“機械CAD 應(yīng)用技術(shù)”課程信息化教學(xué)設(shè)計及實踐*——以“半蓋的模型構(gòu)建”教學(xué)設(shè)計為例

高曉芳 ， 翟肖墨

（山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011）

“機械 CAD 應(yīng)用技術(shù)”是高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心課程，也是山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控工程系院級在線精品課程，通過課程建設(shè)成員一年多的努力，已經(jīng)建成在線課程的基本框架及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，圖1 為在線教學(xué)開放平臺。該課程是在學(xué)習(xí)“機械制圖”“機械零件設(shè)計”課程之后，具備了手工制圖能力和應(yīng)用零件設(shè)計理論及計算規(guī)范的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門理實一體化課程[1-5]，其功能是對接專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，面向工藝員工作崗位，培養(yǎng)學(xué)生CAD 軟件應(yīng)用能力，為學(xué)生后續(xù)自動編程課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)的專業(yè)必修課程。

圖1 在線教學(xué)開放平臺

1 信息化教學(xué)設(shè)計

1.1 教學(xué)設(shè)計思路

以課前、課中、課后為主線，信息化教學(xué)手段開展線上線下混合式教學(xué)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺下載任務(wù)單、觀看微視頻、教學(xué) PPT、教學(xué)案例、小組討論等。教師通過對學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)完成情況的了解，及時調(diào)整講授內(nèi)容及授課方法，將知識點落實到實用性上，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。

1.2 學(xué)情分析

本次授課對象是高職二年級數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，通過對班級同學(xué)的提問觀察，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們已經(jīng)具備一定的讀圖能力和零件設(shè)計能力，對感興趣的東西學(xué)習(xí)積極性較高，喜歡實際操作，對軟件的學(xué)習(xí)接受能力很強。不足之處表現(xiàn)在：學(xué)習(xí)專注度較低，手機依賴度較高；學(xué)習(xí)能力參差不齊，工程圖讀圖能力較欠缺。

2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

2.1 教學(xué)目標(biāo)

1）知識目標(biāo)：會利用草圖構(gòu)建實體，會創(chuàng)建與定位孔，會使用布爾運算， 能創(chuàng)建圓角、倒角等細(xì)節(jié)特征。

2）能力目標(biāo)：注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、掌握學(xué)習(xí)方法的能力及社會適應(yīng)能力。

3）素質(zhì)目標(biāo)：樹立正確的職業(yè)道德觀，培養(yǎng)思維建構(gòu)能力、實踐創(chuàng)新能力、交往協(xié)作能力和社會服務(wù)能力。

2.2 制定教學(xué)內(nèi)容

以“半蓋的模型構(gòu)建”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，使學(xué)生能夠根據(jù)工作任務(wù)單要求，利用主要學(xué)習(xí)拉伸、布爾運算、同步建模、抽殼、孔、倒角、倒圓角等指令完成零件的三維建模及工程圖的創(chuàng)建，半蓋模型圖如圖2所示。表1為教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，通過課程的學(xué)習(xí)，能夠利用UG軟件進(jìn)行一般復(fù)雜程度零件的設(shè)計，幫助學(xué)生建立完整的知識體系，為適應(yīng)機械產(chǎn)品三維設(shè)計崗位做準(zhǔn)備。

圖2 半蓋模型

表1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

3 教學(xué)組織

3.1 課前準(zhǔn)備

學(xué)生登錄超星在線開放課程教學(xué)平臺，下載本單元任務(wù)單及零件圖紙，明確本單元實訓(xùn)內(nèi)容、相關(guān)知識點、重難點及實訓(xùn)要求。學(xué)生按照任務(wù)書瀏覽超星教學(xué)平臺本單元課程資料，包括半蓋建模過程示教、半蓋工程圖示教、操作步驟參考、教學(xué)課件、命令資訊、拓展資源等。學(xué)生記錄遇到的問題，小組長記錄共性問題。通過課前學(xué)習(xí)，學(xué)生對本單元任務(wù)及重難點知識和內(nèi)容有初步了解。

3.2 課堂實施

通過課前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已基本了解本次課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生分析半蓋的建模思路，學(xué)生分組進(jìn)行討論確定三維建模方案、工程圖設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生帶著學(xué)習(xí)任務(wù)開展學(xué)習(xí)；教師通過示范三維模型實例講解指令使用方法及參數(shù)設(shè)置方法，學(xué)生模仿操作并總結(jié)要點；學(xué)生通過學(xué)習(xí)相關(guān)知識和內(nèi)容之后獨立完成半蓋的模型設(shè)計并總結(jié)操作要點，在設(shè)計過程中，各小組成員彼此交流、溝通、討論，極大地提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析能力和溝通能力。在這個過程教師巡回指導(dǎo)解答學(xué)生遇到的問題，教師在巡回過程中對遇到普遍存在的共性問題，在適當(dāng)時候進(jìn)行統(tǒng)一答疑、統(tǒng)一輔導(dǎo)或示范操作，同時積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考；各組組長對各種工作成果匯報，組員針對組長匯報情況進(jìn)行補充；教師對各小組的完成情況進(jìn)行點評，對本次課重點難點進(jìn)行總結(jié)并進(jìn)行現(xiàn)場操作演示，切實提高學(xué)生的實際動手能力，幫助學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識和內(nèi)容，半蓋的教學(xué)設(shè)計如表2所示。

表2 半蓋教學(xué)設(shè)計

續(xù)表

半蓋學(xué)習(xí)任務(wù)單（即半蓋的模型構(gòu)建）如下。

1）實訓(xùn)內(nèi)容：本任務(wù)通過半蓋的模型設(shè)計使學(xué)生掌握拉伸及參數(shù)設(shè)定、孔、螺紋、關(guān)聯(lián)復(fù)制（鏡像特征命令）及工程圖的局部剖命令及標(biāo)注命令，使學(xué)生具有拉伸類零件的構(gòu)建能力且具有細(xì)節(jié)處理的能力。

2）相關(guān)知識點：拉伸命令及參數(shù)設(shè)定；工程圖的標(biāo)注命令。

3）實訓(xùn)要求：①能用回轉(zhuǎn)命令構(gòu)建具回轉(zhuǎn)特征零件；②掌握槽、鍵槽命令的操作方法及參數(shù)設(shè)定；掌握工程圖標(biāo)注的方法；③以小組為單位完成任務(wù)，體現(xiàn)團(tuán)隊合作精神；④應(yīng)具備基本自學(xué)能力和操作能力，并在教師的指導(dǎo)下完成能力訓(xùn)練項目。

4）布置任務(wù)：瀏覽超星教學(xué)平臺本單元課程資料，包括半蓋建模過程示教、半蓋工程圖示教、操作步驟參考、教學(xué)課件、命令資訊、拓展資源等。記錄遇到的問題，對本單元任務(wù)及重難點知識和內(nèi)容有初步了解。

5）任務(wù)分析：操作步驟、重難點分析、心得。

6）實訓(xùn)結(jié)果：將結(jié)果圖片上傳，如表3所示。

表3 半蓋工程圖評分表

3.3 課后任務(wù)

學(xué)生登錄學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺完成教師下發(fā)的課后作業(yè)，學(xué)生完成作業(yè)后提交至超星學(xué)習(xí)通；瀏覽拓展單元內(nèi)容，對本單元內(nèi)容進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)和研究。

4 教學(xué)效果評價

教師將根據(jù)超星教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)信息，如圖3 所示，了解學(xué)生對知識點的理解和掌握情況，及時調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)策略并有針對性地進(jìn)行輔導(dǎo)答疑，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合能力及創(chuàng)新能力。

圖3 超星教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)信息

5 結(jié)語

本研究以“半蓋的模型構(gòu)建”為例，設(shè)計了信息化教學(xué)設(shè)計的基本模式。實現(xiàn)了線上和線下混合式教學(xué)模式，將傳統(tǒng)的教師教學(xué)為主的模式改為學(xué)生學(xué)習(xí)為主、教師教學(xué)為輔的模式，運用多種新穎的教學(xué)評價方法從多個維度評價學(xué)習(xí)效果[6]。實現(xiàn)了在線精品課程“建設(shè)”和“使用”的有效整合，進(jìn)一步提升了教學(xué)質(zhì)量。