《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐探究

張曉青

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）03-0172-03

新型冠狀病毒給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了一定的影響，同時(shí)也在很大程度上影響了高校課程教學(xué)活動(dòng)的開展。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成為疫情期間高校課程教學(xué)的主要形式。在此背景下，探索《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐就顯得十分必要。

1 《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程簡(jiǎn)介

《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，以UG NX系統(tǒng)為技術(shù)載體學(xué)習(xí)基礎(chǔ)應(yīng)用技能，掌握運(yùn)用系統(tǒng)進(jìn)行三維建模、模型分析、虛擬裝配、干涉檢查、工程圖處理等數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程與基本方法。

《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)發(fā)現(xiàn)、分析、解決復(fù)雜工程問題的綜合能力與創(chuàng)新意識(shí)，貫徹特征模型及參數(shù)化設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建數(shù)字化三維模型與虛擬裝配體，依據(jù)產(chǎn)品功能要求進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析與干涉檢查，遵循工程制圖國(guó)際與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行工程表達(dá)，旨在培育學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能與性能要求確立科學(xué)設(shè)計(jì)思想，快速準(zhǔn)確完成機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的能力。

2《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的具體實(shí)施情況

2.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方案設(shè)計(jì)

《數(shù)字化設(shè)計(jì)方法》課程包含理論教學(xué)（概念與基礎(chǔ)理論）與實(shí)踐教學(xué)（應(yīng)用技能）兩部分，其中，課程以實(shí)踐教學(xué)為主，重在培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)理論指導(dǎo)下熟練應(yīng)用數(shù)字化技能解決工程實(shí)際問題的能力。傳統(tǒng)的線下課程教學(xué)主要采用講練結(jié)合、邊講邊練的形式進(jìn)行，教師講解基礎(chǔ)理論后，向?qū)W生教授數(shù)字化設(shè)計(jì)的流程與基本方法，學(xué)生則在觀摩教師操作演示后進(jìn)行課堂訓(xùn)練，課外通過驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)用技能加以訓(xùn)練和鞏固。

開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)，固定時(shí)段同一平臺(tái)上參與學(xué)習(xí)各門課程的人員眾多，教師教學(xué)中的實(shí)時(shí)操作演示可能會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)卡頓等原因出現(xiàn)內(nèi)容缺失，容易影響學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的正確理解，并且，線下課堂訓(xùn)練環(huán)節(jié)中教師的實(shí)時(shí)指導(dǎo)也難以實(shí)現(xiàn)。故而，需要對(duì)原有的實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

通過綜合分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)及其利弊因素，課程組制訂了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方案。在理論教學(xué)部分，沿用原有的方式，采用網(wǎng)絡(luò)直播形式進(jìn)行，教師講解的內(nèi)容以作業(yè)講解、討論為主；在實(shí)踐教學(xué)部分，主要采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行，將教學(xué)活動(dòng)分為課前、課中兩部分。將原有的線下教學(xué)中“理論講解+實(shí)踐練習(xí)”的教學(xué)流程調(diào)整為“課前微課助學(xué)+課中理論講解+課中作業(yè)討論”。課程中的驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目仍采用課后研習(xí)形式進(jìn)行，同時(shí)增設(shè)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)互評(píng)的要求。具體課程教學(xué)計(jì)劃情況見表1。

2.2 翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐教學(xué)

《數(shù)字化設(shè)計(jì)方法》的實(shí)踐教學(xué)采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行，教學(xué)中，原來課堂教學(xué)的內(nèi)容被轉(zhuǎn)移到課前進(jìn)行。在備課階段，教師將系統(tǒng)的使用方法講解與操作演示內(nèi)容制作成微課視頻，上傳至網(wǎng)課學(xué)習(xí)平臺(tái)，并同時(shí)發(fā)布若干難易程度不一的操作習(xí)題。其中，低難度習(xí)題是學(xué)生在觀看微課視頻、進(jìn)行實(shí)踐系統(tǒng)基礎(chǔ)操作后即可無(wú)障礙完成的習(xí)題；高難度習(xí)題需要借助一定的應(yīng)用技巧與思路才能完成。網(wǎng)絡(luò)直播授課時(shí)，教師講解數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，并結(jié)合學(xué)生低難度作業(yè)的完成情況，對(duì)微課中的基礎(chǔ)技能進(jìn)行概括總結(jié)，教學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn)放在與學(xué)生共同討論剖析高難度作業(yè)的解題思路與最優(yōu)解題方法上。

線下教學(xué)模式下，學(xué)生在教師的統(tǒng)一安排下學(xué)習(xí)數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論，然后練習(xí)應(yīng)用技能與方法，整個(gè)教學(xué)過程是一個(gè)從理論到實(shí)踐的進(jìn)階過程。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式下，學(xué)生自主選擇時(shí)間進(jìn)行課程內(nèi)容學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)微課視頻后，學(xué)生需自行摸索與練習(xí)數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，然后在網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)中學(xué)習(xí)相應(yīng)的理論知識(shí)，并從相關(guān)設(shè)計(jì)思路分析與應(yīng)用技巧分享中提高自己的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，知識(shí)的獲得與技能的提高完成了從實(shí)踐到理論再回到實(shí)踐的循環(huán)過程，教學(xué)層次實(shí)現(xiàn)從“授之以魚”到“授之以漁”的躍遷。同時(shí)，學(xué)生數(shù)字化設(shè)計(jì)能力的提升途徑也從教師課堂巡視中的指正錯(cuò)誤轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生交流探討后發(fā)現(xiàn)自己的不足并通過多種途徑予以改進(jìn)。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生成為自身學(xué)習(xí)行為的管理者，學(xué)習(xí)行為更為積極主動(dòng)。

同時(shí)，課程教學(xué)中的實(shí)踐教學(xué)部分從單一的課中學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前自學(xué)與課中交流相結(jié)合，促使課程的正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)在時(shí)間上實(shí)現(xiàn)了“翻轉(zhuǎn)”，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)在內(nèi)容交匯上實(shí)現(xiàn)了“翻轉(zhuǎn)”[1]。同時(shí)，這種教學(xué)活動(dòng)也是學(xué)生與教師在學(xué)習(xí)主從作用上的“翻轉(zhuǎn)”，在這一以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變過程中，學(xué)生的主體作用得到了發(fā)揮，教師則起到了激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性的作用。

2.3 生互評(píng)的驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目

課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生以小組（2-3名學(xué)生/組）為單位跟隨課程教學(xué)的進(jìn)度同步完成驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目。每個(gè)小組設(shè)計(jì)真實(shí)存在或創(chuàng)意構(gòu)思的機(jī)械裝置，學(xué)生能通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立完成特定功能。裝置包括15種以上零件，且至少2種以上零件具有中等復(fù)雜程度。項(xiàng)目成果包括零件及裝配體模型文件、分析檢測(cè)報(bào)告與工程圖樣。驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目為學(xué)生提供了運(yùn)用課程知識(shí)解決實(shí)際問題的生產(chǎn)模擬情境，幫助學(xué)生在掌握數(shù)字化設(shè)計(jì)技能的同時(shí)樹立學(xué)以致用的思想。

驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目通常在課后進(jìn)行。線下教學(xué)模式中，各項(xiàng)目小組基本處于獨(dú)立完成項(xiàng)目的狀態(tài)，相互之間缺乏交流。而在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中，課程教學(xué)實(shí)行“學(xué)生互評(píng)”的評(píng)議制度。各項(xiàng)目小組在創(chuàng)意—建模—檢測(cè)—工程圖處理等各階段均需將數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)施情況、項(xiàng)目難點(diǎn)及解決方案等介紹內(nèi)容提交至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，接受其他小組的觀摩。每個(gè)小組須就其他小組驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目具體的實(shí)施情況進(jìn)行評(píng)議，指出其中的不足，提出更為合理準(zhǔn)確的解決方法。同時(shí)，也要對(duì)其他小組評(píng)議意見予以回應(yīng)，修改與完善本組項(xiàng)目。匯報(bào)、評(píng)議、討論等內(nèi)容按質(zhì)量高低評(píng)分，計(jì)入驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目成績(jī)。

項(xiàng)目研究中設(shè)置有學(xué)生互評(píng)環(huán)節(jié)，最大限度地?cái)U(kuò)展學(xué)生之間的專業(yè)討論范圍，大幅增加頻次，使其他討論層次不斷深入。班級(jí)范圍內(nèi)，學(xué)生之間的信息交流容易引發(fā)頭腦風(fēng)暴效應(yīng)，產(chǎn)生思維共振，為學(xué)生創(chuàng)新思維的形成提供了良好的機(jī)會(huì)。在加深專業(yè)知識(shí)理解的同時(shí)，學(xué)生能夠正確運(yùn)用專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行交流，學(xué)術(shù)交際能力也能夠得到鍛煉[2]。

2.4 分層分組的教學(xué)探索

不同的學(xué)生在現(xiàn)有知識(shí)掌握程度、學(xué)習(xí)能力等方面均存在一定的個(gè)體差異。認(rèn)識(shí)并接受學(xué)生的這些個(gè)體差異，可以確保在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，給不同層次的學(xué)生確立不同的學(xué)習(xí)要求，使其能經(jīng)自身努力實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力的提升，這也是因材施教教學(xué)理念的切實(shí)體現(xiàn)，是對(duì)每一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的尊重與保護(hù)。

在驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目環(huán)節(jié)，教師開展了分層分組的教學(xué)探索。項(xiàng)目開始前，任課教師設(shè)計(jì)專門的問卷對(duì)學(xué)生的情況進(jìn)行調(diào)查。并依據(jù)以往學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)業(yè)成績(jī)，按學(xué)習(xí)水平高低將其劃分為不同的層級(jí)。同時(shí)，依據(jù)學(xué)生分析、創(chuàng)新、規(guī)劃等能力的自我評(píng)價(jià)情況，對(duì)每個(gè)學(xué)生的特質(zhì)能力進(jìn)行強(qiáng)弱評(píng)估。學(xué)生遵循以下三項(xiàng)原則進(jìn)行自由組合，形成驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目研究小組。第一，同組成員學(xué)習(xí)能力應(yīng)處于同層級(jí)；第二，同組成員強(qiáng)特質(zhì)能力應(yīng)有類別差異，弱特質(zhì)能力則不宜同類；第三，多項(xiàng)特質(zhì)能力為弱的學(xué)生之間不得同組。

研習(xí)小組自選驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí)，在滿足課程目標(biāo)要求的前提下，教師會(huì)根據(jù)小組成員的學(xué)習(xí)能力層級(jí)提出難度不一的目標(biāo)要求。小組成員特質(zhì)能力強(qiáng)弱錯(cuò)位結(jié)合，有助于組員之間形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，避免因成員弱特質(zhì)能力相似而出現(xiàn)集體擺爛的情況。學(xué)業(yè)水平相近的學(xué)生組合在一起，形成“最近發(fā)展區(qū)”，成員間的交流容易得到相應(yīng)的回應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生共鳴，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也會(huì)受到激發(fā)，這樣能使不同層次的學(xué)生都得到適度的鍛煉與提高[3]。實(shí)踐表明，分層分組模式下的驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目研究中，雖然各小組接受的項(xiàng)目要求不盡相同，但都能完成項(xiàng)目研習(xí)，達(dá)到鍛煉數(shù)字化技能與培養(yǎng)創(chuàng)新思維的目的。

2.5 構(gòu)建自由學(xué)習(xí)空間

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式之下，學(xué)生以獨(dú)立自主的方式學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的組織者與管理者。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是最主要的教學(xué)場(chǎng)所，平臺(tái)上的學(xué)習(xí)內(nèi)容是最主要的學(xué)習(xí)素材，是翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)生通過對(duì)平臺(tái)內(nèi)容的自由學(xué)習(xí)，習(xí)得數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用方面的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)與應(yīng)用方法，并結(jié)合自己的學(xué)習(xí)成果參與課堂討論，不斷提升自己的能力水平。同時(shí)，平臺(tái)內(nèi)容的質(zhì)量水準(zhǔn)直接決定著學(xué)生的專業(yè)基本認(rèn)識(shí)程度，影響著后續(xù)知識(shí)構(gòu)建與內(nèi)化的成效[4]。

依據(jù)課程大綱要求，教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的切分、整合與重組，使教學(xué)內(nèi)容更適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要。教學(xué)內(nèi)容以課程知識(shí)矩陣的形式呈現(xiàn)在教學(xué)平臺(tái)上，這對(duì)學(xué)生的自由學(xué)習(xí)起到了明顯的引導(dǎo)性作用。目前，網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用操作視頻教程多如牛毛，卻難以適應(yīng)課程教學(xué)的需要，因?yàn)檫@些課程的內(nèi)容水平參差不齊，甚至存在原則性的錯(cuò)誤，容易誤導(dǎo)學(xué)生。教師原創(chuàng)制作優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻，契合教學(xué)內(nèi)容，能夠有效幫助學(xué)生理解與掌握數(shù)字化技能，有助于提高學(xué)生對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用技能的整體認(rèn)識(shí)。

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，教師會(huì)同時(shí)向?qū)W生提供機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、工程表達(dá)規(guī)范、數(shù)字化制造等其他專業(yè)課程的知識(shí)點(diǎn)鏈接，幫助學(xué)生拓展自己的專業(yè)視野，以加深對(duì)知識(shí)內(nèi)容理解，將自身置身于專業(yè)領(lǐng)域全面審視與學(xué)習(xí)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。

3《數(shù)字化設(shè)計(jì)方法》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中需要注意的事項(xiàng)

目前，高校大學(xué)生電腦與智能手機(jī)的普及率普遍較高，這使得通過網(wǎng)絡(luò)獲取各類資源成為大學(xué)生日常學(xué)習(xí)和生活中的重要活動(dòng)內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)習(xí)方式打破了地域空間限制，學(xué)生不受學(xué)習(xí)時(shí)段的約束，這能夠滿足具備學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與自學(xué)能力的高校學(xué)生進(jìn)行移動(dòng)化學(xué)習(xí)的需求[5]。

影響《數(shù)字化設(shè)計(jì)方法》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果的最重要因素是學(xué)生，學(xué)生不同的學(xué)習(xí)態(tài)度與參與程度，會(huì)對(duì)其學(xué)習(xí)結(jié)果產(chǎn)生深刻的影響。頻繁缺課與學(xué)程嚴(yán)重滯后等原因，勢(shì)必會(huì)影響學(xué)生《數(shù)字化設(shè)計(jì)方法》課程的學(xué)習(xí)效果，并且這種現(xiàn)象在高校中并非鮮見。教師在進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)宣傳的同時(shí)，還要通過考勤、作業(yè)、課堂交流、項(xiàng)目檢查等方式及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并在課程教學(xué)中采用多種方式與學(xué)生保持聯(lián)絡(luò)與交流，鼓勵(lì)他們積極、主動(dòng)學(xué)習(xí)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐教學(xué)效果較為理想，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)有明顯提高（見表2） 。

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，截至2020年5月8日，全國(guó)1454所高校開展在線教學(xué)，103萬(wàn)名教師在線開出了107萬(wàn)門課程，合計(jì)1226萬(wàn)門次。這說明網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不只是部分教師的教學(xué)嘗試，大部分高校教師都不同程度地參與其中，成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的策劃者與實(shí)施者?！稊?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐表明，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與特點(diǎn)因地制宜地制訂教學(xué)計(jì)劃，揚(yáng)長(zhǎng)避短，有效實(shí)施，教學(xué)者與學(xué)習(xí)者都能夠從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐中有所收獲。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是在新型冠狀病毒感染影響下采取的新的《數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)》課程教學(xué)模式。相較于原有的線下教學(xué)模式而言，這種教學(xué)方式在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面都有較高的靈活性，并且能夠根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化特點(diǎn)進(jìn)行差異化、層次化的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)良好的課程學(xué)習(xí)。當(dāng)然，雖然研究表明，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐有較好的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和功能，但這些情況的實(shí)現(xiàn)是建立在學(xué)生自主、積極參與基礎(chǔ)上的。因此，在平時(shí)的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)實(shí)踐中，教師還需要重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，通過課程教學(xué)內(nèi)容的豐富和教學(xué)方法的創(chuàng)新來持續(xù)激發(fā)學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)實(shí)踐的興趣與動(dòng)力。