“機(jī)械CAD 應(yīng)用技術(shù)”課程信息化教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)踐*——以“半蓋的模型構(gòu)建”教學(xué)設(shè)計(jì)為例

高曉芳 ， 翟肖墨

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011）

“機(jī)械 CAD 應(yīng)用技術(shù)”是高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心課程，也是山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控工程系院級(jí)在線精品課程，通過課程建設(shè)成員一年多的努力，已經(jīng)建成在線課程的基本框架及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，圖1 為在線教學(xué)開放平臺(tái)。該課程是在學(xué)習(xí)“機(jī)械制圖”“機(jī)械零件設(shè)計(jì)”課程之后，具備了手工制圖能力和應(yīng)用零件設(shè)計(jì)理論及計(jì)算規(guī)范的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門理實(shí)一體化課程[1-5]，其功能是對(duì)接專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，面向工藝員工作崗位，培養(yǎng)學(xué)生CAD 軟件應(yīng)用能力，為學(xué)生后續(xù)自動(dòng)編程課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)的專業(yè)必修課程。

圖1 在線教學(xué)開放平臺(tái)

1 信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

以課前、課中、課后為主線，信息化教學(xué)手段開展線上線下混合式教學(xué)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)下載任務(wù)單、觀看微視頻、教學(xué) PPT、教學(xué)案例、小組討論等。教師通過對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)完成情況的了解，及時(shí)調(diào)整講授內(nèi)容及授課方法，將知識(shí)點(diǎn)落實(shí)到實(shí)用性上，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。

1.2 學(xué)情分析

本次授課對(duì)象是高職二年級(jí)數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，通過對(duì)班級(jí)同學(xué)的提問觀察，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們已經(jīng)具備一定的讀圖能力和零件設(shè)計(jì)能力，對(duì)感興趣的東西學(xué)習(xí)積極性較高，喜歡實(shí)際操作，對(duì)軟件的學(xué)習(xí)接受能力很強(qiáng)。不足之處表現(xiàn)在：學(xué)習(xí)專注度較低，手機(jī)依賴度較高；學(xué)習(xí)能力參差不齊，工程圖讀圖能力較欠缺。

2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)目標(biāo)

1）知識(shí)目標(biāo)：會(huì)利用草圖構(gòu)建實(shí)體，會(huì)創(chuàng)建與定位孔，會(huì)使用布爾運(yùn)算， 能創(chuàng)建圓角、倒角等細(xì)節(jié)特征。

2）能力目標(biāo)：注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、掌握學(xué)習(xí)方法的能力及社會(huì)適應(yīng)能力。

3）素質(zhì)目標(biāo)：樹立正確的職業(yè)道德觀，培養(yǎng)思維建構(gòu)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、交往協(xié)作能力和社會(huì)服務(wù)能力。

2.2 制定教學(xué)內(nèi)容

以“半蓋的模型構(gòu)建”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠根據(jù)工作任務(wù)單要求，利用主要學(xué)習(xí)拉伸、布爾運(yùn)算、同步建模、抽殼、孔、倒角、倒圓角等指令完成零件的三維建模及工程圖的創(chuàng)建，半蓋模型圖如圖2所示。表1為教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，通過課程的學(xué)習(xí)，能夠利用UG軟件進(jìn)行一般復(fù)雜程度零件的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生建立完整的知識(shí)體系，為適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)崗位做準(zhǔn)備。

圖2 半蓋模型

表1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

3 教學(xué)組織

3.1 課前準(zhǔn)備

學(xué)生登錄超星在線開放課程教學(xué)平臺(tái)，下載本單元任務(wù)單及零件圖紙，明確本單元實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)及實(shí)訓(xùn)要求。學(xué)生按照任務(wù)書瀏覽超星教學(xué)平臺(tái)本單元課程資料，包括半蓋建模過程示教、半蓋工程圖示教、操作步驟參考、教學(xué)課件、命令資訊、拓展資源等。學(xué)生記錄遇到的問題，小組長記錄共性問題。通過課前學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)本單元任務(wù)及重難點(diǎn)知識(shí)和內(nèi)容有初步了解。

3.2 課堂實(shí)施

通過課前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已基本了解本次課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生分析半蓋的建模思路，學(xué)生分組進(jìn)行討論確定三維建模方案、工程圖設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生帶著學(xué)習(xí)任務(wù)開展學(xué)習(xí)；教師通過示范三維模型實(shí)例講解指令使用方法及參數(shù)設(shè)置方法，學(xué)生模仿操作并總結(jié)要點(diǎn)；學(xué)生通過學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)和內(nèi)容之后獨(dú)立完成半蓋的模型設(shè)計(jì)并總結(jié)操作要點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中，各小組成員彼此交流、溝通、討論，極大地提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析能力和溝通能力。在這個(gè)過程教師巡回指導(dǎo)解答學(xué)生遇到的問題，教師在巡回過程中對(duì)遇到普遍存在的共性問題，在適當(dāng)時(shí)候進(jìn)行統(tǒng)一答疑、統(tǒng)一輔導(dǎo)或示范操作，同時(shí)積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考；各組組長對(duì)各種工作成果匯報(bào)，組員針對(duì)組長匯報(bào)情況進(jìn)行補(bǔ)充；教師對(duì)各小組的完成情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)本次課重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作演示，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，幫助學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí)和內(nèi)容，半蓋的教學(xué)設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 半蓋教學(xué)設(shè)計(jì)

續(xù)表

半蓋學(xué)習(xí)任務(wù)單（即半蓋的模型構(gòu)建）如下。

1）實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：本任務(wù)通過半蓋的模型設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握拉伸及參數(shù)設(shè)定、孔、螺紋、關(guān)聯(lián)復(fù)制（鏡像特征命令）及工程圖的局部剖命令及標(biāo)注命令，使學(xué)生具有拉伸類零件的構(gòu)建能力且具有細(xì)節(jié)處理的能力。

2）相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：拉伸命令及參數(shù)設(shè)定；工程圖的標(biāo)注命令。

3）實(shí)訓(xùn)要求：①能用回轉(zhuǎn)命令構(gòu)建具回轉(zhuǎn)特征零件；②掌握槽、鍵槽命令的操作方法及參數(shù)設(shè)定；掌握工程圖標(biāo)注的方法；③以小組為單位完成任務(wù)，體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作精神；④應(yīng)具備基本自學(xué)能力和操作能力，并在教師的指導(dǎo)下完成能力訓(xùn)練項(xiàng)目。

4）布置任務(wù)：瀏覽超星教學(xué)平臺(tái)本單元課程資料，包括半蓋建模過程示教、半蓋工程圖示教、操作步驟參考、教學(xué)課件、命令資訊、拓展資源等。記錄遇到的問題，對(duì)本單元任務(wù)及重難點(diǎn)知識(shí)和內(nèi)容有初步了解。

5）任務(wù)分析：操作步驟、重難點(diǎn)分析、心得。

6）實(shí)訓(xùn)結(jié)果：將結(jié)果圖片上傳，如表3所示。

表3 半蓋工程圖評(píng)分表

3.3 課后任務(wù)

學(xué)生登錄學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)完成教師下發(fā)的課后作業(yè)，學(xué)生完成作業(yè)后提交至超星學(xué)習(xí)通；瀏覽拓展單元內(nèi)容，對(duì)本單元內(nèi)容進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)和研究。

4 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

教師將根據(jù)超星教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息，如圖3 所示，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)策略并有針對(duì)性地進(jìn)行輔導(dǎo)答疑，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合能力及創(chuàng)新能力。

圖3 超星教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息

5 結(jié)語

本研究以“半蓋的模型構(gòu)建”為例，設(shè)計(jì)了信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的基本模式。實(shí)現(xiàn)了線上和線下混合式教學(xué)模式，將傳統(tǒng)的教師教學(xué)為主的模式改為學(xué)生學(xué)習(xí)為主、教師教學(xué)為輔的模式，運(yùn)用多種新穎的教學(xué)評(píng)價(jià)方法從多個(gè)維度評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果[6]。實(shí)現(xiàn)了在線精品課程“建設(shè)”和“使用”的有效整合，進(jìn)一步提升了教學(xué)質(zhì)量。