?現(xiàn)代信息技術(shù)在工程軟件教學(xué)中的應(yīng)用

魯素玲 高穎 閆華軍 王麗娟 馬世博

摘? 要 分析現(xiàn)代信息技術(shù)（即時通信軟件、電子郵箱、微博、紅蜘蛛多媒體網(wǎng)絡(luò)教室軟件等）的特點，并根據(jù)工程軟件教學(xué)中不同教學(xué)內(nèi)容的特點，將現(xiàn)代信息技術(shù)在實際教學(xué)中進行應(yīng)用，有效地輔助了課堂教學(xué)，顯著增強了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代信息技術(shù);工程軟件;教學(xué)改革;AutoCAD軟件

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）18-0020-03

1 引言

工程軟件這門課程主要講授常用的工程軟件AutoCAD和Pro/E，是機械、材料等多個專業(yè)需要選修的一門選修課。其中AutoCAD軟件現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具，廣泛應(yīng)用于土木建筑、裝飾裝潢、城市規(guī)劃、園林設(shè)計、電子電路、機械設(shè)計、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領(lǐng)域，也是河北科技大學(xué)機械、材料學(xué)院畢業(yè)生必須能夠熟練掌握的一套工程軟件。Pro/E軟件是Pro/Engineer

的簡稱，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域也占有重要地位，是現(xiàn)今主流的模具和產(chǎn)品三維設(shè)計CAD/CAM軟件之一。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，目前工廠已經(jīng)普遍在使用CAD/CAE/CAM技術(shù)，要求技術(shù)人員熟練使用AutoCAD和Pro/E軟件，并在招聘中對畢業(yè)生提出這方面的要求，因此需要重視這門課程的學(xué)習(xí)和教學(xué)。

隨著教育改革的進行，為了與國際接軌和完成專業(yè)認證，該課程的學(xué)時和學(xué)分非常有限，一般僅為24～32學(xué)時，但需要學(xué)生掌握AutoCAD或Pro/E軟件的基本使用，達到能夠進行實體造型及繪制工程圖的水平，為學(xué)生后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)（如課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計）和今后的就業(yè)打下基礎(chǔ)。由于學(xué)時的限制和課程需要實例練習(xí)的要求，本教學(xué)團隊針對該課程的教學(xué)特點進行了教學(xué)改革，將現(xiàn)代信息技術(shù)運用到課程教學(xué)中，充分利用學(xué)生閑暇時的碎片化時間，讓學(xué)習(xí)成為隨時隨地都可以做的事情，進而增強教學(xué)效果。

現(xiàn)代信息技術(shù)能應(yīng)用于工程軟件教學(xué)，一方面是隨著計算機的普及和發(fā)展，大學(xué)生一般都有自己的計算機，都能夠安裝AutoCAD或Pro/E軟件，為課下自主進行上機練習(xí)提供了可行的條件;另一方面是近年來現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，為教學(xué)手段的改革提供了技術(shù)平臺[1-4]。

中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的第40次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截至2017年6月，我國網(wǎng)民規(guī)模達到7.51億，其中大學(xué)生所在年齡段（20～29歲年齡段）的網(wǎng)民占比最高，達29.7%;所有網(wǎng)民中使用手機上網(wǎng)的比例達到96.3%，其中即時通信依然成為最高頻應(yīng)用，另外郵箱、微博等的用戶使用率也分別達到為33.9%和38.7%[5]。因此，結(jié)合課程特點，并觀察、調(diào)研學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代信息技術(shù)的水平和習(xí)慣，在工程軟件課程教學(xué)中充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)，切實增強教學(xué)效果。

工程軟件課程在實際教學(xué)過程中主要包括命令和菜單的功能和使用方法、繪圖和建模過程中菜單和命令的使用，因此可以將課程內(nèi)容分為三類：新授課、單元練習(xí)課、習(xí)題復(fù)習(xí)課。其中新授課主要講授命令和菜單的功能和使用方法;單元練習(xí)課集中復(fù)習(xí)一類命令和菜單;習(xí)題復(fù)習(xí)課則通過常規(guī)工程零件造型和圖紙案例，綜合復(fù)習(xí)軟件的操作使用。

2 新授課中現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用

工程軟件課程新授課的特點? 新授課是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識、教師講授課程內(nèi)容的主要教學(xué)過程。對于學(xué)時有限的工程軟件課程，如何通過有限課上時間使學(xué)生能夠接觸和掌握更多軟件操作技巧，這是新授課主要解決的問題。根據(jù)河北科技大學(xué)教學(xué)大綱，工程軟件課程講授AutoCAD軟件時，新授課的主要內(nèi)容包括繪圖環(huán)境和圖層設(shè)置、圖形繪制、圖形修改和編輯、塊和圖案填充、尺寸標注、打印輸出等;講授Pro/E軟件時，新授課的主要內(nèi)容包括繪圖基礎(chǔ)、草圖繪制、基本特征創(chuàng)建、工程特征創(chuàng)建、特征編輯、基準創(chuàng)建、工程圖基礎(chǔ)、組件創(chuàng)建、模具型腔創(chuàng)建等。這些教學(xué)內(nèi)容每一部分均含有一定數(shù)量的操作命令，因此課程中新授課需要講授的命令數(shù)量繁多。為了增強新授課的教學(xué)效果，使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)完成課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，現(xiàn)代信息技術(shù)在新授課中的恰當應(yīng)用起到重要作用。

現(xiàn)代信息技術(shù)在新授課中的應(yīng)用? 針對工程軟件課程新授課的特點，現(xiàn)代信息技術(shù)在新授課中的應(yīng)用主要分為三個方面。

1）課前。由于課程內(nèi)容較多，課前一般通過即時通信平臺（微信、QQ等）將課程教學(xué)日歷、教材、軟件等內(nèi)容提前發(fā)送給學(xué)生，并在上課前一天在即時通信平臺提醒學(xué)生課程將講解的內(nèi)容，并建議提前預(yù)習(xí)。

2）課中。在課上講授過程，采用練習(xí)教學(xué)策略，課程安排在機房講授，學(xué)生每人一機，教師通過教學(xué)機控制學(xué)生機屏幕和大屏幕投影兩種方式講解軟件操作，并適時讓學(xué)生通過邊聽講解邊練習(xí)的方式加強記憶。同時通過機房教學(xué)軟件“紅蜘蛛”實時與學(xué)生進行互動，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

3）課后。為了幫助學(xué)生充分運用課下碎片時間對課堂內(nèi)容進行復(fù)習(xí)，將課堂教師講授內(nèi)容進行錄像，并依據(jù)課程內(nèi)容和思維導(dǎo)圖的邏輯關(guān)系，將錄像劃分為五分鐘時長以內(nèi)的微視頻;利用課程微博平臺，在課后及時發(fā)布這些微視頻，方便學(xué)生根據(jù)自己時間安排復(fù)習(xí)。另外，課后也給學(xué)生提供通過即時通信平臺和微博進行課下互動輔導(dǎo)，并鼓勵學(xué)生自主討論。

這樣一來，現(xiàn)代信息技術(shù)被應(yīng)用到工程軟件課程新授課的全過程。

現(xiàn)代信息技術(shù)在新授課中的應(yīng)用效果? 通過調(diào)查問卷和與學(xué)生座談，針對新授課采用現(xiàn)代信息技術(shù)的授課方式，學(xué)生也提出一定的意見和建議。對現(xiàn)代信息技術(shù)在課中和課后的應(yīng)用對提高學(xué)生對軟件的掌握的肯定評價達到98%以上，這充分說明現(xiàn)代信息技術(shù)在工程軟件新授課中的應(yīng)用具有顯著作用。但學(xué)生針對課前提醒的頻率、課前預(yù)習(xí)動力和效果問題也提出一些意見。一般認為提醒頻率不易太多，認為大學(xué)生應(yīng)該以自主學(xué)習(xí)為主，提醒應(yīng)簡潔明了。對于課前預(yù)習(xí)的動力和效果問題，學(xué)生普遍認為預(yù)習(xí)沒有動力，預(yù)習(xí)與否對上課影響不顯著。針對這些意見和建議，課題組擬在新授課中引入慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方式，進一步增強現(xiàn)代信息技術(shù)在新授課中的應(yīng)用效果。

3 單元練習(xí)課中現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用

工程軟件課程的單元練習(xí)課主要通過案例教學(xué)方式完成。為了使學(xué)生綜合運用單元內(nèi)所有軟件命令操作，教師根據(jù)單元所學(xué)內(nèi)容，設(shè)計A、B兩個相似案例，A案例在課上由教師、學(xué)生共同完成，B案例作為作業(yè)由學(xué)生課下完成。

單元練習(xí)課課上練習(xí)? 單元練習(xí)課通過案例完成，學(xué)生在課上首先根據(jù)案例練習(xí)的要求進行自主練習(xí)。上課一人一機，教師對于小班課采用巡視輔導(dǎo)的方式，隨時解決學(xué)生練習(xí)中出現(xiàn)的問題;對于合班課，由于學(xué)生人數(shù)較多，采用巡視輔導(dǎo)常需要較長時間，課堂練習(xí)效果下降，因此，合班課的單元練習(xí)課課前按5～6人分組，同組學(xué)生相鄰機位練習(xí)，練習(xí)中出現(xiàn)的問題首先組內(nèi)討論，再由巡視教師分組指導(dǎo)。最后根據(jù)學(xué)生練習(xí)情況，針對練習(xí)中存在的共性問題集中講解。學(xué)生完成A案例并提交后，教師通過機房教學(xué)軟件“紅蜘蛛”將作業(yè)進行隨機互換，讓學(xué)生根據(jù)案例要求相互打分。

如在Pro/E軟件的學(xué)習(xí)中通過“階梯軸”的繪制，練習(xí)實體造型命令。案例A如圖1（A）所示，該圖是在完整臺階軸零件圖基礎(chǔ)上，刪除公差、配合、表面粗糙度等內(nèi)容后的圖形信息，這種直接刪除的方式方便學(xué)生在后續(xù)完成完整圖紙過程中作對比。學(xué)生在完成實體造型過程中采用不同的造型方法，如“旋轉(zhuǎn)+兩次切除”“多次拉伸+倒角”“旋轉(zhuǎn)+拉伸+倒角”等。在互換打分過程中，學(xué)生通過Pro/E軟件的模型樹查看對方造型方法，可以明顯拓寬軟件應(yīng)用的思路和方法。這種教學(xué)方法的實施主要依靠教學(xué)軟件“紅蜘蛛”才能方便實現(xiàn)。

單元練習(xí)課課后練習(xí)? 為了進一步鞏固學(xué)生的練習(xí)效果，選擇圖1（B）所示B案例作為課下作業(yè)在課堂發(fā)布。課下作業(yè)采用現(xiàn)代信息技術(shù)中的郵箱平臺，讓學(xué)生按要求時間提交作業(yè)到課程郵箱，教師在郵箱中下載作業(yè)并批改后進行回復(fù)，最終統(tǒng)計作業(yè)情況記入平時成績。通過郵箱提交和查看作業(yè)批改結(jié)果，一方面能節(jié)省學(xué)生的時間和成本;另一方面，郵箱不必實時在線，信息能夠長期完整地保留，方便學(xué)生總結(jié)復(fù)習(xí)。從教師的角度，郵箱不需要實時在線，教師能方便安排批改和回復(fù)工作;如果課前要求學(xué)生作業(yè)提交郵件主題名稱為“學(xué)號+作業(yè)序號”，利用郵箱的排序功能，教師能方便統(tǒng)計學(xué)生的作業(yè)完成情況，對提高教學(xué)效率也有顯著作用。

通過問卷調(diào)查，98%的學(xué)生認為A、B案例的單元練習(xí)方式有助于軟件掌握;90%的學(xué)生認為運用教學(xué)軟件“紅蜘蛛”進行互評打分，能夠拓寬軟件應(yīng)用的思路和方法;80%以上的學(xué)生認為通過郵箱進行作業(yè)提交和批改，能節(jié)省時間和成本。

4 綜合練習(xí)課中現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用

在所有課程內(nèi)容講授完畢后，必須經(jīng)過一定量的綜合練習(xí)，才能很好地掌握所學(xué)的工程軟件。因此，本課題組在課程安排中加入4～6學(xué)時的復(fù)習(xí)和綜合練習(xí)課。在復(fù)習(xí)課上采用思維導(dǎo)圖的方式將課程的整體內(nèi)容進行總結(jié)，以便于學(xué)生對課程中零散的軟件命令產(chǎn)生更具邏輯性認識，并且鼓勵學(xué)生通過思維導(dǎo)圖來整理課程資料→整合知識→增強學(xué)習(xí)效果[6]。

在綜合練習(xí)階段，本課題組結(jié)合學(xué)生不同專業(yè)特點制定不同練習(xí)案例，使學(xué)生將工程軟件課程學(xué)習(xí)與所學(xué)專業(yè)課程更緊密結(jié)合。如材料成型與控制工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)AutoCAD軟件時的綜合練習(xí)一般設(shè)定為“模具底座”鑄件圖紙的繪制。該案例為模具中應(yīng)用的鑄件，因此既可滿足鑄造方向?qū)W生，也可滿足模具方向?qū)W生練習(xí)的需要。針對高分子科學(xué)與工程軟件專業(yè)學(xué)生的綜合練習(xí)案例，一般則設(shè)定為高分子注射成型模具零件圖紙，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，使練習(xí)過程更有目的性，增強綜合練習(xí)的效果。

綜合練習(xí)課由于涉及較多的課程內(nèi)容，課題組在單元練習(xí)課教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，將部分典型的案例操作過程進行屏幕錄制，通過即時通信工具和課程微博進行即時發(fā)布，使學(xué)生可以根據(jù)自己的時間在課前、課后甚至課上練習(xí)過程中進行查看。同時，根據(jù)難易程度將綜合案例進行劃分，并標注不同分值，讓學(xué)生在練習(xí)過程通過即時通信工具及機房的“紅蜘蛛”軟件進行提交，以獲得經(jīng)驗分值，使學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)。通過綜合練習(xí)課的改革，學(xué)生對軟件綜合應(yīng)用能力有了較大提高，為后續(xù)專業(yè)課程中軟件的使用奠定很好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和教學(xué)理念的發(fā)展，教師和學(xué)生的信息化操作水平越來越高。為改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，在教學(xué)過程中利用新技術(shù)和新方法，提供了多種方便的選擇。本課題組針對工程軟件課程的特點和學(xué)生的個性特點，將多種現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到課程教學(xué)過程中，改進了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，有效增強了教學(xué)效果。隨著慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方式和方法的成熟，課題組將在后續(xù)教學(xué)中引入學(xué)堂在線、超星等平臺的部分慕課資源，不斷改進教學(xué)方法，進一步增強現(xiàn)代信息技術(shù)在工程軟件課程中的應(yīng)用效果。

參考文獻

[1]蒲華林.云信息時代經(jīng)濟學(xué)本科教學(xué)的內(nèi)容與方法[J].中國大學(xué)教學(xué)，2017（12）：56-61，75.

[2]柴利萍.現(xiàn)代信息技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014（3）：181.

[3]張雨晴.微媒體教學(xué)在高校英語教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].陜西教育：高教，2017（1）：60，66.

[4]楊曉.微信微博在高校藝術(shù)設(shè)計專業(yè)攝影教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].廣西：廣西師范大學(xué)，2016.

[5]第40次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》[R/OL].https：//wenku.baidu.com/view/84da7341dcccda38376baf1ffc4ffe473268fd4a.html.

[6]姚方.概念圖在生物新授課教學(xué)過程中的應(yīng)用[D].江蘇：揚州大學(xué)，2016.