PLM導向下“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的應用

摘 要：本文通過分析企業(yè)人才需求特點，以PLM為導向，應用“翻轉(zhuǎn)課堂”轉(zhuǎn)變教學模式，構建課程與課程之間、課程與實際應用之間的相互關聯(lián)性，以實現(xiàn)院校教育與企業(yè)環(huán)境統(tǒng)一的“立體式”教學體系。實踐證明：“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的應用，強化了學生應用能力的培養(yǎng)，提高了教學質(zhì)量。

關鍵詞：PLM導向 翻轉(zhuǎn)課堂 能力培養(yǎng)

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0124-02

在加快企業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，學校應根據(jù)企業(yè)對人才的需求，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)理念，針對職業(yè)崗位需求調(diào)整教學模式，唯有如此，才能提高教學質(zhì)量，實現(xiàn)現(xiàn)代職業(yè)教育的培養(yǎng)目標。

1 對計算機輔助設計重要性的認識及新型教學模式的構建

1.1 企業(yè)轉(zhuǎn)型期間，計算機輔助設計的重要性

國發(fā)〔2014〕26號“國務院關于加快發(fā)展生產(chǎn)性服務業(yè)促進產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整升級的指導意見”指出，“生產(chǎn)性服務業(yè)涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的多個環(huán)節(jié)，具有專業(yè)性強、創(chuàng)新活躍、產(chǎn)業(yè)融合度高、帶動作用顯著等特點，是全球產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點。加快發(fā)展生產(chǎn)性服務業(yè)，是向結構調(diào)整要動力、促進經(jīng)濟穩(wěn)定增長的重大措施，既可以有效激發(fā)內(nèi)需潛力、帶動擴大社會就業(yè)、持續(xù)改善人民生活，也有利于引領產(chǎn)業(yè)向價值鏈高端提升”，“以產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求為導向，鼓勵有能力的工業(yè)企業(yè)重點圍繞提高研發(fā)創(chuàng)新和系統(tǒng)集成能力，發(fā)展市場調(diào)研、產(chǎn)品設計、技術開發(fā)、工程總包和系統(tǒng)控制等業(yè)務”。在企業(yè)轉(zhuǎn)型中計算機輔助設計技術的應用和發(fā)展，已經(jīng)跨入一個3D大眾化的新時代。3D技術作為工業(yè)化和信息化融合的支撐動力，是促進新時期產(chǎn)業(yè)升級和自主創(chuàng)新的推動力，是信息化時代、3D大眾化時代廣泛應用的基礎性、戰(zhàn)略性工具技術。十八屆三中全會明確提出，要把創(chuàng)新驅(qū)動作為重要的國家戰(zhàn)略，堅持把推進工業(yè)化和信息化深度融合作為轉(zhuǎn)型升級的重要支撐。充分發(fā)揮信息化在轉(zhuǎn)型升級中的支撐和牽引作用，促進“生產(chǎn)型制造”向“服務型制造”轉(zhuǎn)變。2014年第十二屆全國人民代表大會第二次會議李克強總理再次強調(diào)：“促進信息化與工業(yè)化深度融合，推動企業(yè)加快技術創(chuàng)造，增強傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)競爭力”。在當前企業(yè)急需技術服務型、創(chuàng)新型、實用型等復合型人才的情況下，完成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，增強企業(yè)競爭力，培養(yǎng)高素質(zhì)高技能、熟練應用計算機輔助設計的3D人才，刻不容緩。

1.2 PLM導向下，建立“立體化”教學體系

PLM （product lifecycle management）即產(chǎn)品生命周期管理來源于全球制造業(yè)信息化的長期實踐和發(fā)展。管理模式受到了國際知名制造企業(yè)的認可，是當代企業(yè)面向客戶和市場，整合重組并充分利用產(chǎn)品每個生命周期中的組織結構、業(yè)務過程和資源配置，從而使企業(yè)實現(xiàn)整體最大化的先進管理方式。這個管理方式不僅是整合本企業(yè)各個業(yè)務部分的信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理模式，也是連接不同的企業(yè)應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的基礎信息表示和操作。

PLM是一種應用于單一公司的企業(yè)內(nèi)部，或分散在多個地區(qū)進行生產(chǎn)的企業(yè)內(nèi)部，以及在產(chǎn)品研發(fā)領域具有協(xié)作關系的企業(yè)之間，支持產(chǎn)品生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)以及應用的一系列應用解決方案，它匯集了與產(chǎn)品相關的所有人力資源、流程、應用系統(tǒng)和信息。PLM貫穿于將一個產(chǎn)品從生命的開始即用戶（市場）訂單到設計（CAD）/制造（CAM）、銷售、用戶的使用，直到產(chǎn)品淘汰整個生命周期一體化的管理，如圖1。根據(jù)企業(yè)轉(zhuǎn)型的需求，以及職業(yè)教育教學的要求，在培養(yǎng)學生的過程中，從學生入學開始，按照PLM理念進行教學，每一學期教學內(nèi)容首尾銜接。以PLM為導向，整合教學資源，規(guī)范教學計劃，融合教師之間的協(xié)作、知識的相容，建立“立體化”教學體系，培養(yǎng)復合型創(chuàng)新型人才。

目前職業(yè)教育偏重科學知識、輕視實踐訓練，偏重專業(yè)知識傳授、輕視綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)，偏重專業(yè)教育，輕視人文、經(jīng)濟、環(huán)保作用的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式，構建新的課程體系—— “立體化”教學體系，要求避開灌輸式、封閉式、照本宣科式教學模式，完成一門課程的講解，要求授課教師要熟悉整個教學計劃，以完成事件（項目、案例、活動等）達到教學目的為理念，建立課程與課程之間、課程與實際應用之間、跨專業(yè)甚至院校之間相關關聯(lián)的“立體化”教學體系，完成對人才個性化、創(chuàng)新型、復合型的教育，培養(yǎng)出高質(zhì)量高素質(zhì)的人才。

以PLM為導向，培養(yǎng)學生機械制圖基礎知識、機械制造及機械設計理論知識（PLM的訂單），為計算機輔助設計（2D、3D設計）打下基礎；運用2D、3D設計軟件教學手段，結合企業(yè)案例進行產(chǎn)品造型設計，學生通過通過工藝圖表等完成CAM加工造型學習（PLM設計、制造）；進而通過課程設計、畢業(yè)設計進行教學檢驗（相當于PLM的銷售及售后服務環(huán)節(jié)）。在教學用采用翻轉(zhuǎn)課堂法、任務驅(qū)動教學法、項目教學法、案例教學法等來提高學生能力為目的的行之有效的教學模式，通過一個與實際應用相關的事件來組織教學活動，將課堂內(nèi)容和實際應用有機結合，學生作為事件的實施者，在事件的完成過程中傳授教學內(nèi)容。

2 “翻轉(zhuǎn)課堂”模式在教學中的應用

2.1 “翻轉(zhuǎn)課堂”

“翻轉(zhuǎn)課堂”起源于美國科羅拉多州落基山的“林地公園”高中。2007年，“林地公園”高中的兩位化學教師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）事前使用錄屏軟件錄制了課堂內(nèi)容，并將視頻上傳到網(wǎng)絡，以此幫助缺席的學生補課。后來，這兩位老師安排學生在家觀看課堂教學視頻，帶領學生在課堂上完成作業(yè)，并對學習中遇到困難的學生有針對性地進行講解，這種教學方式受到了學生的喜愛。兩位教師為了讓更多的教師理解和推廣翻轉(zhuǎn)課堂的理念和方法，在林地公園高中舉辦了“翻轉(zhuǎn)課堂”“開放日”（Open House），讓更多的教育工作者來觀看翻轉(zhuǎn)課堂的運作情況和學生的學習狀態(tài)。這種做法促進了翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的推廣。此外，翻轉(zhuǎn)課堂的推動還要得益于開放教育資源（OER）運動。自麻省理工學院（MIT）的開放課件運動（OCW）開始，耶魯公開課、可汗學院微視頻、TED ED（TED的教育頻道）視頻等大量優(yōu)質(zhì)教學資源的涌現(xiàn)，為翻轉(zhuǎn)課堂的開展提供了資源支持，促進了翻轉(zhuǎn)式教學的發(fā)展。

“翻轉(zhuǎn)課堂”模式改變了傳統(tǒng)的教學流程，將本來在應該在課堂上講解的教學內(nèi)容，由老師運用教學錄像把教學內(nèi)容錄下來，把錄像視頻以及相關的教學PPT、學習資料等上傳到網(wǎng)絡上，在上課之前，學生按照老師的要求觀看視頻。學生通過網(wǎng)絡進行自學的過程中，通過網(wǎng)絡BBS等工具把學習難點疑點反饋給老師，老師進行總結歸納。課堂上，老師針對問題進行引導討論，根據(jù)學生的學習情況進行個性化指導，或通過分組討論等活動，運用錄像上學到的知識完成事件（案例、項目）等，進行理論與實踐應用，從而達到教學的目的。在傳統(tǒng)教學模式中，課堂上老師滿堂灌地講授新知識，學生被動地接受知識。傳統(tǒng)課堂面臨的問題是學生沒有跟上教師進度或思想開小差，就會出現(xiàn)知識斷點，課后老師布置作業(yè)讓學生完成進行復習鞏固，但是知識斷點很難掌握。老師也沒有辦法針對每個學生的基礎、需求、學習進度以及個人接受能力進行輔導教學，從而只能照顧中間程度的學生，對于學得快接受快和學得慢理解慢的學生難以兼顧，從而造成了班級教學出現(xiàn)偏差大的現(xiàn)象。翻轉(zhuǎn)課堂模式利用錄像資料，讓學生可以根據(jù)自己的接受能力，反復觀看，從而讓學生避免了出現(xiàn)知識斷點的現(xiàn)象。

“翻轉(zhuǎn)課堂”模式使教師和學生的角色發(fā)生了變化，教師由課堂傳播者變成了學習的促進者和指導者，學生由被動的接受者變成了學習的主動者。教師通過事前按照課堂內(nèi)容進行錄制視頻資源，上傳網(wǎng)絡，學生利用業(yè)余時間或晚自習時間觀看教學視頻進行模仿，并反饋問題。學生可以靈活安排學習時間，課堂上節(jié)省的時間來進行項目、案例訓練，解答疑問。

2.2 “翻轉(zhuǎn)課堂”在計算機輔助設計課程中的應用

2.2.1 教學計劃的規(guī)范

“立體化”教學體系要求教學進度的安排符合循序漸進的培養(yǎng)要求，以PLM貫穿教學內(nèi)容的指導要求，進行教學計劃的調(diào)整，制定以提高學生“能力”為導向的課程教學和導學方案。除素質(zhì)教育、基礎課程外，先安排機械制圖、計算機繪圖，以“夠用”為度，整合機械制造基礎、制造工藝、互換性等課程為機械制造基礎，整合機械設計基礎、工程力學為工程力學及機械設計基礎課程，運用計算機輔助設計（選用先進的3D設計軟件CAXA、UG、PRO/E）完成產(chǎn)品造型，把課堂設置在實訓室，講解CAM基礎知識及操作技能，利用課程設計、畢業(yè)設計進行綜合驗收。

整個教學計劃的設置要符合培養(yǎng)目標，要貫穿專業(yè)技術應用能力培養(yǎng)這條主線，要構建相對獨立又相互交融的實踐教學體系和理論教學體系。

2.2.2 教學資源的優(yōu)化

以教學計劃每個節(jié)點為主，安排經(jīng)驗豐富的教師從事教學工作，上下銜接，課程與課程之間事件（項目、案例等）環(huán)環(huán)相扣，以PLM即產(chǎn)品生產(chǎn)管理的方式安排教學。

一是做好課程結構調(diào)整，優(yōu)化資源整合。要把“翻轉(zhuǎn)課堂”模式運用好，應根據(jù)課程的教學大綱及相關素材，結合“立體化”教學理念，創(chuàng)建并完善精品課程，錄制教學視頻，整合并上傳網(wǎng)站，這樣學生能根據(jù)自身情況來量身定制自己的學習時間。學生在規(guī)定時間內(nèi)，利用網(wǎng)上精品課程提供的教學章節(jié)，針對同步視頻進行學習。學生觀看視頻的效果如何，教師通過建立BBS等討論交流平臺來梳理學生在學習中存在的問題，并加以整理，做好充分的備課，以便在課堂上有針對性地解決學生在視頻學習中存在的問題。

“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的優(yōu)點是觀看視頻掌握在學生自己手里，掌握的可以不看，難度大的反復多看幾遍，學生在步入課堂之前已經(jīng)完成知識的學習，結合事件（項目、案例等）帶著問題進入課堂。我院已經(jīng)有清華、北大等知名教師錄制的教學視頻，建立了國家級、省級的在線學習平臺，院級建立了課程設置團隊、創(chuàng)建了精品課程。

二是結合學生專業(yè)特點，進行“訂單式”培訓。除了完成理論教學外，要注重培養(yǎng)學生的動手能力，繼而培養(yǎng)解決實際問題的能力。學生通過相關章節(jié)學習，他們獲得的課程知識、解決問題的能力是分散的、零碎的，根據(jù)學生專業(yè)特點，進行“訂單式”培訓。

我院采用翻轉(zhuǎn)課堂法、項目教學法、案例驅(qū)動法相配合進行教學，起到事半功倍的作用。在“立體化”教學體系下，組建了一個強有力的教學團隊，從年齡、學歷、知識結構上進行了調(diào)整，教師的閱歷、實踐能力等都做了具體要求，在PLM導向下，要求任課教師積極參與企業(yè)頂崗實習，完成了教學資源的整合，打造了計算機輔助設計精品課程。

3 結語

高職教學，應注重以職業(yè)崗位需求為導向，以知識傳授為基礎，以能力培養(yǎng)為重點。在CAD/CAM等特色專業(yè)建設中，應根據(jù)企業(yè)結構調(diào)整大膽進行教學改革，注重實踐能力培養(yǎng)，動手能力培養(yǎng)?！胺D(zhuǎn)課堂”模式在教學中的應用，強化了工程應用能力的培養(yǎng)。幾年來，我院以證代考，積極參加各種比賽進行大練兵，取得全國3D聯(lián)賽江蘇賽區(qū)獎項、省級繪圖比賽二等獎、市級設計大賽組織獎，教師積極參與企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)，獨立或參與并獲得了多項創(chuàng)新型專利。

參考文獻

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