三維軟件應用課程混合式教學研究

杜治平

摘要：通過分析三維軟件應用課程存在的不足之處，實施混合式教學改革。將課程知識點融入到五個教學模塊的各個任務中，進行精心的教學設計，制作豐富的線上教學資源，完善評價體系，開展混合式教學實踐，學生從被動學習轉為主動學習，教學效果良好。

Abstract： By analyzing the shortcomings of three-dimensional software application course， the blended teaching reform is implemented. After integrating the knowledge points into each task of the five teaching modules， carrying out careful teaching design， making abundant online teaching resources and perfecting the evaluation system， we carried out the blended teaching practice. Students change from passive learning to active learning. Good teaching effect is achieved.

關鍵詞：三維軟件應用;混合式教學;課程改革

Key words： three-dimensional software application;blended teaching;curriculum reform

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）19-0253-03

0? 引言

三維軟件應用課程是我校機電一體化技術、模具設計與制造等專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，旨在培養(yǎng)學生應用UG NX軟件進行三維建模、虛擬裝配和創(chuàng)建工程圖的能力，提升學生的綜合素養(yǎng)。目前課程教學中存在諸多不足之處，亟待進行教學改革。

1? 課程教學現狀

1.1 教學內容組織毫無新意

課程主要按章節(jié)對各知識點進行羅列，授課時依次進行講解，這樣的內容組織方式缺乏新意，無法激發(fā)學生的學習興趣，也限制了各種教學方法的靈活運用，教學效果不盡如人意。

1.2 教學模式傳統(tǒng)

課程主要采用傳統(tǒng)的課堂教學模式，教師講解及演示，學生模仿練習，教學方法單一，存在學生盲目模仿、不深究其意從而對命令掌握不扎實的現象。雖然大多學生基本能掌握相應知識點，但無法兼顧學生的個性化學習需求，導致部分學生在學習中獲得感不足。此外，傳統(tǒng)的教學模式和教學方法也不利于學生工程素養(yǎng)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3 信息化手段缺乏

隨著信息技術的發(fā)展，越來越多的信息化教學手段被用于課堂教學，這不僅增加了課堂的活力，激發(fā)了學生的學習熱情，也為學生的學習提供了方便，為學生綜合素質的培養(yǎng)提供了保障。但目前三維軟件應用課程教學中信息化手段用得較少，在此方面還有很大的提升空間。

1.4 考核不夠全面

課程成績由平時成績和考試成績兩部分組成，平時成績占40%，主要考核學生課堂表現、作業(yè)完成情況;考試成績占60%，分階段進行，包括草圖考試、實體建?？荚嚒⒀b配考試和工程圖考試。分階段考試使得學生能及時總結自己前一階段的學習情況，適時調整學習策略，更好地投入到下一階段的學習中，但課程對學生的考核并不全面，以知識考核為主，缺乏對學生能力方面的考核。

綜上，為了提升教學效果，實現對學生綜合素質的培養(yǎng)，我們擬對三維軟件應用課程進行教學模式改革。

2? 教學模式選取

三維軟件應用課程主要介紹UG NX軟件的操作，課程內容較多，課時較少，以實踐為主，學生需通過大量練習來熟悉各命令的用法，獲得靈活運用所學命令解決實際問題的能力，因此，傳統(tǒng)的課堂教學不可少，學生練習的時間也不可壓縮。若想在課堂中融入多種教學方法，從而激發(fā)學生的學習熱情，挖掘學生的學習潛能，提升整體教學效果，必須突破學生學習時間、空間的局限性。鑒于此，選用混合式教學模式，其是傳統(tǒng)教學和數字化教學優(yōu)勢互補的有機結合體[1]。學生可以通過教師的課堂教學深入理解知識點，也可以利用數字化學習資源隨時隨地預習和復習，滿足自己的個性化學習需求。此外，混合式教學模式以教師為主導，學生為主體，便于教師綜合運用多種教學方法，實現學生的深度學習，完成學生綜合素質的培養(yǎng)。

3? 混合式教學實踐

混合式教學關鍵在于線上教育資源與線下教學內容的混溶互通[2]，為了避免線上學習與線下教學的割裂或者重復，應進行精心的教學設計并制作豐富的教學資源。

3.1 教學內容編排

為了激發(fā)學生的學習興趣，我們將課程知識點劃分為草圖、實體建模、曲線和曲面、裝配及工程圖五個模塊，每個模塊分為多個任務，將模塊需掌握的知識點融入到各任務中，任務的安排除應符合認知規(guī)律、由淺入深外，還需要考慮以下幾點：

首先，若某個知識點需設置多個任務模型，則該知識點在每個任務模型上應有獨特的應用。如鍵槽命令設置了兩個基本任務模型[3]，如圖1和圖2所示，其中圖1零件上的三個鍵槽均在平面上，而圖2階梯軸上的鍵槽在圓柱面上，經過這兩個模型的練習，學生基本就掌握了鍵槽命令。

其次，任務應滿足學生個性化學習需求。為了滿足學生個性化學習需求，各知識點所涉及的任務均設置基本任務和提高任務兩種?；救蝿招柙谡n中完成，教師先進行講解及演示，緊接著學生練習，在練習中將知識點內化;提高任務不強制完成，學有余力的學生可在課中完成，其他對提高任務感興趣的學生可在課下完成。這樣設置任務，不僅能夠保證每位學生都掌握所學知識點，還能激發(fā)部分學生的學習潛能，讓每位學生都有獲得感，身心愉悅地投入到后面的學習中。

最后，任務應利于學生綜合素質的培養(yǎng)，如設置汽缸截面草圖的繪制、閥體建模、虎鉗裝配、虎鉗工程圖創(chuàng)建等任務，讓學生熟悉工程上常用零件、機械的結構，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng);設置茶壺建模任務讓學生了解我國源遠流長的茶文化，在建模過程中體會制壺工匠們精益求精的工匠精神;設置自主建模任務，如選取生活中碗、椅子、肥皂盒等常用物品進行建模的任務，既激發(fā)了學生的學習興趣[4]，也給了學生自主探究的機會，培養(yǎng)了學生勇于探索的精神和靈活運用所學知識的能力;設置小組創(chuàng)新任務，如在裝配模塊中設置的選取生活中常見產品進行建模和虛擬裝配的任務，不僅培養(yǎng)了學生的職業(yè)素養(yǎng)，也培養(yǎng)了學生團結協(xié)作精神和與人溝通交流的能力。

3.2 教學資源制作

教學資源的豐富與否在很大程度上決定著教學質量的高低[5]，混合式教學更是如此。為了保證混合式教學的效果，應按教學模塊進行精心的教學設計，并按新的教學設計更新課程標準、授課計劃、教案等傳統(tǒng)教學資料;教學資源制作上，應先將知識點碎片化，再分別制作相應教學PPT、教學視頻，以便學生按自己的需求有針對性地進行學習;編制課前學習任務單，在任務單中布置學習任務，明確學習目標和學習方法，預告課堂學習形式，從而使學生可以有目的地、有效地開展課前線上學習;制作所有建模任務的操作演示視頻，便于學生在課前、課后預習和復習;設置主題討論，開拓學生思維，如關于圖2階梯軸的建模思路的討論，軸的基體部分可以用回轉命令來完成，也可以用圓柱和凸臺命令來完成，還可以用拉伸命令來完成，某些學生可能只想到一種方法且比較復雜，通過討論，學生將自己的方法與其他同學的方法進行比較，取長補短，對各命令的應用會有更深入的理解，建模思路也會逐步拓寬;編制課前測試題庫及模塊測試題庫，幫助教師了解學生線上線下學習效果，從而及時調整教學策略和教學進度。所有教學資源均在課程開課前上傳至超星智慧教學平臺，根據授課進度逐節(jié)發(fā)布。

3.3 課程考核

進行混合式教學后，課程的成績仍然由考試成績和平時成績兩部分組成，但平時成績包含更廣，主要由線上學習情況、學習任務完成情況及課堂表現幾部分組成，各部分占課程考核比例如表1所示。線上學習情況主要包括線上學習時長、參與討論情況、小測試情況等;學習任務完成情況包括個人建模任務完成情況和小組任務完成情況，其中小組任務評價含小組自評、組間互評和教師評價幾部分，同時組員之間也需互評、自評，保證評價的公平公正性;課堂表現情況包括出勤、課上學習態(tài)度等。課程的考核貫穿課程學習全過程，且對學生知識和能力均進行了考核，實現了過程考核和全面考核。

3.4 拉伸單元混合式教學實踐

拉伸命令是課程中比較重要的一個命令，其命令框選項頗多且功能強大，但傳統(tǒng)教學過程中，由于課堂時間有限，教師進行建模過程演示前給學生分析模型的時間相對較短，部分學生練習時只是被動模仿，從而對命令的掌握不夠深入，雖知道拉伸命令中有很多選項，但自己自主建模時不太會用其中的拔模、偏置等選項，導致無法靈活高效地完成建模任務，為了改變這種狀況，對拉伸單元進行混合式教學實踐。

首先，課程教學前按教學設計選取、制作教學資源。雖然拉伸是一個命令，但該命令對話框中選項較多，因此制作講解視頻時將拉伸各選項分開制作，這樣不僅可以加深學生對拉伸各選項的印象，便于學生按需學習，也可以避免學生學習過程中因視頻過長而疲累，導致學習效果不理想;基本任務為斯特林發(fā)動機前側板（圖3）的建模、支座（圖4）的建模和軸座（圖5）的建模，這三個模型對拉伸命令各選項有不同的應用，便于后續(xù)在命令講解中進行比較，加深學生對命令各選項的理解。

接著，教師發(fā)布學習任務單、教學視頻等資源，學生按任務單進行線上學習。除了觀看教學PPT和教學短視頻等任務外，還要求學生分析斯特林發(fā)動機前側板、支座、軸座的結構特征，了解它們主要結構的特征視圖，看看拉伸命令中拔模選項、偏置選項各在哪個模型中用到，思考各模型的建模思路，為后續(xù)線下深入學習奠定基礎。

然后進行線下教學，教師將拉伸知識點融入到三個基本任務中，對它們的建模過程逐個講解及演示。在講解某一模型建模方法時，若所用到的拉伸選項使用方法與其在另兩個模型中的用法不同時，可讓學生對三個模型進行比較，提高學生分析模型的能力，也讓學生對該選項有更加透徹的理解。如拉伸時創(chuàng)建內部草圖，彈出創(chuàng)建草圖對話框，其中的草圖平面與所要拉伸部分特征視圖所在平面息息相關，所要拉伸部分的特征視圖在哪個面上，草圖就畫在那個面上。有了課前對斯特林發(fā)動機前側板、支座和軸座主要結構的特征視圖的分析，學生在對它們主要結構進行建模時，便會分別選XZ平面、YZ平面和XY平面作為草圖平面。此外，拉伸中拔模、偏置這兩個選項的用法，教師分別結合斯特林發(fā)動機前側板和軸座建模進行講解和演示。有了自己對模型的分析、思考，再聆聽、觀看教師結合模型對命令各選項進行的講解、演示，學生自主建模時便能夠舉一反三。教師講解演示后學生便開始練習，練習時遇到問題，可觀看線上任務演示視頻，也可以請教老師或同學，學生根據自身實際情況自行選擇。教師巡回指導，關注各學生學習進度。

課后，學生對自己本次課學習情況進行總結，然后線上復習鞏固所學知識，或者完成提高任務進行自我提升，同時還需完成自主創(chuàng)新任務，即選取自己喜歡的或生活中常見的一個物品，利用拉伸命令創(chuàng)建其模型，將模型文件上傳至智慧教學平臺，準備線下展示材料;教師線上評價各學生所建模型，下次課開始時對本次自主創(chuàng)新任務完成情況進行總結，邀請部分學生進行線下展示。此外，教師還應及時匯總學生對本次課的教學建議，根據教學實踐情況進行總結和反思，不斷改進和完善教學各環(huán)節(jié)。

通過開展混合式教學，學生利用豐富的線上教學資源，課前對任務模型深入分析，課后鞏固提高，對拉伸命令掌握得十分透徹。

4? 教學反思

實踐表明，混合式教學將教學內容模塊化、任務化并進行精心的教學設計后，學生學習積極性明顯提高，變被動學習為主動學習;而豐富的線上教學資源打破了傳統(tǒng)教學學習時間、空間的局限，為學生學習提供了有力保障;在混合式教學模式主導下，教師靈活運用多種教學方法，激發(fā)了學生的學習潛能，隨著各學習任務的完成，學生不僅收獲了知識，綜合素質也得到了提升，為后續(xù)工作奠定了堅實的基礎。

但是，在教學實踐中也發(fā)現了一些問題，有待進一步改進。首先，個別學生學習主動性不夠，課前線上學習總需要教師提醒;其次，一些學生自我要求不高，主要表現在兩個方面：第一，課前線上學習不認真，只滿足將資源看完，不管學習質量，導致上課時跟不上班級學生總體學習進度。第二，參與小組任務不積極，完成任務不認真，導致小組任務質量降低;最后，手機進入課堂，一些自制力不夠的學生無法合理使用手機，從而學習效率較低。這些問題的存在，限制了教學質量的進一步提升，后續(xù)教師除了加強督促、在考評上完善考量外，還可以通過調查問卷了解學生的真實想法，同時深入學習教育教學理論，尋求更多解決方案。

5? 結語

三維軟件應用課程混合式教學模式改革取得了一定的成效，學生的綜合素質得到了培養(yǎng)，教師的教育教學水平也得到了提升，但還存在一些需要改進的地方，在以后的教學實踐中要不斷完善?；旌鲜浇虒W對教師和學生提出了更高的要求，如何不斷提升學生學習主動性和教師教育教學水平，從而進一步提升混合式教學成效，還有待繼續(xù)研究。

參考文獻：

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[4]張騰騰.淺談如何在UG建模中激發(fā)學生學習興趣[J].職業(yè)，2018（23）：72-73.

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