翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在CAD/CAM軟件應(yīng)用課程的應(yīng)用

趙博寧 袁浩浩

【摘 要】本文論述翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在CAD/CAM軟件應(yīng)用課程的應(yīng)用，分析翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)和CAD/CAM 軟件（UG NX）應(yīng)用課程教學(xué)現(xiàn)狀，提出將翻轉(zhuǎn)課堂引入該課程的教學(xué)中，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型和具體項(xiàng)目的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，以期提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，改善教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】CAD/CAM? 翻轉(zhuǎn)課堂? 教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2018）12C-0085-03

CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用是高職機(jī)械專業(yè)的一門核心課程，本課程的主要任務(wù)是讓學(xué)生了解現(xiàn)代先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的情況，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生初步使用三維計(jì)算機(jī)輔助軟件（UG NX）進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、導(dǎo)出零件工程圖和生成數(shù)控加工程序的能力?，F(xiàn)階段，本課程主要分CAD和CAM兩大模塊進(jìn)行教學(xué)，主要包括草圖、非曲面零件實(shí)體建模、曲面類零件實(shí)體建模、裝配、工程圖、數(shù)控編程與仿真等內(nèi)容。該課程實(shí)踐性強(qiáng)、重點(diǎn)難點(diǎn)多，課時(shí)有限，學(xué)生操作練習(xí)時(shí)間少，很難達(dá)到教學(xué)要求?，F(xiàn)在，隨著信息化技術(shù)的不斷更新和深入校園，個(gè)性化的學(xué)習(xí)、新的教學(xué)模式的出現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革已經(jīng)迫在眉睫。

一、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂又稱為“顛倒課堂”，是指將課堂和課下進(jìn)行對(duì)調(diào)，重新調(diào)整課上和課下教學(xué)組織，課上不再是教師講授、學(xué)生聽(tīng)課的模式，而是教師與學(xué)生互動(dòng)，進(jìn)行答疑解惑、知識(shí)運(yùn)用的檢查，學(xué)生對(duì)知識(shí)有更深層次的理解和運(yùn)用。課下學(xué)生利用教材、視頻等教學(xué)手段自主學(xué)習(xí)，教師跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

翻轉(zhuǎn)課堂的本質(zhì)是“先學(xué)后教、以學(xué)定教”“學(xué)生主體、教師助學(xué)”。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是以學(xué)生為主體，學(xué)生由被迫學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，老師由知識(shí)的傳授者變?yōu)橐龑?dǎo)者、激發(fā)者、解惑者，教學(xué)目標(biāo)從學(xué)生考試拿高分，變?yōu)榕囵B(yǎng)自學(xué)能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作性，關(guān)注學(xué)生的差異性，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同學(xué)生的分層次、個(gè)性化教學(xué)，使教學(xué)過(guò)程變得更加人性、合理。

二、CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用課程教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）授課內(nèi)容相同，難以實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)

最近幾年，高職生的生源不只來(lái)自高考生，還有單招生和對(duì)口生，這些學(xué)生升學(xué)基礎(chǔ)不同，學(xué)生學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟能力也不同，加上CAD/CAM軟件課程實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的必然結(jié)果就是兩極分化，基礎(chǔ)好的學(xué)生學(xué)起來(lái)會(huì)感到越來(lái)越容易，基礎(chǔ)差的學(xué)生越來(lái)越吃力。現(xiàn)在大多教師根據(jù)教學(xué)課時(shí)制定授課計(jì)劃，每次課設(shè)計(jì)的授課內(nèi)容相同，即使加進(jìn)去拓展任務(wù)等，都難以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

（二）課程學(xué)時(shí)有限，難以完成教學(xué)任務(wù)

知識(shí)點(diǎn)多、重點(diǎn)難點(diǎn)多、應(yīng)用性強(qiáng)是本課程的最大特點(diǎn)。課程設(shè)置共54左右的課時(shí)，在課堂上，若講解得清楚，講解用的時(shí)間多，學(xué)生勢(shì)必練習(xí)的時(shí)間少;如果講解得少，雖然練習(xí)的時(shí)間長(zhǎng)，但是學(xué)生只懂此零件的制作，對(duì)命令理解不透徹，很難達(dá)到舉一反三，融會(huì)貫通。并且知識(shí)的掌握僅靠練習(xí)一次，達(dá)不到教學(xué)的目的，勢(shì)必要反復(fù)學(xué)、反復(fù)練、反復(fù)用，在練習(xí)中遇到問(wèn)題必須再學(xué)習(xí)，才能真正理解其功能，并領(lǐng)會(huì)其內(nèi)涵。

三、CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的必要性

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，高校的教學(xué)環(huán)境隨之發(fā)生改變。學(xué)生已經(jīng)能熟練使用手機(jī)、筆記本、平板電腦等各種終端設(shè)備，對(duì)于高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，雖然他們的文化課基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)的自律性差，在課堂上聽(tīng)教師講課興趣不高，但是他們對(duì)移動(dòng)設(shè)備的掌握以及信息的敏感程度高。針對(duì)這種現(xiàn)象，可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，充分利用學(xué)生對(duì)移動(dòng)設(shè)備的掌握以及信息的敏感程度高的優(yōu)點(diǎn)，將課堂上教師講解的知識(shí)點(diǎn)做成微課。（UG NX）軟件多為命令的使用，錄制微課視頻比較方便，學(xué)生可以在課下隨時(shí)觀看，而課堂上不必局限在聽(tīng)教師講解命令的使用，而是變成完成任務(wù)、檢查軟件命令的使用。這樣大大縮減了教師講解知識(shí)點(diǎn)的時(shí)間，增加了學(xué)生練習(xí)的時(shí)間，提高了學(xué)生對(duì)命令靈活運(yùn)用的程度。并且不同基礎(chǔ)的學(xué)生根據(jù)自己的進(jìn)度觀看視頻，可以重復(fù)觀看，直到弄明白為止，這樣可實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)，滿足各個(gè)層次學(xué)生的需求。

四、CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型設(shè)計(jì)

CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在CAM模塊課程內(nèi)容的選取中，我們選用的教學(xué)項(xiàng)目大多都是典型的零件，學(xué)生在課堂完成工藝參數(shù)設(shè)置，采用CAM軟件編寫程序、仿真并后處理，在機(jī)床上加工出合格的零件，以驗(yàn)證程序和工藝的合理性，教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)非常重要。

課前。授課教師將學(xué)習(xí)資料（視頻、PPT、教學(xué)指導(dǎo)書(shū)、教材等）和課前任務(wù)單上傳到學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生在上課前登錄學(xué)習(xí)平臺(tái)，下載學(xué)習(xí)任務(wù)單，觀看視頻，學(xué)習(xí)完之后通過(guò)完成相應(yīng)的任務(wù)來(lái)鞏固和加強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容。在學(xué)習(xí)期間遇到的各種問(wèn)題，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱、多次觀看視頻、與老師QQ在線交流等方式初步解決，對(duì)于難理解的問(wèn)題或者視頻、任務(wù)中難以完成的部分，可以將其傳到學(xué)習(xí)平臺(tái)上，同學(xué)之間互相解決或者在課堂上問(wèn)老師。課前，老師主要是統(tǒng)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)的情況和出現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)各種問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)答疑、整理和歸納，以便于課堂上集中解決。

課堂。教師首先總結(jié)和檢察學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況。學(xué)生匯報(bào)學(xué)習(xí)收獲，提出不懂的問(wèn)題，教師進(jìn)行答疑，個(gè)別問(wèn)題個(gè)別輔導(dǎo)。同時(shí)針對(duì)本次教學(xué)目的，安排相應(yīng)的項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試，檢查學(xué)生對(duì)本次課知識(shí)的掌握和運(yùn)用程度，為下一步的教學(xué)任務(wù)做準(zhǔn)備。最后點(diǎn)評(píng)測(cè)試的結(jié)果并布置相應(yīng)的課后作業(yè)。

課后。主要進(jìn)行總結(jié)、反思、完善資源。教師根據(jù)本次課的教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行自我總結(jié)，查漏補(bǔ)缺，完善學(xué)習(xí)資源，并分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，了解不同層次學(xué)生的需求。CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用課程課堂教學(xué)模式簡(jiǎn)化為圖1所示。

五、具體項(xiàng)目教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

本次以CAM模塊的“鼠標(biāo)凸模編程與仿真”（零件圖，見(jiàn)圖2）作為教學(xué)項(xiàng)目載體，這是一個(gè)典型的型芯類零件的編程，通過(guò)本次課的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握加工型芯類零件的刀具軌跡設(shè)計(jì)方法，具有對(duì)CAM編程命令的綜合運(yùn)用能力。

（一）“鼠標(biāo)凸模編程與仿真”課前教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

教師活動(dòng)如下：

1.制定課題名稱：鼠標(biāo)凸模編程與仿真。

2.制定教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)觀看教學(xué)“鼠標(biāo)凸模編程與仿真”學(xué)習(xí)視頻，完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)單規(guī)定的任務(wù)，目標(biāo)旨在讓學(xué)生明確預(yù)習(xí)任務(wù)，了解此類零件的加工方法，初步熟悉在UG CAM系統(tǒng)中加工型芯類零件的刀具軌跡設(shè)計(jì)方法，并鞏固數(shù)控加工工藝知識(shí)。

3.學(xué)習(xí)方法建議：閱讀教材第70～74頁(yè)，了解學(xué)習(xí)內(nèi)容;觀看微視頻“鼠標(biāo)凸模編程與仿真”，自行操作一遍，可以邊看視頻邊對(duì)著上面操作，不明白的，隨時(shí)暫停，但是不能往前拖，可以反復(fù)看。

4.課堂學(xué)習(xí)形式預(yù)告：

（1）各組匯報(bào)交流研究成果。學(xué)生分組采用多種形式展示他們的研究成果，組長(zhǎng)匯報(bào)完成情況。

（2）測(cè)試。學(xué)生自行完成拓展任務(wù)。

（3）交流、總結(jié)。針對(duì)“拓展任務(wù)”中的問(wèn)題，展開(kāi)討論。

5.制定學(xué)習(xí)任務(wù)：

任務(wù)一：在學(xué)習(xí)平臺(tái)下載“鼠標(biāo)凸模零件加工”視頻并觀看（全班學(xué)生完成）。

任務(wù)二：觀看完視頻后回答下面問(wèn)題（全班學(xué)生完成）。

視頻中采用了哪些命令？

視頻中加工此零件時(shí)每一道工序中加工參數(shù)是如何設(shè)置的？請(qǐng)將它們填入下表。

請(qǐng)問(wèn)視頻中零件采用什么加工命令？

請(qǐng)問(wèn)視頻中零件的加工采用什么規(guī)格的刀具？

任務(wù)三：自己對(duì)鼠標(biāo)凸模零件進(jìn)行編程并回答下列的問(wèn)題（有能力的學(xué)生完成）。

請(qǐng)問(wèn)你要進(jìn)行編程加工的零件體積為多少立方毫米？

對(duì)視頻中提供的加工方法有什么改進(jìn)的地方？

學(xué)生活動(dòng)如下：

下載教學(xué)資料。

完成課前教學(xué)任務(wù)單的任務(wù)。

組內(nèi)交流學(xué)習(xí)情況。

組長(zhǎng)檢查本組成員的完成情況，如果小組同學(xué)全部完成加30分，有一人沒(méi)有完成扣5分。

通過(guò)平臺(tái)向教師提出自學(xué)過(guò)程中的疑惑。

（二）“鼠標(biāo)凸模編程與仿真”課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

活動(dòng)一：總結(jié)課前學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況。

【教師】檢查課前學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況。

幾天前，老師給大家發(fā)了微課視頻，微課中老師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)完成了嗎？請(qǐng)組長(zhǎng)匯報(bào)本組成員的完成情況。

【學(xué)生】匯報(bào)學(xué)習(xí)收獲，提出不懂的問(wèn)題。

匯報(bào)一：零件的加工工藝路線？

匯報(bào)二：視頻中采用了哪些命令？你對(duì)腔銑、等高輪廓銑和面銑怎么理解的？

活動(dòng)二：重點(diǎn)、難點(diǎn)講解。

【教師】型腔銑、等高輪廓銑參數(shù)設(shè)置。

活動(dòng)三：鞏固練習(xí)，拓展。

【學(xué)生】自行完成拓展零件的編程與加工。

【教師】巡視，觀察學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的運(yùn)用程度。

活動(dòng)四：交流、總結(jié)。

【學(xué)生】交流自己的想法，取長(zhǎng)補(bǔ)短。

【教師】巡視，觀察學(xué)生討論，提取問(wèn)題。

活動(dòng)五：本次教學(xué)總結(jié)。

【教師】通過(guò)本次課程學(xué)習(xí)，希望大家熟悉在UG CAM系統(tǒng)中加工型芯類零件的刀具軌跡設(shè)計(jì)方法。

【學(xué)生】請(qǐng)學(xué)生說(shuō)說(shuō)，本課學(xué)會(huì)了什么？

（三）“鼠標(biāo)凸模編程與仿真”課后教學(xué)設(shè)計(jì)

【教師】

1.總結(jié)本次教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題和不足之處：ppt做得不夠詳細(xì)。

2.布置課后作業(yè)：完成心形凸模零件的編程與仿真加工。

【學(xué)生】學(xué)生完成作業(yè)并上交。

六、CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型教學(xué)實(shí)踐

目前，我校已經(jīng)完善了校園網(wǎng)，建設(shè)了數(shù)字化教學(xué)資源云平臺(tái)，將課前任務(wù)單、微課、課后作業(yè)、考核標(biāo)準(zhǔn)等依次上傳至課程教學(xué)平臺(tái)上，學(xué)生利用課后時(shí)間下載學(xué)習(xí)任務(wù)、觀看視頻，完成相應(yīng)的問(wèn)題。教師記錄學(xué)生的登錄信息，追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并進(jìn)行答疑解惑等。

為了檢驗(yàn)本課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型設(shè)計(jì)的合理性與正確性，用傳統(tǒng)的教學(xué)模式和新設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)本校數(shù)控專業(yè)的兩個(gè)班進(jìn)行教學(xué)研究，其中一個(gè)班的學(xué)生主要為單招考生，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，一個(gè)班為高考考生，采用傳統(tǒng)教學(xué)方式。結(jié)果顯示，單招班最后的平均成績(jī)與高考生的平均成績(jī)不相上下。單招班大多學(xué)生樂(lè)于接受這種新的教學(xué)模式，他們覺(jué)得這樣的課堂模式，他們變成主動(dòng)參與者，可以自行支配課外時(shí)間，可以根據(jù)自己的進(jìn)度安排學(xué)習(xí)，即使課堂上對(duì)教師的講授聽(tīng)不明白，課后可以根據(jù)微課自學(xué)。即使是基礎(chǔ)差、接受能力低的同學(xué)，他們也發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)變簡(jiǎn)單了，有了成就感。但是在教學(xué)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)存在一定的問(wèn)題，比如教學(xué)設(shè)備的更新不能及時(shí)跟上，課堂表現(xiàn)結(jié)果需要在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)，但是機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)、學(xué)校的服務(wù)器需要一定的時(shí)間才能達(dá)到教學(xué)平臺(tái)的使用要求。雖然網(wǎng)上出現(xiàn)了很多翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)平臺(tái)，但是對(duì)于軟件類課程的使用不是完全適用。

經(jīng)過(guò)一年多對(duì)CAD/CAM軟件（UG NX）應(yīng)用課程的教學(xué)模式改革，將翻轉(zhuǎn)課堂這種新的教學(xué)模式引入本課程的教學(xué)中，學(xué)生結(jié)合自身的學(xué)習(xí)能力和時(shí)間安排，進(jìn)行不同深度、不同層次的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了閱讀教材和參考資料的習(xí)慣和能力，提高了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，教學(xué)中實(shí)現(xiàn)了分層次教學(xué)，基本克服了知識(shí)點(diǎn)多、重點(diǎn)難點(diǎn)多、在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)難以完成教學(xué)內(nèi)容等困難。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鐘曉流，宋述強(qiáng)，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)理念的教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J].開(kāi)放教育研究，2013（1）

[2]金燕.基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)踐研究——以《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程為例[J].職教論壇，2014（23）

[3]王記彩，余健.翻轉(zhuǎn)課堂在高職機(jī)械CAD/CAE 軟件（Proe）課程中的實(shí)踐應(yīng)用研究[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（10）

[4]李云松，任艷君.基于微課的CAD_CAM課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)研究[J].中國(guó)教育信息化，2017（2）

[5]張爽.高職建筑類CAD課程引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的可行性研究[J].天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（4）