汽車三維造型技術(shù)課程基于信息化的混合式教學(xué)模式探索

李洲稷， 陳智勇， 程廣偉

(洛陽理工學(xué)院 智能制造學(xué)院， 河南 洛陽 471023)

為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高水平工程技術(shù)人才要求，各高校都在進行以新理念、新模式、新質(zhì)量、新方法、新內(nèi)容為代表的“新工科”建設(shè)，以提高高校教學(xué)水平[1]。根據(jù)我校車輛工程專業(yè)課程在教學(xué)中存在的問題，以“新工科”建設(shè)為背景，結(jié)合我校建設(shè)應(yīng)用型本科對高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)的新要求，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，提出了混合式教學(xué)模式在工科課程建設(shè)中的新思路，通過教學(xué)目標(biāo)的重構(gòu)、課程內(nèi)容的整合、教學(xué)方法的創(chuàng)新、評價體系的完善4個方面進行教學(xué)改革[2]。將基于信息化的混合式教學(xué)模式引入汽車三維造型技術(shù)課程教學(xué)過程中，重新設(shè)計整合課程內(nèi)容，學(xué)生通過實踐工程案例和問題導(dǎo)入等一系列學(xué)習(xí)任務(wù)來完成、評估和展示他們的學(xué)習(xí)成果。通過這種教學(xué)方式強化了學(xué)生對課程知識點的掌握和應(yīng)用，學(xué)生利用所掌握的三維設(shè)計的知識和技能，解決實際工程問題，達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)的實踐型應(yīng)用人才的目標(biāo)[3]。

1 傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

汽車三維造型技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋設(shè)計原則、設(shè)計流程和軟件應(yīng)用，工程實踐性強，著重培養(yǎng)學(xué)生動手能力和系統(tǒng)思維。在傳統(tǒng)的課程講授過程當(dāng)中，普遍存在以下幾個問題：

(1)課堂講授為主的教學(xué)模式，老師主導(dǎo)課程講授，學(xué)生被動接受知識。老師不能及時收到學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋，使得教學(xué)過程缺乏精準(zhǔn)性和針對性，學(xué)習(xí)效率低、教學(xué)效果差。

(2)課程知識點多且內(nèi)容較分散，整個教學(xué)過程時間緊張。學(xué)生在學(xué)習(xí)軟件使用的過程中，很多操作只能看老師演示，無法同步進行操作，課后老師的演示過程無法回看，學(xué)生想要再進行操作復(fù)盤也非常不方便。

(3)教學(xué)過程中缺少工程實踐案例。教學(xué)過程中強調(diào)以知識為本位，沒有從工程實踐為出發(fā)點進行創(chuàng)新思維和實踐能力的訓(xùn)練，不能做到主動學(xué)習(xí)以及獨立進行設(shè)計方法和流程的思考，無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的綜合職業(yè)能力的教學(xué)目標(biāo)。

2 混合式教學(xué)新思路

針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段進行線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)，將課堂教學(xué)和線上平臺學(xué)習(xí)相結(jié)合[4]。部分學(xué)習(xí)任務(wù)由學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺中自主完成，自主學(xué)習(xí)難以掌握的部分則通過傳統(tǒng)課堂教學(xué)來完成。一方面學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺提供的學(xué)習(xí)資源，自主掌控學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)進度，真正實現(xiàn)學(xué)習(xí)自主化和定制化；另一方面，將部分知識的學(xué)習(xí)主動性交還給學(xué)生后，教師的主要任務(wù)是對學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)與組織，可以將更多的時間與精力放在解決學(xué)生自學(xué)中提出的問題，開展有利于提高學(xué)生髙階思維能力的教學(xué)活動。

基于信息化的混合式教學(xué)模式把教學(xué)過程分為課前、課中和課后3個教學(xué)階段，如圖1所示。

圖1 基于信息化的混合式教學(xué)模式實施圖

(1)課前知識自學(xué)階段。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進行線上自主學(xué)習(xí)，通過觀看微課視頻、閱讀電子課件或教材、參與論壇問題討論等，達(dá)到課前知識傳授的目的。教師在這個階段除了提供課程資源外，還會提供課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，明確告知學(xué)生學(xué)習(xí)的任務(wù)是什么，使學(xué)生了解課程的知識結(jié)構(gòu)，理順學(xué)習(xí)思路，同時做好自學(xué)引導(dǎo)以及輔導(dǎo)答疑，幫助學(xué)生解決在自學(xué)階段所遇到的問題，使課堂教學(xué)更有針對性。學(xué)生可以靈活安排學(xué)習(xí)地點、時間等，根據(jù)自身學(xué)習(xí)進度，制定學(xué)習(xí)計劃。

(2)課中知識提煉階段。課堂教學(xué)主要包括教師對學(xué)生反饋問題的答疑、課程重點難點的講解以及知識框架的梳理和總結(jié)。教學(xué)方式主要通過師生之間的互動交流來完成，例如，學(xué)生通過小組協(xié)作或討論交流解決老師提出的相關(guān)問題，以促進知識點的內(nèi)化吸收。對于學(xué)生反饋的共性問題，老師可以通過集中講解的方式在課堂上為學(xué)生解答；對于不同層次學(xué)生的個性化問題，老師需要采用個性化指導(dǎo)方式以滿足不同的需求。例如，可以通過課堂的答疑互動，解決不同學(xué)生在預(yù)習(xí)中存在的不同問題，請同學(xué)分享學(xué)習(xí)不足與經(jīng)驗，以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的個性化拓展。

(3)課后教學(xué)實踐和評價階段。教師在教學(xué)平臺上發(fā)布相關(guān)實踐作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識點進行復(fù)習(xí)和鞏固，作業(yè)一般為工程實踐案例，案例來源包括與企業(yè)合作項目、教師科研項目及大學(xué)生創(chuàng)新大賽等。學(xué)生完成作業(yè)后，教師需要對學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的情況做及時全面的評價，教師還要根據(jù)評價結(jié)果進行教學(xué)反思，不斷優(yōu)化教學(xué)方案，完善教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，豐富教學(xué)資源[5]。

3 實施過程

3.1 教學(xué)目標(biāo)重構(gòu)

混合式教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，學(xué)生首先要明確學(xué)習(xí)目標(biāo)[6]。教師根據(jù)教學(xué)大綱提出多層次的教學(xué)目標(biāo)，包括總目標(biāo)和每節(jié)課的課程目標(biāo)，這樣能夠提高學(xué)習(xí)的針對性，使學(xué)生更高效地掌握知識點，同時也為學(xué)生自我檢測、自我評價學(xué)習(xí)效果提供了標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)立要能夠立體、全面地反映對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的不同層次的要求。因此，將教學(xué)目標(biāo)劃分成知識層面、技能層面和思想層面3個逐步遞進的層次。

3.2 課程內(nèi)容整合

基于信息化的混合式教學(xué)模式中的課程的知識體系既要完整，又要結(jié)構(gòu)邏輯清晰，同時要根據(jù)線上線下教學(xué)模式的特點合理組織學(xué)習(xí)內(nèi)容、設(shè)計討論問題和工程實踐案例等。在課程內(nèi)容重構(gòu)過程中，采用了模塊化設(shè)計思路，將知識內(nèi)容多層次的劃分，針對知識點設(shè)計模塊學(xué)習(xí)資料。

將汽車三維造型技術(shù)課程內(nèi)容劃分為汽車車身設(shè)計基本原理、設(shè)計流程、現(xiàn)代汽車造型技術(shù)3大板塊，將汽車造型技術(shù)板塊分成基本操作、零件設(shè)計、裝配設(shè)計、曲面設(shè)計、工程制圖5大知識模塊，并將每個知識模塊細(xì)化為每節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。如裝配設(shè)計知識模塊包括草圖繪制、草圖約束、參考元素3個教學(xué)任務(wù)，草圖繪制由進入草圖工作臺、草圖工具欄、輪廓工具欄、選擇工具欄、操作工具欄5個知識點構(gòu)成。

3.3 教學(xué)方法創(chuàng)新

在混合式教學(xué)模式中，要利用多元化的教學(xué)方法，適應(yīng)線上線下不同的教學(xué)場景，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

(1)在線上教學(xué)過程中，除了自學(xué)PPT和觀看視頻外，可以發(fā)布一些有針對性的測試題或布置討論話題讓學(xué)生收集相關(guān)資料，學(xué)生在觀看完微課視頻后，需要提交課程小節(jié)筆記。

(2)在線下課堂教學(xué)中，老師主要解決學(xué)生在自學(xué)過程中提出的問題和對整個知識體系進行梳理，可以利用問題導(dǎo)入、小組討論、現(xiàn)場互動等方法，提高學(xué)生對課堂的參與度，提升學(xué)生分析問題解決問題的能力。

(3)課后實踐環(huán)節(jié)，通過讓學(xué)生完成練習(xí)作業(yè)加強學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握，練習(xí)作業(yè)的形式有很多種，主要以工程實際案例為主，還可以布置其他形式的作業(yè)，例如，讓學(xué)生錄制講解某一個命令短視頻，通過這種實踐鍛煉不僅鞏固了相關(guān)知識點，也培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力，同時學(xué)生的優(yōu)秀作品還可以作為教學(xué)資源。

3.4 評價體系更新

為了能夠全面、客觀、公正地評價學(xué)生的工程能力和綜合素質(zhì)，要進行多樣化考核，建立新的評價體系，注重過程性評價，對平時成績的評定進行量化，確保成績的公平公正，全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。平時成績根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺上自學(xué)的時間、訪問次數(shù)、參與問題討論、隨堂測驗、創(chuàng)新實踐能力等方面的情況而定，如果學(xué)生參加了相關(guān)三維設(shè)計大賽或者參與相關(guān)企業(yè)項目設(shè)計，可以給一定的加分；作業(yè)成績根據(jù)學(xué)生課后完成實踐案例作業(yè)的情況而定，包括教師打分和學(xué)生互評。

4 教學(xué)效果與推廣

汽車三維造型技術(shù)課程已經(jīng)進行了2學(xué)期的混合教學(xué)模式的實踐，根據(jù)學(xué)生評學(xué)、成績反饋、學(xué)生訪談等反饋結(jié)果，該教學(xué)模式取得了初步成效。

教學(xué)團隊更新“以學(xué)生為中心”的觀念，積極關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，重點從“如何教學(xué)生，轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾巫寣W(xué)生更好地學(xué)”，時刻關(guān)注對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋，全面了解學(xué)生需求，調(diào)整教學(xué)設(shè)計。

根據(jù)教師提前發(fā)布的教學(xué)任務(wù)清單，學(xué)生明確課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)，更加主動并積極地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，通過課堂老師對知識結(jié)構(gòu)的梳理和重點難點的強調(diào)，能夠更好地掌握知識點；通過課后的實踐練習(xí)，把知識轉(zhuǎn)變成實踐能力，參與相關(guān)企業(yè)的實際項目和競賽，增強學(xué)生的成就感，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，成績較之前整體提高。

以本課程為試點，由點及面陸續(xù)在汽車構(gòu)造、汽車電器與電子技術(shù)等課程中進行混合式教學(xué)改革。尤其是在2020年“新冠”疫情期間，利用積累的混合式教學(xué)模式的經(jīng)驗，順利完成了“停課不停學(xué)”的教學(xué)任務(wù)。

5 結(jié) 語

以“新工科”建設(shè)為指導(dǎo)思想，將基于信息化的混合式教學(xué)模式應(yīng)用在汽車三維造型設(shè)計課程改革中，樹立了以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，通過教學(xué)目標(biāo)重構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容整合、教學(xué)方法創(chuàng)新、評價體系更新4個方面的改革，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力，為車輛工程專業(yè)“新工科”建設(shè)找到了一條適合的道路，為推進專業(yè)課程改革積累了寶貴的經(jīng)驗。