高校“大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式探索

李艷娟

摘要：“大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式是指將典型案例融入“大型工程軟件”課程教學中，以探究問題的形式推動教學完成的一種新型教學模式。文章從PBL教學法和CBL教學法的概述入手，分析CBL+PBL教學模式下的教學要求，提出“大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式下的教學設計和教學評價策略，并對“大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式下的教學成果進行展示，以期為高校“大型工程軟件”課程教學質(zhì)量的提升提供參考。

關鍵詞：“大型工程軟件”課程；CBL；PBL；教學模式

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2022）22-0101-04

基金項目：本文系2020年國家級一流本科專業(yè)建設項目“材料成型及控制工程專業(yè)”（國家教育部）、2020年遼寧省一流本科課程建設項目“材料成型原理”（遼寧省教育廳）研究成果

“大型工程軟件”課程是高校材料成型及控制工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，主要講授工程設計需要使用的大型三維設計軟件的應用，具有理論和實踐并重的特點，一方面學生需要掌握的理論知識點較多，并且每個知識點都不可或缺，另一方面學生需要進行大量的上機操作練習，以達到較熟練地使用軟件并能將其運用到實際工程設計工作中的目標。PBL教學法是一種基于現(xiàn)實世界的，以學生為中心，以問題為導向的教學方法。CBL教學法是一種由PBL教學法發(fā)展而來的，以提出問題為基礎，以案例分析為引導的教學方法。教師將問題教學法（PBL）和案例教學法（CBL）相結(jié)合綜合應用到“大型工程軟件”課程教學過程中，理論課帶領學生運用案例法進行學習，實踐課引導學生運用問題教學法去研究，不但可以提高教學的靈活性，激發(fā)學生學習興趣，調(diào)動學生學習的主動性和積極性，發(fā)展學生的思維能力，增強學生理論聯(lián)系實際的能力，還可以使學生將所學理論知識運用到實際工程設計工作中去，以達到較理想的教學效果。

一、PBL教學法和CBL教學法的概述

1.PBL教學法

PBL（Problem-based learning）教學法，即問題教學法，它是一種以學生為主體，以問題為起點，以項目工作為重要環(huán)節(jié)，將知識獲得與知識應用相結(jié)合，主要圍繞項目設計、執(zhí)行、完成作品等活動開展的，具有較強實踐性的教學模式。PBL教學法的核心思想是將問題作為學生學習和組合新知識點的出發(fā)點，它強調(diào)學生的主動學習、主動參與、積極分析問題、解決問題，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，提高學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力為目標，有助于提升學生的綜合素養(yǎng)。

2.CBL教學法

CBL（Case-Based Learning）教學法，即案例教學法，它是一種以典型事例為基本教學手段，通過對現(xiàn)實生活中的場景進行模擬和重現(xiàn)，將學生引入到場景中去，促使學生身臨其境地感知問題，并自主運用所學知識分析和解決問題的教學模式。CBL教學法可以幫助學生高效收獲知識，并將所收獲的知識與實際問題進行鏈接，從而促使學生有效解決實際問題，增強團結(jié)協(xié)作意識，樹立終身學習理念。

二、CBL+PBL教學模式下的教學要求

1.CBL+PBL教學模式對教師和學生的要求

CBL+PBL教學模式作為一種全新的教學模式，對教師和學生都提出全新的要求。（1）CBL+PBL教學模式對教師的綜合素質(zhì)和教學技能都提出較高的要求，任課教師需熟練掌握本門課程及相關學科的主要內(nèi)容，具備提出問題、分析問題、解決問題，以及靈活運用相關知識的能力等。具體而言，首先，任課教師必須具有良好的組織管理協(xié)調(diào)能力，能夠控制好課堂教學節(jié)奏，善于調(diào)動學生課堂學習的積極性，真正做到寓教于樂。其次，任課教師應科學構建本門課程的教學體系，制定合理的教學目標，精心準備好每一節(jié)課，并要在課后不斷完善自我，積極提高自身的業(yè)務能力。最后，任課教師還需及時了解學生的理論知識掌握情況及動手操作情況，并在此基礎上規(guī)劃好教學的重難點，制定有針對性的提綱，以達到提升教學效果的目標。（2）CBL+PBL教學模式對學生課堂參與和課下實踐也提出較高的要求。學生必須徹底改變以往完全依賴教師的被動學習狀態(tài)，要主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從被動學習者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習的主人。具體而言，在課上，學生必須認真聽講、積極動腦思考、積極配合教師，跟上教師的教學節(jié)奏，完成相關內(nèi)容的學習。在課下，學生必須認真查閱相關資料，完成教師布置的典型綜合性案例大作業(yè)。

2.CBL+PBL教學模式對案例選擇的要求

CBL+PBL教學模式要求教師嚴格控制課堂教學進程，在保證問題質(zhì)量的前提下精心挑選典型小案例進行教學。在實際教學中，教師要結(jié)合每節(jié)課教學的重難點合理設置問題，科學制定教學方案，精心挑選教學案例，把抽象的理論知識和復雜的軟件使用技巧與實際教學結(jié)合起來，使之易于學生理解和掌握，從而有效完成既定教學任務。值得注意的是，任課教師在挑選教學案例時，要精選那些生動、具體、有趣的案例，以保證案例能夠活躍課堂氛圍，調(diào)動學生課堂參與的積極性，引發(fā)學生思考，幫助學生掌握理論知識，提升學生學習效果。

3.CBL+PBL教學模式對創(chuàng)設案例的要求

創(chuàng)設案例是指教師依據(jù)教學目標和教學內(nèi)容，經(jīng)過精心編制案例，在理論和實踐之間架起一座橋梁，潛移默化地培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。CBL+PBL教學模式作為以問題為引導的案例教學模式，對案例的創(chuàng)設過程有著具體的要求。綜合性的案例具有啟發(fā)性和實踐性，因此，教師可以將不同領域的知識點聯(lián)系起來，以幫助學生構建起系統(tǒng)的知識結(jié)構，促使學生了解各個知識點之間的聯(lián)系，進而在學習過程中逐漸體驗到用知識解決實際問題的成就感，以此有效激發(fā)學生對知識的渴望，增強學生的學習信心。

三“、大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式下的教學設計

1.理論教學：以CBL教學法為主，通過PBL教學法推動CBL教學法發(fā)揮作用

課堂上，教師可采用CBL教學法對案例進行展示和分析，以加深學生對抽象、枯燥的原理、內(nèi)容和規(guī)律的認識。教師在講授具體案例時，可結(jié)合PBL教學法將理論和問題穿插于案例教學過程中，這樣既可以避免理論教學的枯燥，又可以消除典型案例對學生思維的限制，從而保證課堂教學的效果和質(zhì)量。在“大型工程軟件”課程教學中，教師在運用CBL教學法進行教學時，應以傳授學生學習方法為目標，從入門快、可操作性強、指導意義大的典型案例入手開展教學活動，將每一章中需要掌握的知識點，設置成幾個小的典型案例，并結(jié)合PBL教學法，采用“案例—理論—問題—引申”的模式，通過問題探究的形式，使學生快速記住相關知識點，并能熟練掌握所需要學習的內(nèi)容，以此推進案例教學，達到較理想的教學效果。以“實體建模設計中的掃掠體”的教學為例，首先，教師要結(jié)合教學內(nèi)容給出掃掠體的概念，即使一個截面圖形沿指定的引導線運動，創(chuàng)建出的三維實體或片體即為掃掠體。其次，在學生了解了掃掠體的概念后，教師可通過對四種掃掠方法對應的案例的分析和講解，幫助學生快速理解和掌握四種掃掠方法，并引導學生根據(jù)教師所講授的案例，繪制出三維實體模型。值得注意的是，教師要引導學生及時發(fā)現(xiàn)問題，并帶著問題去尋找解決方法，以促使學生熟記每種掃掠方法所對應的三維圖形，有效掌握四種掃掠的方法以及它們之間的聯(lián)系和區(qū)別。再次，在學生初步學習完掃掠體的創(chuàng)建方法后，教師要鼓勵學生繼續(xù)深入學習，并引導學生在解決問題的過程中不斷豐富問題內(nèi)容，如對比掃掠體、拉伸實體、旋轉(zhuǎn)體三種實體建模方法的應用范圍快速選擇建模方法等，以進一步深化學生對掃掠體的認知。最后，在學生已充分掌握掃掠體概念后，教師可通過相對復雜的案例對掃掠體概念進行引申，以幫助學生熟練掌握掃掠體的建模過程和建模方法。當學生看到自己親手制作的作品時，成就感會油然而生，這樣一來，學生對“大型工程軟件”課程的學習興趣會更濃烈，學習信心也會更充足。

2.實踐教學：以PBL教學法為主，結(jié)合CBL教學法完成綜合性的大作業(yè)

PBL教學法以培養(yǎng)學生的實踐能力為主要目標，因此在實踐教學中，教師應以PBL教學法為主，并結(jié)合CBL教學法幫助學生完成綜合性大作業(yè)。教師在采用PBL教學法對學生進行實踐學習引導時，一定要先利用CBL教學法為學生模擬和重現(xiàn)現(xiàn)實生活中的場景，以幫助學生快速融入真實的問題情境，展開相應內(nèi)容的學習。在“大型工程軟件”課程的實踐教學中，教師需提前規(guī)劃好課程內(nèi)容，合理選擇實踐教學所需的教學案例，采用“提出問題—分析案例—解決問題—課上總結(jié)”的方法設計教學流程，并引導學生進行自我評價。在整個實踐教學過程中，教師不要過度干預，僅需在學生遇到困難時給予必要的引導，以此檢驗學生對所學知識的掌握和運用情況，有效培養(yǎng)學生的知識遷移和應用能力。這樣一來，教師通過實踐教學可以增強學生的感性認識，激發(fā)學生學習的熱情，調(diào)動學生的主觀能動性，從而為學生后續(xù)的深入學習打下堅實基礎。以“建模、裝配、運動仿真三個模塊的綜合訓練———沖床機構的設計”為例，首先，教師可引導學生在建模模塊下，按照給定的6個零件的二維圖紙的尺寸，繪制出零件的三維實體模型，并依據(jù)工程實際分析每個零件的裝配關系和工作過程。其次，在進入模塊裝配后，教師可引導學生采用自下而上的裝配方法將各個零件按照工程實際設定裝配約束進行裝配。最后，在進入運動仿真模塊后，教師可根據(jù)沖床機構的運動原理定義連桿、運動副、解算方案并求解，以有效完成相應的運動仿真過程。在整個實踐教學過程中，教師引導學生通過合作探究、分析問題、查閱資料和互相交流等方式，自主解決裝配和運動仿真中遇到的實際問題，使學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力都得到較好的培養(yǎng)和鍛煉。

四、“大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式下的教學評價

教學評價能反映出課程教學的效果，是高校保證教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。學生的學習過程是一個動態(tài)的過程，需要教師不斷引導、監(jiān)督和約束，根據(jù)CBL+PBL教學模式建立的多元化課程評價體系，有助于教師及時、準確地掌握每位學生的學習情況，并在此基礎上制定合理的學習目標和教學策略，以保證教學改革取得良好成效。在“大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式下，任課教師必須制定科學、合理的評價標準，使之與地方本科院校的服務定位相適應，與提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力、適應能力、競爭能力的人才培養(yǎng)目標相結(jié)合。具體評價標準如下。

（1）CBL+PBL教學模式下的平時課堂考核成績占20%。平時課堂考核主要是任課教師通過隨堂提問等方式考查學生對課上所學案例的掌握情況，同時也對學生的出勤情況進行統(tǒng)計。任課教師可以根據(jù)學生的課堂考核成績了解學生的真實學習情況，從而及時調(diào)整教學內(nèi)容，以保證后續(xù)課堂教學效果。

（2）基于CBL教學法的“互聯(lián)網(wǎng)+雨課堂”作業(yè)考核成績占40%。雨課堂考核是一種充分利用現(xiàn)代信息技術，拓寬評價考核的方式和方法，它可以對學生學習過程中動態(tài)的發(fā)展性進行評價，以此幫助任課教師及時了解學生對所學知識的掌握情況。

（3）基于PBL教學法的綜合性大作業(yè)課外拓展訓練考核成績占10%。綜合性大作業(yè)拓展訓練主要考查學生對制圖、建模、裝配三大模塊的綜合運用能力。在基于PBL教學法的綜合性大作業(yè)課外拓展訓練考核中，首先，任課教師可給學生出示參考示意圖，讓學生根據(jù)零件的形狀自己定義、設計尺寸。其次，任課教師可引導學生在綜合分析和查閱相關資料的基礎上，完成相關零部件的設計與裝配工作。最后，任課教師再引導學生繪制出包括零件圖和裝配圖在內(nèi)的二維工程圖紙，以充分調(diào)動學生的主觀能動性，提高學生的自主學習能力。

（4）基于CBL教學法的筆試考核成績占10%。筆試考核采用開卷考試、統(tǒng)一作答的方式進行，試卷以填空題、選擇題、簡答題等題型為主，主要考查學生對一些基本概念和相關知識點的掌握情況，以提升學生對理論知識的重視程度，幫助學生夯實理論基礎。

（5）基于PBL教學法的上機實踐考核成績占20%?！按笮凸こ誊浖闭n程已經(jīng)構建了完整的上機實踐考核試題庫，在基于PBL教學法的上機實踐考核中，學生要在規(guī)定的時間內(nèi)完成三維建模、二維工程圖紙繪制及尺寸標注等內(nèi)容，考試結(jié)束后，電腦會直接顯示學生的上機考試成績，對于考試成績不合格者，一星期之后可以進行補考，以此促使學生對自己的知識掌握情況形成清醒的認知，從而為其接下來進行更有針對性的學習打下基礎。

五、“大型工程軟件”課程CBL+PBL教學模式下的教學成果

任課教師按照“大型工程軟件”課程教學大綱的要求，采用CBL+PBL教學模式，以基礎理論和軟件應用為起點，以工程案例應用為主線，將典型案例貫穿于教學始終，注重激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)學生能力，突出訓練過程，教學效果顯著提升。

1.學生的探究欲望顯著增強

在“大型工程軟件”課程教學中，教師通過采用CBL+PBL教學模式進行教學，幫助學生掌握每個模塊的設計方法和操作技巧，引導學生將相關模塊建立起聯(lián)系，有效激發(fā)學生的探究欲望，充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，促使學生主動進行探究學習。

2.學生的實踐能力顯著提高

在“大型工程軟件”課程教學中，教師通過采用CBL+PBL教學模式進行教學，幫助學生掌握工程軟件的應用技巧，培養(yǎng)學生對事物的分析、判斷、決策的能力，增強學生結(jié)合工程實際和相關理論完成相應設計的能力，提高學生運用工程軟件解決具體工程問題的能力，發(fā)展學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

3.學生的綜合素養(yǎng)顯著提升

在“大型工程軟件”課程教學中，教師通過采用CBL+PBL教學模式進行教學，幫助學生掌握三維工程軟件應用的主要方法，拓寬學生的知識視野，培養(yǎng)學生自主深入探究學習、綜合分析、全面思考問題的習慣，促使學生樹立科學態(tài)度和創(chuàng)新意識，從而使學生能夠針對具體的學習任務自覺進行預習、復習和總結(jié)。

六、結(jié)語

綜上所述，任課教師在高?！按笮凸こ誊浖闭n程教學中引入CBL+PBL教學模式，將典型案例所涉及的理論知識進行歸納總結(jié)，并使之與實踐有機結(jié)合，在理論教學中采用“案例—理論—問題—引申”的教學方法，在實踐教學中采用“提出問題—分析案例—解決問題—課上總結(jié)”的教學方法，可以使枯燥的理論知識變得更易于學生接受和理解。因此，在實際教學中，任課教師應與時俱進，緊跟時代步伐，采用CBL+PBL教學模式進行教學，以激發(fā)學生學習興趣，提高學生實踐能力，促使學生真正成為滿足時代發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。

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Exploration of CBL+PBL Teaching Mode of"Large Engineering Software" Course in Colleges and Universities

Li Yanjuan

（School of Materials Science and Engineering， Shenyang Ligong University， Liaoning Province， Shenyang 110159， China）

Abstract： The CBL+PBL teaching mode of "large-scale engineering software" course refers to a new teaching mode that integrates typical cases into the teaching of "large-scale engineering software" course and promotes the completion of teaching in the form of exploring problems. Starting with the overview of PBL teaching method and CBL teaching method， this paper analyzes the teaching requirements under the CBL+PBL teaching mode， puts forward the teaching design and teaching evaluation strategies under the cbl+pbl teaching mode of the "large engineering software" course， and displays the teaching results under the CBL+PBL teaching mode of the "large engineering software" course， in order to provide reference for the improvement of the teaching quality of the "large engineering software" course in colleges and universities.

Key words： "largescaleengineering software"course；CBL；PBL；teachingmodel