計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程引入體驗式教學(xué)方法探究

楊熊炎+陸少敏

【摘 要】結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程引入體驗式教學(xué)方法，以體驗式教學(xué)方法指導(dǎo)教學(xué)實踐，結(jié)合教學(xué)實施過程，闡述課程內(nèi)容在設(shè)置情景、引導(dǎo)思考、內(nèi)化新知、檢驗實踐等環(huán)節(jié)中的具體做法，引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法，提高解決問題能力。

【關(guān)鍵詞】體驗式教學(xué)方法 計算機輔助工業(yè)設(shè)計 造型分析

【中圖分類號】G 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）02C-0156-02

在國家深化改革職業(yè)教育的背景下，培養(yǎng)應(yīng)用型人才成為共識，掌握職業(yè)能力為核心的技能成為職業(yè)教育教學(xué)的重點內(nèi)容。課程是實現(xiàn)職業(yè)能力的主要載體，因此課程體系設(shè)置應(yīng)遵循“知識能力一體”原則。本文探討在計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程引入體驗式教學(xué)方法，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，優(yōu)化教師授課方法、學(xué)生學(xué)習(xí)方法，提升學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力，最終提高學(xué)生的職業(yè)能力。

一、體驗式教學(xué)方法特點與實施程序

（一）體驗式教學(xué)方法的特點。體驗式教學(xué)方法是目前常見的教學(xué)方法，主要特點是以教學(xué)情境為主線，教師引導(dǎo)，學(xué)生實踐，師生在情境模式下加強互動交流，這一過程中，學(xué)生是主動實踐的主體，轉(zhuǎn)化知識為能力，教師起到指引、總結(jié)作用。體驗式教學(xué)是以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)，強調(diào)主動學(xué)習(xí)，主動實踐的作用。體驗式教學(xué)重視教與學(xué)的關(guān)系轉(zhuǎn)變，有意義的學(xué)習(xí)目標(biāo)、主動的學(xué)習(xí)方式、輕松的學(xué)習(xí)過程等是體驗式教學(xué)的“學(xué)”的體現(xiàn)，是“教”為主向“學(xué)”為主的轉(zhuǎn)變。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不同的教學(xué)情境，在各種教學(xué)情境下，師生的交流是顯得非常重要。體驗式教學(xué)重視各個學(xué)習(xí)主體的溝通、互動，兼顧學(xué)生個體間學(xué)習(xí)的差異，比較適合分層次教學(xué)安排和考核。

根據(jù)大衛(wèi)·庫伯提出的“體驗式學(xué)習(xí)圈”理論，強調(diào)有效的學(xué)習(xí)應(yīng)從體驗開始，學(xué)習(xí)者的主動參與體驗帶來認(rèn)知的變化，并進行分析，分享，獲得一定的經(jīng)驗，并將其應(yīng)用于實踐中，從而獲得知識到能力的轉(zhuǎn)變，避免停留于感性認(rèn)知階段的學(xué)習(xí)。在體驗式教學(xué)過程中，體驗、認(rèn)知、領(lǐng)悟、實踐是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動的基本方式，也是學(xué)習(xí)者認(rèn)知的過程。體驗式學(xué)習(xí)須遵循一定的教學(xué)規(guī)律，才能取得較好的教學(xué)效果，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點將教學(xué)內(nèi)容劃分幾個學(xué)習(xí)階段，設(shè)定教學(xué)情境、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)互動環(huán)節(jié)等內(nèi)容，突出教學(xué)過程的交流與互動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)效果。

（二）體驗式教學(xué)的實施程序。以三維軟件輔助設(shè)計為核心的計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程是工業(yè)設(shè)計專業(yè)核心課程，具有實踐性、應(yīng)用性特點，理論與實踐結(jié)合密切，該課程是產(chǎn)品專題設(shè)計必要的表現(xiàn)環(huán)節(jié)。課程設(shè)置思路方面，先思維后技能，重點培養(yǎng)產(chǎn)品建模方法、形態(tài)分析能力，并應(yīng)用于軟件繪圖操作實踐，整個課程不是簡單的軟件操作。以體驗式教學(xué)方法為主線，連接該課程各個知識點，并加強前后銜接課程的聯(lián)系，突出課程的系統(tǒng)性。課程教學(xué)過程方面，在普通常規(guī)產(chǎn)品建模流程的基礎(chǔ)上引入體驗式教學(xué)方法，根據(jù)體驗式教學(xué)特點，結(jié)合實際崗位職業(yè)能力要求，體驗式計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程教學(xué)實施程序主要分為“感性體驗—理性認(rèn)知—內(nèi)化新知—應(yīng)用檢驗”四個教學(xué)環(huán)節(jié)，貫穿于該課程教學(xué)過程中，在實際教學(xué)過程中采用多個項目案例進行教學(xué)，有助于學(xué)生更深刻課程內(nèi)容和掌握系統(tǒng)性學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生參與體驗、主動思考、實踐應(yīng)用的學(xué)習(xí)理念，這是一個循環(huán)的實踐性學(xué)習(xí)圈，如圖1所示。體驗式學(xué)習(xí)方法符合學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律，先體驗后理解再實踐，容易取得學(xué)習(xí)成果，增強學(xué)生自信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法后，可以舉一反三，在自選課題方面有了更多的主動性。

二、體驗式計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程教學(xué)實踐

（一）設(shè)置情景，感性體驗。計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程引入體驗式教學(xué)方法，以產(chǎn)品實物模型作為建模對象，設(shè)置教學(xué)情景獲得更豐富的教與學(xué)體驗，知識或技能獲取從個人經(jīng)驗總結(jié)升華而來記憶較為深刻，更容易理解和接受教學(xué)內(nèi)容，從而提高教學(xué)效率。傳統(tǒng)的計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程，學(xué)習(xí)內(nèi)容是教材的光盤案例，建模對象是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)案例，大部分案例中的產(chǎn)品模型學(xué)生不了解，由于對建模產(chǎn)品缺少體驗，缺乏對產(chǎn)品研究，師生互動性也不足。在該環(huán)節(jié)設(shè)置實物模型體驗環(huán)節(jié)，給學(xué)生提供多方位研究產(chǎn)品的平臺，包括產(chǎn)品的造型分析、功能、材料、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面，學(xué)生在分析過程中積累了問題，學(xué)生針對這些問題點與老師積極互動，營造更好的學(xué)習(xí)氛圍。

設(shè)置教學(xué)情景主要是通用情景、自定義情景兩個類別，如圖2所示。通用情景為所有學(xué)生用于建模的產(chǎn)品實物都一樣，這是教師設(shè)置的情景，這個情景環(huán)節(jié)綜合各種因素，所選用產(chǎn)品實物有一定的代表性，盡量涉及多個知識點，教學(xué)目標(biāo)較為明確;自定義情景在學(xué)生掌握基本建模思路和方法之后，學(xué)生自選產(chǎn)品實物用于建模、渲染。自選實物模型根據(jù)學(xué)生實際能力挑選，保證實物模型建模難度與學(xué)生自身水平相匹配，符合分層次教學(xué)，增強學(xué)生的自信心，保證自定義情景的有效實施。在新的教學(xué)情景下，以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，以解決問題為重點，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)問題點去探討解決問題的方法，促使學(xué)生學(xué)習(xí)上更加主動和積極，學(xué)習(xí)效率更好。

（二）引導(dǎo)思考，理性認(rèn)知。計算機輔助工業(yè)設(shè)計課程主要教學(xué)目標(biāo)是掌握產(chǎn)品建模方法，熟練自如應(yīng)用軟件進行產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計表達(dá)。軟件是輔助實現(xiàn)創(chuàng)意想法的工具，這個定位必須清晰，否則課程容易走向軟件培訓(xùn)的誤區(qū)。產(chǎn)品建模是在充分理解產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)品構(gòu)造的前提下，對軟件命令的綜合應(yīng)用。曲面、實體成型原理如拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等，并通過案例示范。因此須引導(dǎo)學(xué)生積極探討產(chǎn)品各種造型曲面、實體的成型原理是非常有必要，對實物產(chǎn)品模型進行造型分析，并引入結(jié)構(gòu)素描、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)造等知識點，引導(dǎo)學(xué)生多角度思考，以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生反思，誘發(fā)學(xué)生自主探索，讓學(xué)生清楚認(rèn)識復(fù)雜的造型是可以有方法可循的，學(xué)生知其然不知所以然這種現(xiàn)象是可以避免的。如電吹風(fēng)的風(fēng)嘴和進風(fēng)口為什么是這樣的造型？有什么功能？造型如何生成？結(jié)構(gòu)如何銜接等一系列問題引導(dǎo)學(xué)生探索更多課程之外的知識。在引導(dǎo)思考環(huán)節(jié)，可以根據(jù)具體的產(chǎn)品模型提出針對性問題，以思考問題、分析問題、解決問題為主線，突出“知識建構(gòu)”理念特點。

（三）抽象與領(lǐng)悟，內(nèi)化新知。在這個環(huán)節(jié)以案例教學(xué)法為主，大案例與小案例相結(jié)合，典型的產(chǎn)品案例盡可能包含較多的學(xué)習(xí)內(nèi)容，涉及各個知識點，是知識點的綜合和交叉應(yīng)用，軟件的各個命令需要學(xué)生有序的組織和選用，在實現(xiàn)案例的過程中熟練掌握了軟件，這是知識內(nèi)化的過程。通過2-3個完整的案例講解與演示，并穿插多個小案例講解軟件工具的使用，分解產(chǎn)品造型、局部建模過程，還原產(chǎn)品原型，列出每一部分對應(yīng)的建模方法及所用軟件命令，如圖3所示，一般的建模原則：由下往上、由外到內(nèi)、由整體到局部;掌握科學(xué)合理的建模方法，培養(yǎng)良好的建模思路，提高學(xué)生思考問題、解決問題的能力。據(jù)多年的教學(xué)效果反饋，經(jīng)過該課程的訓(xùn)練，學(xué)生能快速自學(xué)其他軟件，并且進入公司適應(yīng)能力較強，能在短時間內(nèi)融入公司工作團隊。通過學(xué)生實踐和老師講授，幫助學(xué)生抽象歸納建模思路與方法，作為建模通用的指導(dǎo)的方法，以指導(dǎo)后面的產(chǎn)品建模實踐。

（四）應(yīng)用檢驗，指導(dǎo)實踐。該環(huán)節(jié)是課程的教學(xué)實踐重點部分，在自定義情景下，針對每位學(xué)生學(xué)習(xí)特點及其自身能力挑選合適的產(chǎn)品實物模型建模、渲染，兼顧每個同學(xué)學(xué)習(xí)水平，體現(xiàn)分層次教學(xué)特點，也避免學(xué)生作業(yè)抄襲的現(xiàn)象，加強對學(xué)生建模水平的考核。在建模思路與方法的指導(dǎo)下，按照課程教學(xué)完成實物模型的建模、渲染，確定產(chǎn)品輪廓的尺寸→繪制三視圖→分部分建立曲面→完成細(xì)節(jié)，該環(huán)節(jié)同時也是對建模思路與方法的檢驗，在實踐過程不斷調(diào)整建模方法，達(dá)到融會貫通的熟練程度，體現(xiàn)了體驗式學(xué)習(xí)方法的循環(huán)性。

（五）教學(xué)拓展。具體如下：

1.創(chuàng)建教學(xué)資源庫。加強對教學(xué)成果的高效利用，并且定期更新教學(xué)內(nèi)容，建立數(shù)字化教學(xué)資源庫和實物模型庫，并定期補充學(xué)生優(yōu)秀作品。每年設(shè)定特定的專題，進行特色教學(xué)。

2.拓展其他實踐途徑。在學(xué)生熟練掌握軟件輔助設(shè)計的能力之后，應(yīng)用創(chuàng)意能力，進行產(chǎn)品原創(chuàng)設(shè)計，并通過3D打印機打印出來，另外在課程結(jié)課時參加工業(yè)設(shè)計師資格認(rèn)證考試，成績合格者可獲得相關(guān)的資格證書，在實實在在的設(shè)計作品面前，這樣學(xué)生會有更加強烈的成就感和充實感，有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和探索性。

【參考文獻】

[1]王永宏，張麗萍.應(yīng)用型高等教育學(xué)習(xí)全程以就業(yè)為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式[J].教育與職業(yè)，2013（2）

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[3]王學(xué)東.體驗式教學(xué)模式的構(gòu)建與實施[J].樂山師范學(xué)院學(xué)報，2009（6）

【基金項目】2015年廣西職業(yè)教育教學(xué)改革一般項目“現(xiàn)代職業(yè)教育背景下以任務(wù)驅(qū)動模式的工業(yè)設(shè)計課程體系構(gòu)建研究”;桂林電子科技大學(xué)海洋信息工程學(xué)院教學(xué)改革課題“創(chuàng)新背景下3D打印技術(shù)課程建設(shè)”

【作者簡介】楊熊炎（1983— ），男，廣東湛江人，桂林電子科技大學(xué)海洋信息工程學(xué)院講師。

（責(zé)編 盧 雯）