“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下PBL教學(xué)模式在船體CAD/CAM課程中的應(yīng)用研究

□ 湯 婧，趙 陳，李 云

(浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 舟山 316021)

隨著微課、慕課、在線課程等迅速發(fā)展起來，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”已經(jīng)成為繼實體課堂的又一大課堂。信息技術(shù)和教育的融合一方面突破了書本式教育教學(xué)資源的局限，增加了大量的網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)習(xí)者獲取知識更加方便靈活；另一方面，徹底改變了灌輸型的教學(xué)方式，其快捷直接的交互性能和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的直觀反饋，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，真正發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。但是，互聯(lián)網(wǎng)教育目前在理論課程中運用較多，對于《船體CAD/CAM》這類操作性和專業(yè)性強(qiáng)的實踐課程，如何利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的重構(gòu)，還有待研究。本文將以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式(Problem-based learning，簡稱PBL)引入《船體CAD/CAM》課程，學(xué)生在設(shè)置的問題情境中，結(jié)合使用互聯(lián)網(wǎng)資源，解決實際問題，并獲取和掌握隱含于問題背后的專業(yè)知識和技術(shù)技能，同時，通過構(gòu)建科學(xué)完善的評價體系，開展教學(xué)改革。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 PBL教學(xué)模式

1969年，美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows首創(chuàng)PBL教學(xué)模式，隨后，此種教學(xué)模式廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。經(jīng)過不斷的豐富和完善，目前PBL已成為國際上各專業(yè)教學(xué)中較流行的一種教學(xué)模式[1-2]。

PBL教學(xué)模式需要教師在每個項目開始前，向?qū)W習(xí)者提出驅(qū)動性問題，問題的設(shè)計要根據(jù)學(xué)生已掌握的知識水平而定，具備一定的可行性和可操作性。對于實踐課程，問題的設(shè)計還要結(jié)合生產(chǎn)實際，讓學(xué)生能夠在創(chuàng)設(shè)的真實情境中探究，具備一定的吸引性和有效性。問題提出后，學(xué)生以小組形式進(jìn)行分析、研究、設(shè)計和解決。在此過程中，需要學(xué)生充分發(fā)揮自身的主觀能動性，通過各種方式獲取解決問題的新知識，并以協(xié)作式的學(xué)習(xí)模式展現(xiàn)最終的解決方案。

該教學(xué)模式旨在促進(jìn)學(xué)生問題意識、探究能力、團(tuán)隊合作能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

1.2 課程現(xiàn)狀

《船體CAD/CAM》課程主要培養(yǎng)學(xué)生使用計算機(jī)軟件繪制船體各類圖樣的基本職業(yè)技能，為學(xué)生銜接船廠設(shè)計、生產(chǎn)工作打下堅實基礎(chǔ)。該課程是一門專業(yè)綜合性較強(qiáng)的課程，需要學(xué)生具備計算機(jī)軟件繪圖技能以及船體結(jié)構(gòu)、船體識圖和制圖專業(yè)知識?，F(xiàn)階段該課程教學(xué)存在以下問題：

①授課內(nèi)容中專業(yè)學(xué)科間的融合度不夠。目前，本課程的教學(xué)方法以教師演練、學(xué)生操練為主，操作練習(xí)側(cè)重繪圖軟件基本命令的使用，和船體專業(yè)知識結(jié)合較少，從而導(dǎo)致學(xué)生只會繪制一些簡單的機(jī)械圖樣，對于專業(yè)性的船體圖樣束手無策，很難做到舉一反三。由此可見，本課程現(xiàn)階段的教學(xué)還僅僅停留在學(xué)習(xí)使用計算機(jī)軟件上，缺乏軟件技能和專業(yè)知識相融通的內(nèi)容。

②教學(xué)設(shè)計中“產(chǎn)教融合”體現(xiàn)不足。計算機(jī)軟件是一種應(yīng)用工具，只有將其置于實際生產(chǎn)的工作鏈中才能發(fā)揮其最大的作用。由于以往的教學(xué)設(shè)計側(cè)重的是抄繪，所以，學(xué)生學(xué)完本門課程后會有一個錯誤認(rèn)識：計算機(jī)繪圖軟件就是用來抄圖的。然而，在實際生產(chǎn)制造過程中，計算機(jī)軟件貫穿著整個船舶設(shè)計、建造和檢驗過程。本課程的教學(xué)應(yīng)符合國家對職業(yè)教育課程改革的要求，把技術(shù)融入實際生產(chǎn)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)、工藝和規(guī)范的學(xué)習(xí)，達(dá)到專業(yè)化產(chǎn)教融合。

③教學(xué)方式限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。計算機(jī)制圖是一項開放性工作，在符合制圖規(guī)范的前提下，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案和操作順序?，F(xiàn)階段使用的教學(xué)方法，多以教師操作，學(xué)生模仿為主，限制了學(xué)生創(chuàng)造性思維。因此，本程可以依托實際生產(chǎn)設(shè)計案例，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實的學(xué)習(xí)情境，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”學(xué)習(xí)資源激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，以開放性的問題支撐學(xué)生創(chuàng)造力的答案。

2 教學(xué)基礎(chǔ)

PBL教學(xué)模式需要學(xué)生具備較強(qiáng)的自學(xué)、自探、自究能力，為了保證教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)質(zhì)量，教師需要為學(xué)生提供有效的教學(xué)資源和合理的問題設(shè)置，充分發(fā)揮引導(dǎo)作用。

2.1 教學(xué)資源的建設(shè)

通過“互聯(lián)網(wǎng)+”搭建的教育資源大平臺，保證了PBL教學(xué)模式能在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)展開。本課程教學(xué)資源的建設(shè)應(yīng)包括如下內(nèi)容：

①網(wǎng)絡(luò)課堂中的教學(xué)資源建設(shè)。本課程為專業(yè)性較強(qiáng)的實踐類課程，其網(wǎng)絡(luò)課堂中應(yīng)建設(shè)大量的軟件基本操作視頻和船舶基礎(chǔ)知識解析，輔助學(xué)生自學(xué)。

②配合網(wǎng)絡(luò)課堂采用新型教材。教材內(nèi)容要和網(wǎng)絡(luò)課堂相結(jié)合，對于一些拓展知識或操作性強(qiáng)的知識點，可在教材中嵌入二維碼，鏈接網(wǎng)絡(luò)課堂中的相關(guān)視頻，為學(xué)生進(jìn)一步解答。

③建立高效的交互性平臺。本課程的交互性一方面指教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流，課上操作性的交流可以依靠由局域網(wǎng)控制的電子教室，課下交流可以依靠網(wǎng)絡(luò)課堂留言或其他交流軟件直接對話；另一方面，指學(xué)情的反饋，網(wǎng)絡(luò)平臺提供的數(shù)據(jù)分析，可以很好的反應(yīng)學(xué)生掌握新知的情況，教學(xué)內(nèi)容可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。

2.2 驅(qū)動性問題設(shè)置

PBL教學(xué)模式的重點是驅(qū)動性問題的設(shè)計，本課程創(chuàng)設(shè)的問題應(yīng)緊密聯(lián)系實際生產(chǎn)，并體現(xiàn)相關(guān)性。學(xué)生通過解決問題，可以實現(xiàn)“產(chǎn)教融合”，掌握計算機(jī)軟件在船舶設(shè)計、建造和檢驗過程中的使用方法。同時，問題應(yīng)源于生產(chǎn)，基于教學(xué)，其包含的知識點要符合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情。

3 基于PBL教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計

基于PBL教學(xué)模式的《船體CAD/CAM》課程要緊密結(jié)合生產(chǎn)實際，利用網(wǎng)絡(luò)資源收集和整理優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，將多學(xué)科專業(yè)知識聯(lián)合，引導(dǎo)學(xué)生自主分析、創(chuàng)新解答。

3.1 課程內(nèi)容

本課程教學(xué)內(nèi)容模擬實際生產(chǎn)，將教學(xué)任務(wù)細(xì)化為7項工作任務(wù)[3]10大驅(qū)動性問題，教學(xué)案例聯(lián)合《船體結(jié)構(gòu)與制圖》課程中3000t貨船相關(guān)圖樣，配備網(wǎng)絡(luò)課堂中大量軟件操作視頻和結(jié)構(gòu)制圖知識點分析，將學(xué)生分組進(jìn)行項目分析和問題解答，呈現(xiàn)形式為任務(wù)單和小組演示兩大類。其7項工作任務(wù)分別為：

任務(wù)1、任務(wù)2(基本繪制和編輯命令)：計算機(jī)繪圖的基本技能——使用AutoCAD繪制和編輯基本圖形。

問題設(shè)置：分析給定圖樣的繪制步驟及主要運用的繪圖和編輯命令，并完成任務(wù)單。

任務(wù)3(樣條曲線繪制和編輯)：計算機(jī)繪制船體型線圖——使用計算機(jī)繪圖軟件繪制船體型線圖。

問題設(shè)置：①分析型線圖的繪制步驟及主要運用的命令，并完成任務(wù)單；②在繪制型線圖過程中，如何保證型線的光順。

任務(wù)4(圖層的設(shè)置和應(yīng)用)：計算機(jī)繪制基本結(jié)構(gòu)圖——使用計算機(jī)繪圖軟件繪制基本結(jié)構(gòu)圖。

問題設(shè)置：①如何管理基本結(jié)構(gòu)圖中各類線型；②分析基本結(jié)構(gòu)圖的繪制步驟及主要運用的命令，并完成任務(wù)單。

任務(wù)5(工程基本量的測量)：計算機(jī)繪制外板展開圖——使用計算機(jī)繪圖軟件繪制外板展開圖。

問題設(shè)置：①如何利用其它船體圖樣繪制外板展開圖；②分析外板展開圖的繪制步驟及主要運用的命令，并完成任務(wù)單。

任務(wù)6(船體尺寸標(biāo)注和文字標(biāo)注)：計算機(jī)繪制分段結(jié)構(gòu)圖——使用計算機(jī)繪圖軟件繪制分段結(jié)構(gòu)圖。

問題設(shè)置：①如何對船體圖樣進(jìn)行標(biāo)注，請舉例說明；②分析分段結(jié)構(gòu)圖的繪制步驟及主要運用的命令，并完成任務(wù)單。

任務(wù)7(三維繪圖)：計算機(jī)繪制結(jié)構(gòu)節(jié)點圖——使用計算機(jī)繪圖軟件繪制船體結(jié)構(gòu)節(jié)點三維模型。

問題設(shè)置：分析船體結(jié)構(gòu)節(jié)點的構(gòu)件組成和連接方式，填寫所給圖樣的繪制步驟及主要運用的命令，并完成任務(wù)單。

3.2 教學(xué)實施

每項任務(wù)開展前會給學(xué)生下發(fā)一套任務(wù)單，任務(wù)單的主要作用是明確問題和記錄設(shè)計方案，學(xué)生以小組形式完成任務(wù)。在解決問題的過程中，需要學(xué)生自行分析，解決問題的關(guān)鍵項有些是可以通過已掌握的知識解決，有些則需要擴(kuò)充新的知識。學(xué)生擴(kuò)充新知識的方法可以有多種：①通過網(wǎng)絡(luò)課堂資源；②通過書本資料，掃二維碼了解操作；③自行研究；④老師解答等。每個項目需要團(tuán)隊成員互相討論研究，最終做出一套解決方案，并通過電子教室現(xiàn)場演示，接受三方評估。圖1為本課程教學(xué)實施過程圖。

圖1 教學(xué)實施過程圖

3.3 考核評價

采用多元體系的評價方式，更為科學(xué)合理的評價學(xué)生的成績。問題式學(xué)習(xí)方式具有開放性特點，針對不同的問題，每個項目采用的考核方式也不同。本課程主要采用三種考核方式為：三方評價、書面報告和操作考核。其中，三方評價的考核方式成績組成為：學(xué)生自我評價(30%)、組間各成員互評(40%)、教師評價(30%)。同時，三方均有相對應(yīng)的評估量表，旨在更為全面科學(xué)的測評。

4 總結(jié)

基于PBL教學(xué)模式的《船體CAD/CAM》課堂教學(xué)以驅(qū)動性的問題作為項目引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生自主分析、合作解答。同時，本課程結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”優(yōu)化教學(xué)資源，支持學(xué)生個性化發(fā)展，創(chuàng)新化學(xué)習(xí)。但是，在該教學(xué)模式下，如何擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)方式還需進(jìn)一步研究。