高職CAD軟件綜合應用線上線下混合教學研究

盛永華 桂艷 鄺衛(wèi)華

摘要： 針對CAD軟件綜合應用課程涉及看圖識圖、空間想象和計算機操作能力等特點，結合前期實際教學中出現(xiàn)的各種問題，提出“以學生為中心”線上線下混合式教學新策略解決現(xiàn)有問題。本文重點以“拉伸特征”的課內(nèi)實驗改革實踐為例，教學改革后培養(yǎng)了學生自主學習能力和創(chuàng)新意識，提高了課程教學質(zhì)量，優(yōu)化了學生學習效果。

關鍵詞：高職、CAD軟件；線上線下混合教學

中圖分類號：G642.0? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1008-4657（2024）02-0091-05

0? ? ? ? 引言

隨著教育信息化走向3.0時代，高等職業(yè)教育的教學模式也正在經(jīng)歷一系列變革，截至 2022 年12月，我國線上已建成中國大學 MOOC、超星學習通平臺、學銀在線、智慧職教、學堂在線、浙江省高等學校在線開放課程共享平臺等很多免費在線課程平臺［ 1 ］，很多高職學校認可在線學習，公共課優(yōu)先選擇在線課，專業(yè)課的在線學習證書也可申請學分置換［ 2 ］。

隨著時代和科技的進步，線上教學的迅速發(fā)展給傳統(tǒng)線下教學帶來了前所未有的巨大沖擊。線上教學發(fā)展是趨勢，傳統(tǒng)教學模式無法進行教學，線上教學成為可行手段。國內(nèi)學者研究表明，采用線上線下混合式教學后，機械CAD/CAM技術課程拓展了教學內(nèi)容，激發(fā)了學生的學習積極性和探究性［ 3 ］；電子線路CAD課程取得了理想的教學效果［ 4 ］；高職CAD課程幫助學生自我發(fā)展和提高專業(yè)素質(zhì)［ 5 ］。因此，高職CAD軟件綜合應用課程采用線上與線下混合式教學模式，取兩者優(yōu)勢，結合超星學習通平臺，可調(diào)動學生的學習興趣和積極性，提高學習效率和教學效果，讓學生學到滿足個性需求的CAD 技術，提升職業(yè)素質(zhì)。

1? ? ? ? CAD軟件綜合應用的課程分析

1.1? ? ? ? 課程概況

CAD軟件綜合應用是模具設計與制造專業(yè)的一門專業(yè)課，課程以學習Creo Parametric 6.0設計軟件為主，具有極強的實踐性與實用性。Creo作為CAD技術領域的標桿軟件，具有強大的設計制造功能，是很多機械工程師的首選工具。授課內(nèi)容包括了從零件三維模型設計、工業(yè)產(chǎn)品造型設計、優(yōu)化設計，到模具設計產(chǎn)品的全過程，通過以上內(nèi)容使學生掌握CAD技術的方法和思路。在學習本門課程之前，學生已完成工程圖樣識別與繪制、機械工程基礎、計算機繪圖等課程學習，已了解工程圖繪制的規(guī)范，能夠看懂機械零件圖與裝配圖，了解常見機械零件結構特點。

1.2? ? ? ? 學情分析

學生以前從未用過三維軟件對零件進行造型，雖然前期學過CAD軟件繪制二維平面圖形，但第一次創(chuàng)建三維立體圖形，部分學生無從下手。學習個體差異較大，學生已有的電腦水平參差不齊，空間想象能力和手感也是高低不同。前期機械制圖基礎好、電腦綜合能力強的學生，課堂上能順利完成教師布置的全部作業(yè)，課后作業(yè)也較為輕松，且繪圖的質(zhì)量高。但有些學生課堂只能勉強完成教師布置的75%的作業(yè)，課后作業(yè)則需花費很長時間，且出現(xiàn)零件尺寸不準確，形狀有差異，漏畫部分特征等錯誤。

1.3? ? ? ? 教學模式分析

傳統(tǒng)的線下教學模式，通過教師給學生講解演示，操作示范，學生觀摩學習，操作練習。這種教學模式下，部分學生不認真聽講，沒有記下重點、要點，特別是不注意細節(jié)會導致操作失誤，影響學習效率。課堂教學時間有限，學生既要聽教師講，又要自己練習，時間很緊張，沒有更多的時間去完全消化教師所講內(nèi)容，更難以提煉升華課堂內(nèi)容。

采取完全線上教學模式，通過超星平臺視頻資源供學生自主學習和提交作業(yè)。學生可充分自主安排學習時間，選擇個人學習效率最高的時間段學習，可反復觀看學習重難點。但對學生的自律性有較高要求，學生的主體作用難以得到充分發(fā)揮［ 6 ］。雖然采用簽到打卡的形式可保證學生的參與度，但缺少線下監(jiān)督，學習效果較難保證，且電子作業(yè)也難以辨別作業(yè)的抄襲問題。

2? ? ? ? CAD軟件綜合應用教學新策略

本課程知識目標要求學生不僅要懂圖紙、會建模，同時還要具備設計能力，教學應融入具有創(chuàng)新精神的思政元素，引導學生突破重難點，靈活運用現(xiàn)有知識、技能和方法進行創(chuàng)造設計，用創(chuàng)新精神去探索世界。為實現(xiàn)此目標，采用由學習金字塔理論提出的“三階段四環(huán)節(jié)”線上線下混合式教學模式如圖1所示。

由圖1可知，教學模式由課前線上自學、課中線下教學、課后線上鞏固和拓展組成三個時間空間錯開的學習階段。

課中即課堂教學由小組討論、實踐練習、立即應用與效果檢驗四個教學操作環(huán)節(jié)組成，構成教學閉環(huán)。課前自學與課后拓展是課中導學的延伸，強調(diào)拓展教學時空，利用課余碎片化時間，自主學習，更為體現(xiàn)。該模式展現(xiàn)了以學生為中心的教學理念，激發(fā)了學習主動性，調(diào)動了積極性，豐富了學生的學習內(nèi)容，滿足了學生個性化發(fā)展的需求，提高了學生的綜合能力，更能適應現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢。

課后學生可根據(jù)需求自行安排學習時間和場所，自主選學短板知識點，或通過課前教學視頻發(fā)現(xiàn)問題，帶著問題進入課堂，使課堂學習更有針對性和目的性。課后教師通過在線學習平臺批閱學生的作業(yè)，了解學生在學習過程中遇到的問題，也可以微信跟某個學生單獨溝通，或利用騰訊會議對課后作業(yè)進行集中討論和講評，合理調(diào)整后續(xù)的教學內(nèi)容和進度。

課程采用案例教學法，結合“理論-實踐-創(chuàng)作”一體化的教學思路，體現(xiàn)工學結合特色，利于學生掌握草圖、實體建模、曲線、曲面、模具分模的使用方法和技巧。通過基礎案例、案例學習、模仿實物設計（思考題）、創(chuàng)作設計作業(yè)、常規(guī)作業(yè)、提升作業(yè)等方式，完成一定難度作品的設計和分模，著重培養(yǎng)學生對圖形的理解和分析能力，熟悉一定的機械設計基礎知識，清楚模具設計的一般流程和方法，結合分層教學激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習能力［ 7 ］，提高學生的自主學習和獨立完成工作的能力。通過改革教學方法，學生不僅具備使用Creo軟件進行一般產(chǎn)品的三維設計能力，還能獨立進行簡單零件的模具設計。采取更為合理的評價體系，重視學生發(fā)展的潛力，最大限度地釋放每一名學生學習的熱情和創(chuàng)造力，提升學生發(fā)展個性的體驗［ 8 ］。

3? ? 線上線下混合式教學的實踐

以“拉伸特征”（2學時）的實際教學為例，講述具體的混合式教學改革與實踐。

3.1? ? 課前準備和預習實踐

教師推送學習任務，學生瀏覽微視頻，初步了解課堂主要學習內(nèi)容，布置思考題，激發(fā)學生的學習興趣，完成課前作業(yè)，并上傳到學習通，培養(yǎng)學生自主探究的學習能力。

3.2? ? 課中線下教學

1.小組討論（論）：共同體成員之間的互動、 辯論、 批判與協(xié)作，更適合在課堂面對面的環(huán)境支持下進行［ 9 ］。課堂討論拉伸特征的難點和使用場合，展示課前思考題的分析作業(yè)，小組討論、互評、明確學習目標。

2.實踐練習（練）：教師課堂演示拉伸實例的操作，邊操作邊講解拉伸特征的應用以及此圖形的參考繪圖思路，并指出這個案例容易出錯的地方；學生認真聽課并獨立完成拉伸實例的繪制，教師巡視學生的繪圖過程，立即解決疑難問題。

為了進一步熟悉拉伸特征的應用，教師課堂演示第二個拉伸實例的操作，操作前請學生分析這個圖形的繪圖思路，教師點評后操作；學生可按教師步驟或按自己的思路進行第二個拉伸實例的繪制，教師巡視學生的繪圖過程，當場解決錯誤和細節(jié)問題，培養(yǎng)學生一絲不茍的工匠精神。讓提前完成的學生總結實際操作中拉伸特征的應用難點，幫助周圍學習困難的學生，教他人時，使自我得到提升。

3.立即運用（用）：布置第二個思考題，考核學生掌握的真實情況，獨立設計畫出類似圖形；給基礎較好、動手能力強的學生布置創(chuàng)意設計作業(yè)，利用拉伸特征設計一個自己喜歡的產(chǎn)品。利用混合式教學的優(yōu)勢［ 10 ］，通過思考題和創(chuàng)意作業(yè)的練習，強化拉伸技能的同時，鍛煉學生的創(chuàng)新創(chuàng)意設計意識。

4.效果檢驗（驗）：集中抽查部分學生的課堂案例以及思考題的作業(yè)結果，指出問題，并提出修改對策，使部分學生的技能得到提高。抽測學生的創(chuàng)意設計作業(yè)，并鼓勵少數(shù)學生上臺展示，師生一起互相學習。教師做最后的點評、總結和布置課后作業(yè)。

3.3? ? 課后教學實踐反思

課后，教師通過超星平臺布置課后作業(yè)，一般是兩個拉伸練習、下一節(jié)課前預習的思考題以及課堂上未進行創(chuàng)意設計的學生需要繼續(xù)完成創(chuàng)意設計，課堂作業(yè)有問題的學生也需要將課堂作業(yè)重畫一遍。通過課后作業(yè)提高學生的繪圖速度，養(yǎng)成精益求精的學習態(tài)度，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

因為在學習初階段，教師以引導學生自學能力培養(yǎng)為主，后階段布置難度相當?shù)恼n后作業(yè)，利用課余時間加強聯(lián)系，填補課時方面的空缺，加強學生對問題的理解與操作技能。課后可以通過騰訊會議集中對學習案例的關鍵內(nèi)容以及學生易出錯的地方進行重點講解。個別學生通過微信等私聊的方式進行線上溝通或下課后線下當面交流溝通，進行解疑答惑。

在該課程的教學過程中，基礎作業(yè)幫助少數(shù)差等生課堂上能跟得上學習進程，課后可以花大量時間完成思考題和簡易的創(chuàng)新創(chuàng)意作業(yè)；思考題使大部分中等生在基礎作業(yè)的基礎上有提高，能設計出中等難度的產(chǎn)品；創(chuàng)新創(chuàng)意作業(yè)能滿足優(yōu)等生的求知欲，發(fā)揮他們創(chuàng)新精神和學習能力，設計出有一定難度的產(chǎn)品，并讓他們成為小教師，體驗式教學，將創(chuàng)意作業(yè)展示給師生，一方面利于其他學生學習，也培養(yǎng)了優(yōu)等生的綜合能力。通過100多個圖形的不斷練習和繪圖習慣的培養(yǎng)，學生養(yǎng)成了認真細致、一絲不茍、精益求精的工匠精神。

4? ? 課程教學效果評價與展望

線上線下混合教學前后的教學成績對比如表1所示。

由表1可知，2021模具設計與制造班采用線上線下混合式教學后，全班平均分提高了5分以上，優(yōu)秀學生的比例增加，不及格學生的比例降低，表明教學改革后學生的成績得到了提高，教學優(yōu)化效果顯著。并且該班獲2021—2022年度“CAXA數(shù)碼大方杯”工業(yè)數(shù)字化關鍵技術應用賽項的二等獎一人，獲第二屆“中望杯”工業(yè)軟件大賽機械賽項的二等獎一人，充分表明了混合式教學更利于優(yōu)秀學生的技能提升。

5? ? 結論

在在教學中利用在線教學平臺實現(xiàn)課堂教學模式不僅可以提高學生的學習積極性，發(fā)揮他們的主觀能動性，而且提高課堂教學效率，滿足學生個性化發(fā)展的需求。學習難度不斷遞增的情況下，學生鍛煉出了不斷實踐、勇于探索、不怕失敗、戰(zhàn)勝困難的精神，一個圖形有問題會反復琢磨直到畫出完美的圖形。無論是在課堂還是課后，學生互相幫助，碰到問題討論和研究，形成了良好的團隊協(xié)作習慣，不是抄襲，而是一起進步。通過一次次創(chuàng)意設計作業(yè)，越來越多的學生敢于思考，勇于創(chuàng)新，設計出越來越多的好作品。通過線上線下混合式教學，不僅整體提高了學生的綜合素質(zhì)，更多同學有信心參加各類技能競賽，進一步鍛煉學生的綜合技能，并獲得歷史好成績。這次課程教學改革的成功也為其他機械軟件類的課程改革提供了可行的參考方法，也可帶動其他專業(yè)的課程改革。

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Research on Online and Offline Blended Teaching of ‘Comprehensive application of CAD software in Higher Vocational Colleges

SHENG? Yonghua，GUI? Yan，KUANG? Weihua

（School of Intelligent Manufacturing，Guangzhou Panyu Polytechnic，Guangzhou 511483，China）

Abstract： In view of the characteristics of the ‘comprehensive application of CAD software course， such as the ability of reading， drawing， space imagination and computer operation， online and offline blended teaching combined with student-centered teaching methods are proposed based on the analysis of the actual teaching problem. Taking the stretching characteristics teaching module as an experiment example， it reflects that the new teaching model is conducive to cultivating autonomous learning ability and innovation consciousness， improving the teaching quality， and optimizing the learning effect.

Key words：higher vocational colleges、CAD software、online and offline blended teaching

［責任編輯：許立群］