《逆向工程與產品分析》課程中混合式教學的應用研究

賈海濤

摘 要：介紹了混合式教學在《逆向工程與產品分析》課程中的應用。對課程教學和實踐操作中存在的問題，有針對性的進行教學設計，采用線上+線下的混合式教學，解決了課時不足及學生知識水平參差不齊的問題，充分調動了學生的積極性，達到了良好的教學效果。

關鍵詞：逆向工程;混合式教學;教學改革

《逆向工程與產品分析》是我校對接“智能制造2025”，面向機電一體化專業、模具設計與制造專業和數控技術專業新開設的一門職業技能課。本課程基于國家職業資格《3D打印造型師》的職業標準，通過理論和實踐教學環節的學習，使學生能夠掌握逆向數據的測量方法、測量數據預處理流程、基于測量數據的曲線曲面造型和快速成型的工藝?！赌嫦蚬こ膛c產品分析》是一門實操性很強的課程，對工科學生走向工作崗位很有幫助[1]。教與學的難點在于需要學生結合產品成型工藝特點，對產品曲面的精度和質量有一個很好的平衡。這所以選擇本門課程進行混合式教學的改革，在課前通過網絡學習產品及其成型的相關知識，使得學生在產品實體構建之前對產品的用途、成型工藝和精度要求有一個通透的了解。

一、混合式教學模式

隨著知識爆炸式的增長，傳統授課方式由于時間的局限，越來越不適應當代大學生的需求。何克抗教授[1]提出的“混合式教學”是一種傳統教室教學和網絡自主學習相結合的學習方式，使學生的學習不再局限于課堂上有限的時間和空間。

二、現在面臨的問題

根據人才培養方案的安排，《逆向工程與產品分析》課程為32個學時，其中理論學習16個學時，實踐學習16個學時。本課程是一門融合了3D掃描技術、軟件造型技術、機械設計、3D打印技術于一體的理實一體化課程，既包含了掃描儀操作的學習，也包括了多個專業軟件使用的學習[3]。教學內容繁雜，因此32個學時的課堂教學完全不能滿足要求。

三、混合式教學方案的設計

（一）學情分析

本課程開設在大二下學期，學習者具備了機械制圖、零件成型加工、Solidworks或UG NX三維造型軟件用法等方面的知識和技能基礎。本課程在理實一體化教室實施，教室配有多臺3D掃描設備、3D打印設備和設計計算機，為學生提供真實的工作環境。

（二）混合課程設計

課程的實施依托超星泛雅課堂平臺，進行線上+線下相結合的混合式教學方式，其教學過程如表1所示：

第一階段，課前線上學習階段。教師根據學生的學情，將相應的微課視頻和資料上傳至網絡平臺的課程資源里。通過網絡平臺發布任務書，通知學生預習。學生根據自己的時間，有計劃的觀看微課視頻，查閱相關資料并完成學習測試題。學生在學習中遇到的問題可以到網絡平臺討論區中留言，尋求其他同學的解答。教師可以根據學生提問和回答的情況，給予相應的分數獎勵。教師通過統計網絡平臺視頻的觀看進度和測試題的完成情況，了解學生的學習進度和實際的掌握情況，從而有針對性的確定線下課程的教學重點和難點。

第二階段，課中理實一體化學習階段。教師課上可以參考線上知識點的測試情況，對相關知識點進行有針對性的集中講解。然后發放工作頁，讓學生分組討論解決方案，引導學生來進行講解，同組其他學生補充，別組的學生也對該問題發表見解，提高學生的思考與解決問題的能力，最后由老師進行總結。學生帶著問題的學習，效果相對比較好。

第三階段，課后線上鞏固階段。這一階段學生需要完成任務書的撰寫，并將其上傳到網絡平臺上。教師需要及時給出評價。通過提出更進一步的問題，引導學有余力的學生進行課后拓展學習。

教師根據學生的任務書完成情況及其他途徑的反饋，對本節課進行總結反思，找出不足之處，以便在下節課做出相應的補充。

（三）課時安排計劃

課程在實施過程中以項目為驅動，知識點的教學貫穿于項目教學的整個環節。本課程的教學分為3個模塊，主要內容和課時如表2所示：

（1）認識逆向工程與快速成型技術（引入）：了解或掌握逆向工程與快速成型技術的內涵與意義、關鍵技術，以及應用范圍、三維測量技術、測量數據的預處理技術、產品模型的重構技術、快速成型設備等必要的理論知識。

（2）典型外殼產品的逆向設計與快速成型（學中做）：通過實施提供典型外殼產品的三維造型進行三維測量及數據的預處理實驗以及通過快速成型設備造型并后處理來進一步加深學生對三維測量技術、測量數據的預處理技術與快速成型技術知識的理解。

（3）學生自選件的逆向設計與快速成型（創新）：學生根據自選件的結構特點，選擇測量方法及快速成型方法，完成自選件的模型重構及制作。

（四） 考核方式

考核分兩部分：線上成績占40%，線下實操成績占40%，自選件項目考核20%。其中線上成績包括課程平臺上的學習時間，測試題完成情況和互動情況。線下實操成績包括出勤考核、5S規范考核以及項目完成情況。自選件項目考核包括自選件完成情況及成型質量，設計說明書完成情況。

通過網絡平臺后臺，教師可以很方便的對視頻觀看進度和時長進行統計，從而了解學生是否按規定認真觀看視頻，也為教師對學生評價提供參考。使用作業批改功能對知識點測試題的答題情況進行統計，直觀的了解學生對知識點掌握的情況。課上也可以使用平臺的簽到功能，通過手勢或掃描二維碼的方式，對學生出勤進行評價和統計。使用網絡平臺的統計功能，及時對學生的學習情況進行評價，對學生學習的積極性也起到了正反饋的作用。

四、效果分析

通過線上學習的方式，將更多的課上時間留給學生進行實操。通過3D打印機，將學生自己逆向建模的物品打印出來。能拿到實際打印出來的物品，學生會對學習過程有成就感，進一步提高學生的積極性。

在教學中，學生對項目實施和討論能夠更加積極。網絡平臺視頻的收看率能達到90%以上。從討論區的留言數據來看，有些話題的參與人數能達到班級的50%以上，反映了學生對與學習的興趣比較強。通過課前討論答疑和反復收看視頻及相關資料，讓基礎差的學生有充分的時間和資源去彌補，很好的解決了學生由于生源導致的基礎水平參差不齊的問題。

五、總結

《逆向工程與產品分析》課程采用混合式學習的教學方式，充分調動了學生學習的積極性和主動性，在不增加線下課時的情況下，完成了教學任務。教師通過與學生的線上互動，能夠更有針對性的安排授課內容。將線下上課的時間更多的留給學生進行實操訓練，通過將實物打印出來，提升了學生的滿足感和學習興趣。同時線上+線下教學，對教師也提出了更高的要求，促使教師更多的掌握信息化手段。

參考文獻：

[1]譚昌柏.《逆向工程技術》課程教學探討[J].中國科技信息，2008（18）：276-277.

[2]何克抗.從 Blending Learning 看教育技術理論的新發展（上）[J].電化教育研究，2004（3）：5-10.

[3]張海英，郭光立，劉萬強.《逆向工程技術》課程設置的教學改革探索與實踐[J].中國科教創新導刊，2009（22）：177-178.

（蘇州健雄職業技術學院）