基于云班課的教學(xué)信息化實踐——以《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》為例

余林江

臺州科技職業(yè)學(xué)院 浙江 臺州 318020

引言

隨著教育信息化的的改革浪潮，本文作者所在學(xué)校在全校范圍內(nèi)推進基于云班課的“線上+線下”混合式教學(xué)模式，從而提升教師教學(xué)的信息化教學(xué)能力，促進課堂教學(xué)信息化、高質(zhì)量的發(fā)展，力求科研、教學(xué)、社會服務(wù)與平臺的深度融合。

大家都知道，CATIA 三維設(shè)計軟件是法國Dassault System公司的 CAD/CAE/CAM 一體化軟件，該軟件最早起源于航空航天領(lǐng)域，是該業(yè)界無可爭辯的領(lǐng)袖。除了在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用外，在汽車、造船、通用機械、家電、建筑等行業(yè)應(yīng)用也在不斷地增強。

《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》是本校飛行器數(shù)字化制造技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，該課程主要從CATIA軟件應(yīng)用的基本原理及方法、草圖設(shè)計、零件設(shè)計、曲線曲面設(shè)計、裝配設(shè)計、到飛機部件設(shè)計等方面來了解和學(xué)習(xí)CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)知識的一門學(xué)科。它的教學(xué)要求：在理解CATIA三維建模技術(shù)的基礎(chǔ)上，掌握飛機零部件設(shè)計、裝配設(shè)計。因此本門課程為飛行器制造技術(shù)專業(yè)學(xué)生后期的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。

1 傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足

根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求，CATIA三維建模這門課程主要講解二維草圖設(shè)計、三維零件設(shè)計、裝配設(shè)計、曲線曲面設(shè)計和工程圖設(shè)計等模塊的內(nèi)容。CATIA 軟件功能強大、模塊眾多，提供了從概念設(shè)計階段到詳細設(shè)計階段涉及的零件設(shè)計、鈑金設(shè)計、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計、裝配設(shè)計、模具設(shè)計、工藝設(shè)計、焊接設(shè)計，以及工程制圖等18個模塊。由于時間緊，功能多，讓一個沒有設(shè)計基礎(chǔ)的學(xué)生快速學(xué)會操作，并能夠設(shè)計出零件完整或產(chǎn)品，是非常困難的一件事情。究其原因有[1]：①在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，更多的是介紹各個工具條的命令，以及所蘊含的屬性和功能，再結(jié)合簡單的演示。或者將教材上的實體案例照本宣科的操作一遍，之后要求學(xué)生跟著課本上的步驟操作一遍。這樣的模式會導(dǎo)致：老師講解的時候，過程效率不高；學(xué)生機械的進行設(shè)計，沒有融入自己的理解和深刻認識，知識點容易遺忘，導(dǎo)致教學(xué)效果差強人意。②結(jié)合飛行器設(shè)計的CATIA高職教材非常少，課本中設(shè)計的實體案例往往針對性不強，很難讓飛行器專業(yè)的學(xué)生將本專業(yè)知識進行融會貫通。③課堂時間非常有限，僅能讓學(xué)生簡單了解飛行器制造專業(yè)所需的CATIT軟件的基本原理及方法、草圖設(shè)計、零件設(shè)計、曲線曲面設(shè)計、裝配設(shè)計，到飛機部件設(shè)計等知識主要命令的使用，很難形成解決實際項目問題的能力。

2 基于云班課所獲得的教學(xué)效果

2.1 基于項目化的教學(xué)改革

項目化教學(xué)法，使得在 CATIA 三維建模技術(shù)授課過程中，讓學(xué)生面對一個以任務(wù)為驅(qū)動，以結(jié)果為導(dǎo)向的真實或具體的零件設(shè)計，大幅提高學(xué)生的積極性?！禖ATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》制訂了一套完整的項目化教學(xué)內(nèi)容體系[2]：

項目一：CATIA軟件應(yīng)用的基本原理及方法；

項目二：CATIA草圖設(shè)計；

項目三：CATIA零件設(shè)計模塊；

項目四：CATIA曲線曲面設(shè)計模塊；

項目五：CATIA裝配設(shè)計；

項目六：CATIA飛機部件設(shè)計。

2.2 內(nèi)容豐富，可管控的教學(xué)資源包

通過本項目的研究，在“云班課”平臺上，豐富了《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》信息化教學(xué)資源，為此上傳課程教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻、文檔、課后作業(yè)等學(xué)習(xí)資源并進行發(fā)布。課前在發(fā)布預(yù)習(xí)資源時，根據(jù)學(xué)習(xí)資源的重要性和內(nèi)容量設(shè)置相應(yīng)經(jīng)驗值，當(dāng)學(xué)生打開進行預(yù)習(xí)之后才能獲得相應(yīng)的經(jīng)驗值。 云班課能實時監(jiān)測統(tǒng)計學(xué)生下載文檔、瀏覽視頻等的學(xué)習(xí)情況，通過平臺數(shù)據(jù)，教師可以了解學(xué)生查看過哪些資源，了解班級里全班同學(xué)的預(yù)習(xí)情況，對還沒進行預(yù)習(xí)的同學(xué)，在開課前一天進行提醒，實現(xiàn)教師對學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況的監(jiān)管和督導(dǎo)。

在新工科背景下，對專業(yè)技術(shù)人才的要求不斷提高，這就要求在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的同時，積極做好思想教育工作，把課程與思政進行有效的融合。如在介紹CATIA基礎(chǔ)內(nèi)容時，通過云班課分享“中國制造2025”材料，欣賞《大國工匠》等精彩視頻，從而激發(fā)同學(xué)的愛國主義情懷和民族自豪感，以及作為飛行器數(shù)字化制造技術(shù)專業(yè)學(xué)生所肩負的偉大使命，最終主動學(xué)習(xí)，高效成長。

所以需要更多的像云班課這樣的信息化平臺，課前，課中，課后的教學(xué)資源包去解決這樣的矛盾點和關(guān)鍵點。

2.3 線下+線上的混合式教學(xué)

云班課平臺前期資料的分享，中間的過程精準管控等因素，從而使學(xué)生的主動性大幅提升。在課堂氛圍營造方面，通過平臺的搶答、頭腦風(fēng)暴等一系列活動，整體的學(xué)習(xí)氛圍快速烘托。另外，學(xué)生平時的學(xué)習(xí)表現(xiàn)記錄都會記錄在云班課平臺上，教師在前期或期中可以對每位學(xué)生的數(shù)據(jù)，進行綜合分析和考量，及時調(diào)整教學(xué)計劃，促進學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識和操控技術(shù)的快速提升。

目前高職院校教學(xué)的主流——“線下+線上”，發(fā)揮至關(guān)重要的作用。教師在創(chuàng)建CATIA云班課后，學(xué)生通過搜索班課號加入班級。課前，老師上傳零件如何設(shè)計的資源供學(xué)生預(yù)習(xí)[3]。課中，借助云班課簽到功能，學(xué)生在教師的指引下進行手勢簽到，有效避免人工點名耗時長的缺點。結(jié)合課前預(yù)習(xí)反饋，通過課前“測試”，了解學(xué)生對本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況，為之后的教學(xué)進度調(diào)整提供依據(jù)。同時，結(jié)合云班課“頭腦風(fēng)暴”、“輕直播討論”、“隨機選人”、“搶答”等功能模塊在課堂上開展多元化的師生互動。

2.4 課程數(shù)據(jù)可分析

根據(jù)階段性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》共上傳了209個學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)資源緊緊圍繞課程目標及要求掌握的重難點，合理安排教學(xué)計劃。按章節(jié)和不同項目把上傳的學(xué)習(xí)資源進行分門別類，方便學(xué)生快速搜索所需資源。

課中共發(fā)布活動55次，其中專業(yè)技能的實訓(xùn)任務(wù)25次，涵蓋CATIA草圖設(shè)計命令的使用； CATIA零件設(shè)計命令的使用；CATIA曲線曲面設(shè)計命令的使用；CATIA裝配設(shè)計命令的使用；一般復(fù)雜程度零件的三維造型設(shè)計[4]。開展課堂表現(xiàn)功能120次，包括隨機選人和搶答；發(fā)布頭腦風(fēng)暴35次，作為課前知識點討論和重難點的分析，發(fā)揮集體的力量；發(fā)布期中測試、期末理論部分測試各1次，階段性總結(jié)知識的掌握情況。發(fā)布課后作業(yè)32次，課堂時間畢竟有限，更多的業(yè)余時間能讓學(xué)生充分利用起來。比如每節(jié)安排項目化的任務(wù)等，設(shè)定提交截止時間，引導(dǎo)學(xué)生及時復(fù)習(xí)和鞏固知識。針對學(xué)習(xí)進度慢的情況，我們也會再錄制課堂的教學(xué)視頻，讓學(xué)生可反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)。

2.5 課程考核與評價體系

課程考核采用期末成績（理論測試+實操環(huán)節(jié)）和平時成績相結(jié)合，二者所占比例為5∶5 ，該評價體系獲得了同學(xué)們的認同，取得了較好的教學(xué)效果。

表1 評價考核表

3 不足與建議

3.1 學(xué)生借故“云班課”的使用，容易玩手機的習(xí)慣

由于手機是使用“云班課”的設(shè)備，很多學(xué)生借此會加大和手機的接觸，擺脫不了手機的吸引，從而在上課過程中進行上網(wǎng)，游戲等與課堂學(xué)習(xí)無關(guān)的事情，沒辦法只專注于“云班課”的學(xué)習(xí)[5]。因此，“云班課”的教學(xué)過程中教師對于上課紀律的難度更大，需要加大學(xué)生的管理力度。制訂相應(yīng)的獎懲制度，才能讓學(xué)習(xí)一直遵守課堂秩序，專心聽講。

3.2 上傳的資料沒有得到高效的使用

教師花了很多心思，精心準備，把學(xué)習(xí)資料在云班課上進行分享，希望每位同學(xué)能接受更多的知識熏陶。遺憾的是，教師不能看到真實學(xué)習(xí)情況，他只能顯示學(xué)生已經(jīng)瀏覽獲取了經(jīng)驗分，對于真實學(xué)習(xí)效果卻無從得知。比如很多學(xué)生單純刷視頻獲取經(jīng)驗，而沒有真正認真學(xué)習(xí)和理解。

3.3 需進一步深入研究每班的實際情況進行授課

對云班課平臺上記錄下來的學(xué)生學(xué)情數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)不同的班級表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)行為會存在較大的差距。同一老師，同一課程，往往會采用同樣的標準，統(tǒng)一的模式進行講課，不能很好地做到因材施教[6]。因此，教師在不同班的授課過程中，應(yīng)做到教案因班級而異，針對班級的不同情況，對課程內(nèi)容設(shè)計進行調(diào)整。

3.4 課后作業(yè)完成情況需要加強管理

對云班課中的教學(xué)活動數(shù)據(jù)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)投票問卷、頭腦風(fēng)暴、測試、簽到這四種類型活動的參與度都超過了87%，而作業(yè)的參與度相對而言就沒有這么高，這是因為作業(yè)這一活動全部都需要學(xué)生在課下完成，而其他四種類型的活動基本都是在課上完成的。從這一對比中可以反映出學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)參與情況較好，但是課下的學(xué)習(xí)自覺性還需要加強，要想辦法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生在課下也能完成自我探索學(xué)習(xí)。

4 結(jié)束語

經(jīng)過一段時間的教學(xué)實踐，基于云班課的教學(xué)模式取得了令人滿意的教學(xué)效果，學(xué)生基本做到了主動學(xué)習(xí)、積極參與，課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)能力也有一定的提高。結(jié)合《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》的課程難、操作要求高、內(nèi)容復(fù)雜的特點，“云班課”作為教學(xué)信息化的一個工具，可以有效將課程統(tǒng)籌劃分不同階段，進行過程化考核評價。在教學(xué)過程中，有效分析每一位學(xué)生特點，更好地進行因材施教，使課程達到有趣有效有用的教學(xué)目的。