三維軟件應(yīng)用課程裝配模塊混合式教學(xué)設(shè)計

杜治平

摘要： 以三維軟件應(yīng)用課程中的裝配模塊為例，介紹了基于混合式教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計，綜合利用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、分組教學(xué)法等，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性，在傳授知識的同時培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，取得了良好的教學(xué)效果。

Abstract： Taking the assembly module of three-dimensional software application course as an example， this paper introduces the blended teaching design. Using multiple teaching methods such as task-driven teaching method and group teaching method to motivate students′ enthusiasm and initiative， the knowledge level and comprehensive quality of students are improved and good teaching effect is achieved.

關(guān)鍵詞： 裝配模塊;教學(xué)設(shè)計;混合式教學(xué)

Key words： assembly module;teaching design;blended teaching

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0255-02

0? 引言

三維軟件應(yīng)用是我校機械大類相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用UG NX軟件進(jìn)行實體建模、零件裝配和生成工程圖樣的能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及團結(jié)協(xié)作、誠信、愛國、友善等精神。課程目前仍然采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，雖然培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用該軟件的能力，但對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)還不夠。因此，對該課程進(jìn)行課程改革十分必要。

隨著科學(xué)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的信息化教學(xué)手段用于課程教學(xué)，教學(xué)模式不斷變革，混合式教學(xué)逐漸進(jìn)入人們的視野，為更多教師所用[1]。為了實現(xiàn)對學(xué)生能力的全面培養(yǎng)，提升課程的教學(xué)效果，三維軟件應(yīng)用課程進(jìn)行了混合式教學(xué)改革。

本文以裝配模塊第一次課為例介紹三維軟件應(yīng)用課程混合式教學(xué)設(shè)計。

1? 裝配模塊混合式教學(xué)設(shè)計

1.1 教學(xué)內(nèi)容分析

本次課通過活塞連桿組（圖1）的裝配以及減速器（圖2）的裝配這兩個任務(wù)來講解裝配基礎(chǔ)知識及自底向上裝配[2]。課程的重點為各裝配約束的含義及用法，難點為綜合利用各裝配約束實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配。

1.2 學(xué)情分析

本課程在我校機械大類相關(guān)專業(yè)大二開設(shè)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過機械制圖、機械制圖實訓(xùn)等相關(guān)課程，大部分學(xué)生有一定的讀圖能力及計算機二維繪圖基礎(chǔ)，對利用計算機進(jìn)行三維建模興趣濃厚，動手能力較強，有良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。但也有部分學(xué)生讀圖能力較弱，計算機操作速度較慢，沒有養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。因此，在教學(xué)上需綜合考慮不同學(xué)力的學(xué)生，以期達(dá)到最優(yōu)教學(xué)效果。

1.3 教學(xué)目標(biāo)

素質(zhì)目標(biāo)：鼓勵學(xué)生解放思想、積極探索、開拓創(chuàng)新，培養(yǎng)他們溝通交流能力、團結(jié)協(xié)作精神以及工程素養(yǎng)。

知識目標(biāo)：掌握裝配導(dǎo)航器及各種裝配約束的使用，能進(jìn)行自底向上裝配。

能力目標(biāo)：具有分析機械各零件間裝配約束的能力，能根據(jù)機械裝配圖完成該機械的虛擬裝配。

1.4 混合式教學(xué)設(shè)計

1.4.1 課前線上學(xué)習(xí)

本階段教師將本模塊課前學(xué)習(xí)任務(wù)單、教學(xué)PPT、各裝配約束教學(xué)短視頻、測試題、練習(xí)題等素材上傳至超星智慧教學(xué)平臺，關(guān)注班級學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時提醒學(xué)習(xí)進(jìn)度落后的學(xué)生，回答學(xué)生在智慧教學(xué)平臺及課程QQ群中所提的問題，評價學(xué)生提交的作業(yè);學(xué)生下載課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，按要求完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，本次課除了要觀看裝配部分授課PPT、各裝配約束短視頻外，還需熟悉活塞連桿組、減速器的組成和各零件間裝配約束類型，各小組需選取生活中筆、筆記本等常見產(chǎn)品測繪并建模，準(zhǔn)備小組匯報前期材料，個人及小組作業(yè)均需提交到智慧教學(xué)平臺。學(xué)生在完成任務(wù)過程中有問題可隨時通過智慧教學(xué)平臺及課程QQ群與老師溝通交流。

經(jīng)過課前線下學(xué)習(xí)，學(xué)生對裝配基本知識以及接觸對齊約束、同心約束、距離約束等裝配約束有了基本認(rèn)識，對活塞連桿組、減速器的組成及零部件間裝配關(guān)系進(jìn)行了思考，不僅為后續(xù)知識內(nèi)化及實踐奠定了基礎(chǔ)，也提高了線下學(xué)習(xí)的效率。

1.4.2 課中線下線上學(xué)習(xí)

本階段教師線下講授與指導(dǎo)，學(xué)生線下線上學(xué)習(xí)，教學(xué)過程可分為以下幾個環(huán)節(jié)：

第一環(huán)節(jié)，新課導(dǎo)入。學(xué)生完成小測試，教師總結(jié)測試情況及課前學(xué)習(xí)情況，任請一位學(xué)生分析活塞連桿組的組成及其各零件間裝配關(guān)系，教師進(jìn)行總結(jié)，根據(jù)學(xué)生前期學(xué)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)策略并開始新課講授。

經(jīng)過該環(huán)節(jié)大多學(xué)生已知道活塞連桿組是由活塞、軸、連桿體、連桿蓋、連桿軸瓦、連桿螺栓、連桿螺母和活塞環(huán)組成[2]，對各零件間的裝配關(guān)系以及兩零件間需用的約束也有了自己的認(rèn)知，部分學(xué)生可能還有一些不解之處，可以帶著問題聽老師后續(xù)的講解。

第二環(huán)節(jié)，新課講授及學(xué)生練習(xí)。本環(huán)節(jié)教師講授和學(xué)生練習(xí)交替進(jìn)行，講授根據(jù)學(xué)生實際掌握情況分多次進(jìn)行，每講授和演示完一部分知識點就讓學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)練習(xí)，做到精講多練。教師結(jié)合活塞連桿組裝配這一任務(wù)，先介紹裝配文件的創(chuàng)建、裝配導(dǎo)航器、組件的添加和移動，接著介紹組件間的裝配約束，每種約束第一次出現(xiàn)時教師進(jìn)行講解和演示，再次出現(xiàn)則學(xué)生自行練習(xí)。需注意，正確裝配兩個零件所需要的裝配約束不一定是唯一的，采用的約束方法有時也不唯一。如連桿體和連桿蓋的裝配，學(xué)生已經(jīng)知道要正確裝配面1和面2要貼合在一起且對應(yīng)孔中心應(yīng)重合，可以利用接觸約束讓面1和面2接觸，用接觸對齊約束中的自動判斷中心/軸使孔1和孔2、孔3和孔4的軸線共線，如圖3所示;也可以通過在圓1和圓2、圓3和圓4之間添加同心約束來實現(xiàn)，如圖4所示，且第二種方法要簡單一些。教師邊演示邊講解，通過實例讓學(xué)生了解接觸約束、同心約束的含義及實戰(zhàn)應(yīng)用，學(xué)生在練習(xí)中將知識內(nèi)化并學(xué)會舉一反三。

學(xué)生通過多次練習(xí)完成活塞連桿組的虛擬裝配，熟悉所介紹的裝配各知識點。完成活塞連桿組裝配這一任務(wù)過程中若遇到問題可討論可請教，也可觀看智慧教學(xué)平臺上活塞連桿組裝配演示視頻或裝配步驟說明進(jìn)行再學(xué)習(xí)。學(xué)生練習(xí)過程中教師巡回指導(dǎo)，及時解決學(xué)生遇到的問題，對于學(xué)生練習(xí)中多次出現(xiàn)的問題可集中指導(dǎo)。

第三環(huán)節(jié)，學(xué)生完成自主裝配任務(wù)。經(jīng)過線下學(xué)習(xí)，每個學(xué)習(xí)小組重新分析減速器各零件間裝配約束類型，如有新的想法則將新的結(jié)論以文字、圖片等形式重新提交至智慧教學(xué)平臺，小組線上互評，教師線上點評并進(jìn)行線下總結(jié)。接著，學(xué)生按照前面的分析進(jìn)行減速器的虛擬裝配，教師巡回指導(dǎo)。

第四環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)小組完成創(chuàng)新任務(wù)。學(xué)習(xí)小組對課前所建生活中常見產(chǎn)品的模型進(jìn)一步完善，完成其虛擬裝配，完善小組創(chuàng)新任務(wù)展示PPT或其他展示材料并分組展示，小組間進(jìn)行互評，教師進(jìn)行點評并進(jìn)行創(chuàng)新任務(wù)總結(jié)。

第五環(huán)節(jié)，教師總結(jié)。教師對本次課重難點及班級學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)并布置作業(yè)。

1.4.3 學(xué)生線上線下復(fù)習(xí)

部分學(xué)生若線下學(xué)習(xí)過程中還有沒弄懂的知識點，課后可以通過線上視頻進(jìn)一步學(xué)習(xí)，也可以找老師、同學(xué)講解;學(xué)生根據(jù)自己學(xué)習(xí)情況從課后作業(yè)中選擇相應(yīng)的題目進(jìn)行練習(xí)，進(jìn)一步鞏固基本知識點或提升對知識點靈活運用的能力;創(chuàng)新任務(wù)還需完善的小組，可在課后繼續(xù)完善。

2? 考核

采用傳統(tǒng)教學(xué)模式時，課程的成績由平時成績和考試成績兩部分組成?？荚囋谡n程最后進(jìn)行，本次課涉及的是平時考核，主要是對學(xué)生作業(yè)完成情況、上課表現(xiàn)進(jìn)行考核，以知識考核為主。采用混合式教學(xué)模式后，本次課所涉及的平時考核包括學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況、測試成績、自主任務(wù)完成情況、小組任務(wù)完成情況等[3]，除了知識考核以外，能力考核更是貫穿其中，實現(xiàn)了對學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)。

3? 結(jié)語

三維軟件應(yīng)用課程裝配模塊部分采用混合式教學(xué)后，學(xué)生通過課前線上學(xué)習(xí)初步了解將要學(xué)習(xí)的知識點，線下主動參與到課堂學(xué)習(xí)中，避免了盲目模仿，課后再線上復(fù)習(xí)或提高，不僅對知識點的理解更加透徹，同時靈活運用這部分知識的能力有了很大提升，實踐能力、職業(yè)素養(yǎng)等也得到了培養(yǎng)，教學(xué)效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮曉英，王瑞雪，吳怡君.國內(nèi)外混合式教學(xué)研究現(xiàn)狀述評——基于混合式教學(xué)的分析框架[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018（3）：13-24.

[2]郭志堅，黃慶會，魏國軍，吳立軍，劉世豪.UG NX10.0產(chǎn)品設(shè)計基礎(chǔ)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2016.

[3]徐家忠，曹旭妍.基于混合式教學(xué)的《UG軟件應(yīng)用》精品在線開放課程的建設(shè)與實踐[J].內(nèi)燃機與配件，2020（12）：288-289.