三維軟件應用課程裝配模塊混合式教學設計

杜治平

摘要： 以三維軟件應用課程中的裝配模塊為例，介紹了基于混合式教學模式的教學設計，綜合利用任務驅動教學法、分組教學法等，充分調動了學生學習積極性、主動性，在傳授知識的同時培養了學生的綜合素質，取得了良好的教學效果。

Abstract： Taking the assembly module of three-dimensional software application course as an example， this paper introduces the blended teaching design. Using multiple teaching methods such as task-driven teaching method and group teaching method to motivate students′ enthusiasm and initiative， the knowledge level and comprehensive quality of students are improved and good teaching effect is achieved.

關鍵詞： 裝配模塊;教學設計;混合式教學

Key words： assembly module;teaching design;blended teaching

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0255-02

0? 引言

三維軟件應用是我校機械大類相關專業的一門重要的專業課程，通過該課程的學習，不僅可以培養學生應用UG NX軟件進行實體建模、零件裝配和生成工程圖樣的能力，還能培養學生的創新能力及團結協作、誠信、愛國、友善等精神。課程目前仍然采用傳統的課堂教學模式，雖然培養了學生應用該軟件的能力，但對學生綜合素質的培養還不夠。因此，對該課程進行課程改革十分必要。

隨著科學技術和互聯網技術的發展，越來越多的信息化教學手段用于課程教學，教學模式不斷變革，混合式教學逐漸進入人們的視野，為更多教師所用[1]。為了實現對學生能力的全面培養，提升課程的教學效果，三維軟件應用課程進行了混合式教學改革。

本文以裝配模塊第一次課為例介紹三維軟件應用課程混合式教學設計。

1? 裝配模塊混合式教學設計

1.1 教學內容分析

本次課通過活塞連桿組（圖1）的裝配以及減速器（圖2）的裝配這兩個任務來講解裝配基礎知識及自底向上裝配[2]。課程的重點為各裝配約束的含義及用法，難點為綜合利用各裝配約束實現產品的虛擬裝配。

1.2 學情分析

本課程在我校機械大類相關專業大二開設，學生已經學習過機械制圖、機械制圖實訓等相關課程，大部分學生有一定的讀圖能力及計算機二維繪圖基礎，對利用計算機進行三維建模興趣濃厚，動手能力較強，有良好的自主學習習慣。但也有部分學生讀圖能力較弱，計算機操作速度較慢，沒有養成自主學習的習慣。因此，在教學上需綜合考慮不同學力的學生，以期達到最優教學效果。

1.3 教學目標

素質目標：鼓勵學生解放思想、積極探索、開拓創新，培養他們溝通交流能力、團結協作精神以及工程素養。

知識目標：掌握裝配導航器及各種裝配約束的使用，能進行自底向上裝配。

能力目標：具有分析機械各零件間裝配約束的能力，能根據機械裝配圖完成該機械的虛擬裝配。

1.4 混合式教學設計

1.4.1 課前線上學習

本階段教師將本模塊課前學習任務單、教學PPT、各裝配約束教學短視頻、測試題、練習題等素材上傳至超星智慧教學平臺，關注班級學生學習進度，及時提醒學習進度落后的學生，回答學生在智慧教學平臺及課程QQ群中所提的問題，評價學生提交的作業;學生下載課前學習任務單，按要求完成相應的學習任務，本次課除了要觀看裝配部分授課PPT、各裝配約束短視頻外，還需熟悉活塞連桿組、減速器的組成和各零件間裝配約束類型，各小組需選取生活中筆、筆記本等常見產品測繪并建模，準備小組匯報前期材料，個人及小組作業均需提交到智慧教學平臺。學生在完成任務過程中有問題可隨時通過智慧教學平臺及課程QQ群與老師溝通交流。

經過課前線下學習，學生對裝配基本知識以及接觸對齊約束、同心約束、距離約束等裝配約束有了基本認識，對活塞連桿組、減速器的組成及零部件間裝配關系進行了思考，不僅為后續知識內化及實踐奠定了基礎，也提高了線下學習的效率。

1.4.2 課中線下線上學習

本階段教師線下講授與指導，學生線下線上學習，教學過程可分為以下幾個環節：

第一環節，新課導入。學生完成小測試，教師總結測試情況及課前學習情況，任請一位學生分析活塞連桿組的組成及其各零件間裝配關系，教師進行總結，根據學生前期學習情況調整教學策略并開始新課講授。

經過該環節大多學生已知道活塞連桿組是由活塞、軸、連桿體、連桿蓋、連桿軸瓦、連桿螺栓、連桿螺母和活塞環組成[2]，對各零件間的裝配關系以及兩零件間需用的約束也有了自己的認知，部分學生可能還有一些不解之處，可以帶著問題聽老師后續的講解。

第二環節，新課講授及學生練習。本環節教師講授和學生練習交替進行，講授根據學生實際掌握情況分多次進行，每講授和演示完一部分知識點就讓學生進行相應練習，做到精講多練。教師結合活塞連桿組裝配這一任務，先介紹裝配文件的創建、裝配導航器、組件的添加和移動，接著介紹組件間的裝配約束，每種約束第一次出現時教師進行講解和演示，再次出現則學生自行練習。需注意，正確裝配兩個零件所需要的裝配約束不一定是唯一的，采用的約束方法有時也不唯一。如連桿體和連桿蓋的裝配，學生已經知道要正確裝配面1和面2要貼合在一起且對應孔中心應重合，可以利用接觸約束讓面1和面2接觸，用接觸對齊約束中的自動判斷中心/軸使孔1和孔2、孔3和孔4的軸線共線，如圖3所示;也可以通過在圓1和圓2、圓3和圓4之間添加同心約束來實現，如圖4所示，且第二種方法要簡單一些。教師邊演示邊講解，通過實例讓學生了解接觸約束、同心約束的含義及實戰應用，學生在練習中將知識內化并學會舉一反三。

學生通過多次練習完成活塞連桿組的虛擬裝配，熟悉所介紹的裝配各知識點。完成活塞連桿組裝配這一任務過程中若遇到問題可討論可請教，也可觀看智慧教學平臺上活塞連桿組裝配演示視頻或裝配步驟說明進行再學習。學生練習過程中教師巡回指導，及時解決學生遇到的問題，對于學生練習中多次出現的問題可集中指導。

第三環節，學生完成自主裝配任務。經過線下學習，每個學習小組重新分析減速器各零件間裝配約束類型，如有新的想法則將新的結論以文字、圖片等形式重新提交至智慧教學平臺，小組線上互評，教師線上點評并進行線下總結。接著，學生按照前面的分析進行減速器的虛擬裝配，教師巡回指導。

第四環節，學習小組完成創新任務。學習小組對課前所建生活中常見產品的模型進一步完善，完成其虛擬裝配，完善小組創新任務展示PPT或其他展示材料并分組展示，小組間進行互評，教師進行點評并進行創新任務總結。

第五環節，教師總結。教師對本次課重難點及班級學習情況進行總結并布置作業。

1.4.3 學生線上線下復習

部分學生若線下學習過程中還有沒弄懂的知識點，課后可以通過線上視頻進一步學習，也可以找老師、同學講解;學生根據自己學習情況從課后作業中選擇相應的題目進行練習，進一步鞏固基本知識點或提升對知識點靈活運用的能力;創新任務還需完善的小組，可在課后繼續完善。

2? 考核

采用傳統教學模式時，課程的成績由平時成績和考試成績兩部分組成。考試在課程最后進行，本次課涉及的是平時考核，主要是對學生作業完成情況、上課表現進行考核，以知識考核為主。采用混合式教學模式后，本次課所涉及的平時考核包括學生線上學習情況、測試成績、自主任務完成情況、小組任務完成情況等[3]，除了知識考核以外，能力考核更是貫穿其中，實現了對學生各方面能力的培養。

3? 結語

三維軟件應用課程裝配模塊部分采用混合式教學后，學生通過課前線上學習初步了解將要學習的知識點，線下主動參與到課堂學習中，避免了盲目模仿，課后再線上復習或提高，不僅對知識點的理解更加透徹，同時靈活運用這部分知識的能力有了很大提升，實踐能力、職業素養等也得到了培養，教學效果良好。

參考文獻：

[1]馮曉英，王瑞雪，吳怡君.國內外混合式教學研究現狀述評——基于混合式教學的分析框架[J].遠程教育雜志，2018（3）：13-24.

[2]郭志堅，黃慶會，魏國軍，吳立軍，劉世豪.UG NX10.0產品設計基礎[M].杭州：浙江大學出版社，2016.

[3]徐家忠，曹旭妍.基于混合式教學的《UG軟件應用》精品在線開放課程的建設與實踐[J].內燃機與配件，2020（12）：288-289.