高等院校毕业的青年教师。故相应来讲，教师团队虽然基础理论知识都比较扎实，软件运用一般也都比较熟练，但没有企业实际模具设计与制造方面的经验，所以在教学时也是主要以理论讲解为主，实践经验不足，不能带领学生真正领悟CAD/CAM模具技术的魅力。因此，应用型本科院校的师资培训不仅是理论教育教学技术的培训，还要多多引领青年教师下厂实践锻炼学习，一方面巩固教师理论知识体系，另一方面提高教师的实践教学能力，缩短院校与企业的差距。
1.4 考核方式不合理
由于课程设置的分离，导致考核方式也不合理，不能真正考核学生的模具设计能力与水平。传统的考核方式为塑料模具设计理论课程采用笔试，笔试主要为模具设计方面的理论知识、基本概念等。模具CAD/CAM主要采用上机考试的形式，上机考试一般都是给出几个有一定综合性要求的机器产品的建模或装配的题目，要求学生在规定的时间内完成图形的创建、装配，然后保存上交。这种考核方式只是单纯的检验学生三维软件的操作能力，完全不能检验学生利用模具CAD/CAM技术进行模具设计的专业能力，因此必须以具有模具CAD/CAM技能为考核目标改革考核方式。
2 新工科背景下《塑料模设计》课程的教学改革
2.1 教学内容设计
新工科的专业教学必须满足新工科产业的需要，模具设计人才必须具备信息化、智能化的现代模具设计制造新技术，能适应现代化模具企业对模具设计人才的要求。不仅是要能熟练操作三维设计软件，更重要的是要能熟练的运用模具CAD/CAM技术进行模具设计与制造，并逐渐深入学习，向模具CAD/CAM集成技术方向发展，所以塑料模课程的改革必须以具备模具CAD/CAM能力为能力目标进行教学内容設计。