基于CAD協同設計的應用技術型高校動態實踐教學過程探索

范鈞 唐友亮 潘海成

【摘要】面向應用技術型高校實踐教學轉型，針對目前《AUTOCAD》課程“協同設計”的教學過程缺陷，提出了基于CAD協同設計的應用技術型高校動態實踐教學過程。該過程主要包括教材內容動態研究、實踐體系動態構建、教學方法動態選擇、教學過程動態設計、教學效果動態評價、教學反思動態總結等六個部分。

【關鍵詞】CAD協同設計 應用技術型 動態實踐教學

一、引言

應用技術型高校工科類人才培養方案中，《AUTOCAD》課程作為“大學CAD類課程”之一，對于大學一年級的學生，具有極其重要的基礎工具性與復雜實踐性。基礎工具性體現在AUTOCAD是未來工科類學生學習、工作的基礎操作與應用工具。復雜實踐性體現在《AUTOCAD》課程體系中的復雜內容與實踐技能。

其中，“協同設計”章節是《AUTOCAD》課程高級操作中的核心部分之一。目前，應用技術型高校專任教師在講授《AUTOCAD》課程的“協同設計”章節過程中，迫于學時的限制，極有可能會進入兩個誤區之一。這兩個誤區分別是忽略、略講該章節，致使該章節失去了高級操作的復雜性，學生難以真正領悟該高級操作的實踐精髓;精講、細說相關案例，致使該章節失去了CAD系統功能的完整性，學生難以全局掌握該CAD系統功能的設計意圖。因此，如何高效利用有限的課堂時間，基于教學大綱的要求，給學生深入淺出地講授《AUTOCAD》課程的“協同設計”章節，成為了現實的棘手問題。

目前，CAD協同設計重點研究其系統開發，而非其實踐教學。CAD實踐教學聚焦在CAD整體知識傳授的過程性，未見探索CAD協同設計環節的復雜性;現有協同設計教學重視協同育人環境創建，卻忽視了CAD協同設計實踐教學;動態實踐教學研究體現在專業領域，缺少課程領域相關研究。

面對有限的學時，為了有效、準確、深入地講授《AUTOCAD》課程中的“協同設計”章節，本文開展了基于CAD協同設計的應用技術型動態實踐教學過程探索。

二、動態實踐教學思路

（一）動態實踐教學原則

針對CAD協同設計，動態實踐教學原則包括如下三個部分：（1）對于靜態實踐教學，體現動態實踐教學的特殊性與互補性;（2）對于協同設計內容，注重實踐教學過程的完整性與應用性;（3）對于CAD相關操作，把握設計意圖實現的系統性和邏輯性。

（二）動態實踐教學思路

針對CAD協同設計，動態實踐教學思路包括如下六個方面：（1）教材內容動態研究;（2）實踐體系動態構建;（3）教學方法動態選擇;（4）教學過程動態設計;（5）教學效果動態評價;（6）教學反思動態總結。

三、教材內容動態研究

教材內容動態研究主要包括教學材料動態分析、教學目標動態把握與具體內容動態研究。

（一）教學材料動態分析

基于“CAD協同設計”教學大綱章節要求，開展教學材料動態分析。教學材料中的相關章節編寫內容，應該滿足課程教學大綱相關要求。將教學材料的靜態內容，基于應用技術型人才培養實踐需要，結合工科專業背景與行業研究現狀，進行動態擴展分析，深入挖掘學生興趣點與學習驅動力。

（二）教學目標動態把握

教學目標動態把握，主要包括教學主題動態引入與教學目標動態控制。教學主題動態引入，指的是要將學生學習該章節的內容時，存在帶入感，而非強迫感。講解“CAD協同設計”時，應首先邏輯梳理AutoCAD功能模塊，然后點出各功能模塊缺陷及其協作的必然性，最后順勢點出教學主題“CAD協同設計”。教學目標動態控制，指的是依據《AUTOCAD》課程教學大綱中的“協同設計”靜態教學目標，通過把握靜態教學目標所涉及的階段性和過程性，對其進行動態實現程度控制。

（三）具體內容動態研究

具體內容動態研究，指的是圍繞“CAD協同設計”教學大綱章節內容，將其具體細致劃分，逐個部分進行動態研究，探尋每個部分的特殊性及其之間的協調性，重點研究每個部分的互動性。AUTOCAD軟件的“協同設計”功能，是由三個功能模塊實現的。這三個功能模塊分別是可以“直接引用”的基本塊、“協調引用”的動態塊、“系統引用”的外部參考。

四、實踐體系動態構建

實踐體系動態構建主要包括教學情況動態分析與實踐教學動態調整。教學情況動態分析主要包括教學知識經驗分析、教學技能態度分析、教學特點風格分析等方面。實踐教學動態調整主要是面向學生實踐體系構建展開的。

（一）教學情況動態分析

1.教學知識經驗分析

教學知識經驗分析，主要從學生角度、教師角度、教師與學生互動角度等三個角度，對其進行研究。教學知識經驗分析，如圖1所示。

2.教學技能態度分析

教學技能態度分析，主要從學生角度、教師角度、教師與學生互動角度等三個角度，對其進行研究。教學技能態度分析，如圖2所示。

3.教學特點風格分析

教學特點風格分析，主要從學生角度、教師角度、教師與學生互動角度等三個角度，對其進行研究。教學特點風格分析，如圖3所示。

（二）實踐教學動態調整

實踐教學動態調整，主要圍繞學生實踐體系構建過程。學生實踐體系構建，主要從學生知識經驗角度、學生技能態度角度、學生特點風格角度等三個角度，依托教師與學生的互動，對其進行綜合協調。學生實踐體系構建，如圖4所示。

五、教學方法動態選擇

教學方法動態選擇，指的是基于教材內容動態研究過程，根據實踐體系動態構建狀況，進行教學方法的有效篩選與高效運用。基于“CAD協同設計”教學大綱章節內容，根據協同設計的必要性，選用引導法;根據協同設計的可行性，選用啟發法;根據協同設計的特殊性，選用任務驅動法;根據協同設計工具的功能性，選用講授法;根據協同設計的操作性，選用創設情境法;根據協同設計的便捷性，選用討論法。

六、教學過程動態設計

教學過程動態設計，指的是基于教學內容動態研究，結合教學方法動態選擇，合理安排教學過程中的具體環節，以期達到環環相扣、銜接自然的效果。教學過程動態設計，主要包括概念引入、特點分析、操作講解、實踐應用、歸納總結、作業布置等6個階段。

作為技術數據信息載體，CAD協同設計技術是目前數字化設計與制造過程中的關鍵應用技術。因此，概念引入階段，可以重點圍繞CAD協同設計技術的需求性、科學性、可行性、高效性等四個屬性，開展CAD協同設計的基本概念引入。特點分析階段，主要包括CAD設計的了解、設計意圖的把握、協同設計的實質、CAD協同設計過程。操作講解階段，依次重點圍繞基本塊的標準性和規范性;動態塊的靈活性和智能性、外部參考的附著性與覆蓋性展開。模具CAD協同設計過程中，系列產品模具的工藝零件可由動態塊實現、結構零件可由基本快實現、標準模架可由外部參考實現、其他零件可由基礎繪圖實現。歸納總結階段，主要從CAD協同設計的實質、工具、實例等三個方面進行。布置作業階段，重點圍繞CAD協同設計的把握、實現方式的控制等兩個方面展開。

七、教學效果動態評價

（一）教學效果預期

教學效果預期，是培養學生“善學”意識。培養學生“善學”意識，主要包括釋放學生“想學”潛力與樹立學生“能學”信心。教學效果預期，如圖5所示。

（二）教學效果體現

教學效果體現，主要表現為學生的反饋情況。機械設計制造及其自動化專業兩個班的學生，通過基于CAD協同設計的應用技術型動態實踐教學過程，釋放“想學”潛力的學生，比例約為90%;而樹立“能學”信心的學生，比例約為86%。這兩個比例，均高于CAD協同設計常規實踐教學過程中的相應學生比例。這說明基于CAD協同設計的應用技術型動態實踐教學過程，某種程度上，改善了CAD協同設計現有實踐教學不足，達到了預期目標。

八、教學反思動態總結

教學反思動態總結，主要包括激發“想學”潛力、實現“能學”夢想、發揮“善學”優勢。激發“想學”潛力，指的是啟發引導學生去理解，任務驅動學生去思考。實現“能學”夢想，指的是講解幫助學生去掌握，情境激發學生去應用。發揮“善學”優勢，指的是討論促進學生去總結，實踐應用學生去提高。

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基金項目：江蘇省高等教育教改研究立項課題（2017JSJG279）;江蘇省宿遷學院第六批教學改革研究項目（sqc2016jg32）;江蘇省高校品牌專業建設工程資助項目（PPZY2015C252）;江蘇省高校“青藍工程”優秀青年骨干教師培養對象經費資助項目（2016）。