基于互聯(lián)網(wǎng)+的“UG實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目化融合教學(xué)研究＊

李光榮，夏 飛，包永強(qiáng)，蔣麒麟，蔣 榮

（南京工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

1 引言

互聯(lián)網(wǎng)+指在創(chuàng)新2.0推動(dòng)下由互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)演進(jìn)、催生的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形態(tài)，是兩化（信息化和工業(yè)化）融合的升級(jí)版，將互聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前信息化發(fā)展的核心特征提取出來，并與工業(yè)、金融業(yè)等服務(wù)業(yè)全面融合。

2020-05-22，國務(wù)院總理李克強(qiáng)在政府工作報(bào)告中提出，全面推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢(shì)。在此形勢(shì)下高校教學(xué)也需要根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)+的特征進(jìn)行深度的教學(xué)研究和改革。特別是應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)學(xué)生時(shí)，以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向[1-2]，結(jié)合專業(yè)課程和相關(guān)資源進(jìn)行融合教學(xué)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 基于互聯(lián)網(wǎng)+的“UG實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目化融合教學(xué)特點(diǎn)與需求

UG軟件是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析加工的世界一流工具，具有強(qiáng)大的建模模塊、裝配模塊和工程圖模塊，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體造型的建構(gòu)、裝配、仿真、出圖等功能，廣泛地被應(yīng)用于汽車、航天、電子、造船及通用機(jī)械等產(chǎn)品的加工制造領(lǐng)域。在“UG實(shí)訓(xùn)”教學(xué)環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的命令對(duì)實(shí)際企業(yè)課題中的實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建模[3-4]。該教學(xué)的特點(diǎn)是專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)要求扎實(shí)，設(shè)計(jì)能力要求高，實(shí)踐性較強(qiáng)，綜合性要求較高，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)踐操作使學(xué)生加深對(duì)整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模的理解和掌握，初步具備查閱文獻(xiàn)、閱讀相關(guān)技術(shù)資料和細(xì)心思考的能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)用本課程知識(shí)，分析和構(gòu)建本專業(yè)及相關(guān)行業(yè)的復(fù)雜模型問題的能力，并引導(dǎo)學(xué)生積極思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)、認(rèn)真操作，鍛煉和提高學(xué)生的交流、溝通和表達(dá)能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和職業(yè)道德。

但目前教學(xué)過程中還存在一些問題，一方面學(xué)生可以熟練地繪制出零件并建模，但總體上缺乏設(shè)計(jì)、制造產(chǎn)品和零件等方面的專業(yè)知識(shí)，在產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)和裝配中存在細(xì)節(jié)考慮不周全等問題[1]。另一方面由于受課程教授方式、師資隊(duì)伍、教學(xué)資源等限制，教學(xué)效果沒有完全達(dá)到工程認(rèn)證的要求[5]，盡管學(xué)生掌握了UG建模的基本應(yīng)用方法，但是在后續(xù)學(xué)習(xí)和工作應(yīng)用中不能特別準(zhǔn)確地表示。

在分析“UG實(shí)訓(xùn)”特點(diǎn)和需求的基礎(chǔ)上，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”和信息技術(shù)，以線上資源、教學(xué)和線下訓(xùn)練為基本手段，以機(jī)械類專業(yè)課程群、專業(yè)綜合訓(xùn)練、工程化項(xiàng)目構(gòu)建教學(xué)體系，以“工程化環(huán)境、項(xiàng)目化載體、團(tuán)隊(duì)式指導(dǎo)、協(xié)作式學(xué)習(xí)”為主要教學(xué)方式，形成“線上線下、課內(nèi)課外、校內(nèi)校外”相融的教學(xué)模式，建立教學(xué)內(nèi)容、師資隊(duì)伍、教學(xué)方法良性互動(dòng)及協(xié)同機(jī)制。

3 基于互聯(lián)網(wǎng)+的“UG實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目化融合教學(xué)研究

3.1 以課程思政為依托，尊重學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣

課程思政主要形式是將思想政治教育元素融入到各門課程中，潛移默化地對(duì)學(xué)生的思想意識(shí)、行為舉止產(chǎn)生影響，以德立身、以德立學(xué)、以德施教，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、價(jià)值塑造和能力培養(yǎng)的多元統(tǒng)一和協(xié)同育人。根據(jù)“UG實(shí)訓(xùn)”教學(xué)環(huán)節(jié)特點(diǎn)和需求，尊重不同學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、方法、習(xí)慣等，根據(jù)學(xué)生年級(jí)、專業(yè)要求不同，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中項(xiàng)目案例分配“UG實(shí)訓(xùn)”教學(xué)任務(wù)[6-7]。如在授課階段，詳細(xì)介紹和講述重要的UG相關(guān)命令和注意事項(xiàng)；在初始階段，積極查閱資料明確項(xiàng)目任務(wù)，準(zhǔn)備建模設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)階段，定制和設(shè)計(jì)方案，具體包括產(chǎn)品的應(yīng)用情況、需求分析和零部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化分析等；實(shí)現(xiàn)階段，學(xué)生動(dòng)手完成課題的建模設(shè)計(jì)和裝配等分析；總結(jié)階段，評(píng)價(jià)和反饋產(chǎn)品的項(xiàng)目化設(shè)計(jì)的完成情況。

3.2 以產(chǎn)業(yè)發(fā)展和校企合作為源頭，構(gòu)建專業(yè)課程、課程群、專業(yè)綜合訓(xùn)練、工程化項(xiàng)目的多層次的學(xué)習(xí)體系

結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，以校企合作為紐帶，總結(jié)產(chǎn)業(yè)中的典型產(chǎn)品和零部件，進(jìn)行歸類分析，在此基礎(chǔ)上找出適合學(xué)生項(xiàng)目化設(shè)計(jì)的課題，例如機(jī)械類的項(xiàng)目題目。同時(shí)基礎(chǔ)先行，專業(yè)緊隨，并在協(xié)同的基礎(chǔ)上構(gòu)建相關(guān)聯(lián)課程群，比如機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、計(jì)算機(jī)輔助加工、互換性技術(shù)、測(cè)試技術(shù)等。通過專業(yè)綜合訓(xùn)練和工程化項(xiàng)目的方式（如機(jī)械設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練、機(jī)械制造及工藝夾具綜合訓(xùn)練等）實(shí)現(xiàn)知識(shí)的多層次學(xué)習(xí)和靈活運(yùn)用。以不同階段“UG實(shí)訓(xùn)”教學(xué)任務(wù)為目標(biāo)，采用多層次多交叉的學(xué)習(xí)方法，課題體系間、不同師生間進(jìn)行實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)?；诙鄬哟蔚膶W(xué)習(xí)體系如圖1所示，采用不同的方法學(xué)習(xí)UG各個(gè)模塊，并結(jié)合實(shí)踐達(dá)到掌握知識(shí)點(diǎn)的目的。

圖1 基于互聯(lián)網(wǎng)+的“UG實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目化融合教學(xué)體系

3.3 推進(jìn)以“工程化環(huán)境、項(xiàng)目化載體、團(tuán)隊(duì)式指導(dǎo)、協(xié)作式學(xué)習(xí)”為主要內(nèi)容的教學(xué)改革

新工科背景下高校的教學(xué)也要進(jìn)行改革。根據(jù)“UG實(shí)訓(xùn)”課程的特點(diǎn)和要求，從企業(yè)實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，任務(wù)以項(xiàng)目化課題為主要形式，創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)式指導(dǎo)模式，學(xué)生進(jìn)行協(xié)作式學(xué)習(xí)[8-9]。企業(yè)課題的變化使學(xué)生在項(xiàng)目?jī)?nèi)容變化時(shí)變換思維、調(diào)整策略、增強(qiáng)分析和設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)走入社會(huì)奠定基礎(chǔ)。不斷更新學(xué)習(xí)內(nèi)容，注重素質(zhì)培養(yǎng)，建立互動(dòng)機(jī)制。

鼓勵(lì)學(xué)生積極組成交叉團(tuán)隊(duì)，比如與機(jī)械設(shè)計(jì)、UG建模、制造加工等為主的協(xié)作人員一起參與相關(guān)專業(yè)競(jìng)賽，比如每年的華東區(qū)大學(xué)生CAD應(yīng)用技能競(jìng)賽三維數(shù)字建模大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。使學(xué)生通過參與比賽提高學(xué)習(xí)能力和專業(yè)知識(shí)水平，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在挑戰(zhàn)中不斷超越自己，懂得相互協(xié)作配合，為以后學(xué)生走進(jìn)企業(yè)、社會(huì)打下基礎(chǔ)。

3.4 以互聯(lián)網(wǎng)+為手段，開展在線課程和課程在線資源建設(shè)，開展“線上線下、課內(nèi)課外、校內(nèi)校外”多維度相融的教學(xué)

在互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下，網(wǎng)上各種資源比較多，同時(shí)建立具有自我核心和自我創(chuàng)新的在線資源，更能讓學(xué)生結(jié)合自己的情況進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)真正的資源共享。線下課內(nèi)討論交流，課外自我學(xué)習(xí)，校內(nèi)校外相結(jié)合進(jìn)行不間斷無縫學(xué)習(xí)，達(dá)到不同地方不同時(shí)間不同方法相融的教學(xué)方法。學(xué)校各級(jí)部門通過學(xué)習(xí)通等軟件在線上融入微課視頻和網(wǎng)絡(luò)課程，分步講解UG各模塊命令，學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí)打卡，同時(shí)根據(jù)需要隨時(shí)隨地多次觀看講解，還有討論交流區(qū)和留言區(qū)，也可掃描設(shè)置的二維碼觀看課程的操作錄像。同一個(gè)零部件可以通過多種建模方法實(shí)現(xiàn)，學(xué)生在線上學(xué)習(xí)相關(guān)模塊命令后，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行操作，讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造力[10-12]。學(xué)校在互聯(lián)網(wǎng)上建立學(xué)習(xí)終端網(wǎng)站平臺(tái)，學(xué)生可以自行搜索下載相關(guān)的課程內(nèi)容資源，不斷提高自我的專業(yè)能力和素養(yǎng)，也可以通過論壇、直播等方式與優(yōu)秀的學(xué)長(zhǎng)和教師交流，從而形成多維度相融的教學(xué)模式。

3.5 以企業(yè)需求為導(dǎo)向，形成教學(xué)內(nèi)容、不同人員、教學(xué)方法的良性互動(dòng)及協(xié)同機(jī)制

根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和企業(yè)合作的需要，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)+的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建專業(yè)的產(chǎn)教融合平臺(tái)，爭(zhēng)取做到題題能解決、人人有互動(dòng)、事事可協(xié)同。在整個(gè)教學(xué)過程中，涉及的因素和內(nèi)容比較多，不僅僅是人這個(gè)主體，而且是具有不同個(gè)性的單獨(dú)個(gè)體，以及不同個(gè)體之間的協(xié)作和配合，還包括其他相關(guān)的軟硬件資源，比如不同課程的教學(xué)內(nèi)容、師資隊(duì)伍、不同的教學(xué)方法等，找出各因素之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，分析各因素存在的價(jià)值和發(fā)展的前景[13]。只有將各種因素相互協(xié)作，形成良性交流和配合，才能達(dá)到最佳的教學(xué)效果，建立長(zhǎng)久穩(wěn)定的協(xié)同機(jī)制。

4 結(jié)束語

在互聯(lián)網(wǎng)+基礎(chǔ)上，根據(jù)應(yīng)用型本科院校的“UG實(shí)訓(xùn)”教學(xué)情況，分析了基于互聯(lián)網(wǎng)+的“UG實(shí)訓(xùn)”教學(xué)的特點(diǎn)和需求，進(jìn)行了基于互聯(lián)網(wǎng)+的“UG實(shí)訓(xùn)”教學(xué)環(huán)節(jié)研究。提出以思政為前提，尊重學(xué)生，構(gòu)建多層次、多維度的“UG實(shí)訓(xùn)”融合教學(xué)體系和機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)體（產(chǎn)業(yè)與企業(yè)）、面（學(xué)校各部門）、線（教師）、點(diǎn)（學(xué)生）的統(tǒng)一配合和協(xié)作，也可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)手段、學(xué)習(xí)模式等的創(chuàng)新與融合，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地?zé)o障礙學(xué)習(xí)與交流。這些可為應(yīng)用型高校的教學(xué)改革提供依據(jù)，也可以供同行學(xué)者參考。