基于云班課的教學(xué)信息化實(shí)踐——以《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》為例

余林江

臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院 浙江 臺(tái)州 318020

引言

隨著教育信息化的的改革浪潮，本文作者所在學(xué)校在全校范圍內(nèi)推進(jìn)基于云班課的“線上+線下”混合式教學(xué)模式，從而提升教師教學(xué)的信息化教學(xué)能力，促進(jìn)課堂教學(xué)信息化、高質(zhì)量的發(fā)展，力求科研、教學(xué)、社會(huì)服務(wù)與平臺(tái)的深度融合。

大家都知道，CATIA 三維設(shè)計(jì)軟件是法國(guó)Dassault System公司的 CAD/CAE/CAM 一體化軟件，該軟件最早起源于航空航天領(lǐng)域，是該業(yè)界無(wú)可爭(zhēng)辯的領(lǐng)袖。除了在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用外，在汽車、造船、通用機(jī)械、家電、建筑等行業(yè)應(yīng)用也在不斷地增強(qiáng)。

《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》是本校飛行器數(shù)字化制造技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，該課程主要從CATIA軟件應(yīng)用的基本原理及方法、草圖設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、曲線曲面設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、到飛機(jī)部件設(shè)計(jì)等方面來(lái)了解和學(xué)習(xí)CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的一門學(xué)科。它的教學(xué)要求：在理解CATIA三維建模技術(shù)的基礎(chǔ)上，掌握飛機(jī)零部件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)。因此本門課程為飛行器制造技術(shù)專業(yè)學(xué)生后期的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足

根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求，CATIA三維建模這門課程主要講解二維草圖設(shè)計(jì)、三維零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、曲線曲面設(shè)計(jì)和工程圖設(shè)計(jì)等模塊的內(nèi)容。CATIA 軟件功能強(qiáng)大、模塊眾多，提供了從概念設(shè)計(jì)階段到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段涉及的零件設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、焊接設(shè)計(jì)，以及工程制圖等18個(gè)模塊。由于時(shí)間緊，功能多，讓一個(gè)沒(méi)有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的學(xué)生快速學(xué)會(huì)操作，并能夠設(shè)計(jì)出零件完整或產(chǎn)品，是非常困難的一件事情。究其原因有[1]：①在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，更多的是介紹各個(gè)工具條的命令，以及所蘊(yùn)含的屬性和功能，再結(jié)合簡(jiǎn)單的演示。或者將教材上的實(shí)體案例照本宣科的操作一遍，之后要求學(xué)生跟著課本上的步驟操作一遍。這樣的模式會(huì)導(dǎo)致：老師講解的時(shí)候，過(guò)程效率不高；學(xué)生機(jī)械的進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒(méi)有融入自己的理解和深刻認(rèn)識(shí)，知識(shí)點(diǎn)容易遺忘，導(dǎo)致教學(xué)效果差強(qiáng)人意。②結(jié)合飛行器設(shè)計(jì)的CATIA高職教材非常少，課本中設(shè)計(jì)的實(shí)體案例往往針對(duì)性不強(qiáng)，很難讓飛行器專業(yè)的學(xué)生將本專業(yè)知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通。③課堂時(shí)間非常有限，僅能讓學(xué)生簡(jiǎn)單了解飛行器制造專業(yè)所需的CATIT軟件的基本原理及方法、草圖設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、曲線曲面設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)，到飛機(jī)部件設(shè)計(jì)等知識(shí)主要命令的使用，很難形成解決實(shí)際項(xiàng)目問(wèn)題的能力。

2 基于云班課所獲得的教學(xué)效果

2.1 基于項(xiàng)目化的教學(xué)改革

項(xiàng)目化教學(xué)法，使得在 CATIA 三維建模技術(shù)授課過(guò)程中，讓學(xué)生面對(duì)一個(gè)以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以結(jié)果為導(dǎo)向的真實(shí)或具體的零件設(shè)計(jì)，大幅提高學(xué)生的積極性。《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》制訂了一套完整的項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容體系[2]：

項(xiàng)目一：CATIA軟件應(yīng)用的基本原理及方法；

項(xiàng)目二：CATIA草圖設(shè)計(jì)；

項(xiàng)目三：CATIA零件設(shè)計(jì)模塊；

項(xiàng)目四：CATIA曲線曲面設(shè)計(jì)模塊；

項(xiàng)目五：CATIA裝配設(shè)計(jì)；

項(xiàng)目六：CATIA飛機(jī)部件設(shè)計(jì)。

2.2 內(nèi)容豐富，可管控的教學(xué)資源包

通過(guò)本項(xiàng)目的研究，在“云班課”平臺(tái)上，豐富了《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》信息化教學(xué)資源，為此上傳課程教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻、文檔、課后作業(yè)等學(xué)習(xí)資源并進(jìn)行發(fā)布。課前在發(fā)布預(yù)習(xí)資源時(shí)，根據(jù)學(xué)習(xí)資源的重要性和內(nèi)容量設(shè)置相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)值，當(dāng)學(xué)生打開進(jìn)行預(yù)習(xí)之后才能獲得相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)值。 云班課能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)學(xué)生下載文檔、瀏覽視頻等的學(xué)習(xí)情況，通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)，教師可以了解學(xué)生查看過(guò)哪些資源，了解班級(jí)里全班同學(xué)的預(yù)習(xí)情況，對(duì)還沒(méi)進(jìn)行預(yù)習(xí)的同學(xué)，在開課前一天進(jìn)行提醒，實(shí)現(xiàn)教師對(duì)學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況的監(jiān)管和督導(dǎo)。

在新工科背景下，對(duì)專業(yè)技術(shù)人才的要求不斷提高，這就要求在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的同時(shí)，積極做好思想教育工作，把課程與思政進(jìn)行有效的融合。如在介紹CATIA基礎(chǔ)內(nèi)容時(shí)，通過(guò)云班課分享“中國(guó)制造2025”材料，欣賞《大國(guó)工匠》等精彩視頻，從而激發(fā)同學(xué)的愛(ài)國(guó)主義情懷和民族自豪感，以及作為飛行器數(shù)字化制造技術(shù)專業(yè)學(xué)生所肩負(fù)的偉大使命，最終主動(dòng)學(xué)習(xí)，高效成長(zhǎng)。

所以需要更多的像云班課這樣的信息化平臺(tái)，課前，課中，課后的教學(xué)資源包去解決這樣的矛盾點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

2.3 線下+線上的混合式教學(xué)

云班課平臺(tái)前期資料的分享，中間的過(guò)程精準(zhǔn)管控等因素，從而使學(xué)生的主動(dòng)性大幅提升。在課堂氛圍營(yíng)造方面，通過(guò)平臺(tái)的搶答、頭腦風(fēng)暴等一系列活動(dòng)，整體的學(xué)習(xí)氛圍快速烘托。另外，學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)記錄都會(huì)記錄在云班課平臺(tái)上，教師在前期或期中可以對(duì)每位學(xué)生的數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析和考量，及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，促進(jìn)學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)和操控技術(shù)的快速提升。

目前高職院校教學(xué)的主流——“線下+線上”，發(fā)揮至關(guān)重要的作用。教師在創(chuàng)建CATIA云班課后，學(xué)生通過(guò)搜索班課號(hào)加入班級(jí)。課前，老師上傳零件如何設(shè)計(jì)的資源供學(xué)生預(yù)習(xí)[3]。課中，借助云班課簽到功能，學(xué)生在教師的指引下進(jìn)行手勢(shì)簽到，有效避免人工點(diǎn)名耗時(shí)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。結(jié)合課前預(yù)習(xí)反饋，通過(guò)課前“測(cè)試”，了解學(xué)生對(duì)本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況，為之后的教學(xué)進(jìn)度調(diào)整提供依據(jù)。同時(shí)，結(jié)合云班課“頭腦風(fēng)暴”、“輕直播討論”、“隨機(jī)選人”、“搶答”等功能模塊在課堂上開展多元化的師生互動(dòng)。

2.4 課程數(shù)據(jù)可分析

根據(jù)階段性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》共上傳了209個(gè)學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)資源緊緊圍繞課程目標(biāo)及要求掌握的重難點(diǎn)，合理安排教學(xué)計(jì)劃。按章節(jié)和不同項(xiàng)目把上傳的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行分門別類，方便學(xué)生快速搜索所需資源。

課中共發(fā)布活動(dòng)55次，其中專業(yè)技能的實(shí)訓(xùn)任務(wù)25次，涵蓋CATIA草圖設(shè)計(jì)命令的使用； CATIA零件設(shè)計(jì)命令的使用；CATIA曲線曲面設(shè)計(jì)命令的使用；CATIA裝配設(shè)計(jì)命令的使用；一般復(fù)雜程度零件的三維造型設(shè)計(jì)[4]。開展課堂表現(xiàn)功能120次，包括隨機(jī)選人和搶答；發(fā)布頭腦風(fēng)暴35次，作為課前知識(shí)點(diǎn)討論和重難點(diǎn)的分析，發(fā)揮集體的力量；發(fā)布期中測(cè)試、期末理論部分測(cè)試各1次，階段性總結(jié)知識(shí)的掌握情況。發(fā)布課后作業(yè)32次，課堂時(shí)間畢竟有限，更多的業(yè)余時(shí)間能讓學(xué)生充分利用起來(lái)。比如每節(jié)安排項(xiàng)目化的任務(wù)等，設(shè)定提交截止時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)和鞏固知識(shí)。針對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)度慢的情況，我們也會(huì)再錄制課堂的教學(xué)視頻，讓學(xué)生可反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)。

2.5 課程考核與評(píng)價(jià)體系

課程考核采用期末成績(jī)（理論測(cè)試+實(shí)操環(huán)節(jié)）和平時(shí)成績(jī)相結(jié)合，二者所占比例為5∶5 ，該評(píng)價(jià)體系獲得了同學(xué)們的認(rèn)同，取得了較好的教學(xué)效果。

表1 評(píng)價(jià)考核表

3 不足與建議

3.1 學(xué)生借故“云班課”的使用，容易玩手機(jī)的習(xí)慣

由于手機(jī)是使用“云班課”的設(shè)備，很多學(xué)生借此會(huì)加大和手機(jī)的接觸，擺脫不了手機(jī)的吸引，從而在上課過(guò)程中進(jìn)行上網(wǎng)，游戲等與課堂學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的事情，沒(méi)辦法只專注于“云班課”的學(xué)習(xí)[5]。因此，“云班課”的教學(xué)過(guò)程中教師對(duì)于上課紀(jì)律的難度更大，需要加大學(xué)生的管理力度。制訂相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度，才能讓學(xué)習(xí)一直遵守課堂秩序，專心聽講。

3.2 上傳的資料沒(méi)有得到高效的使用

教師花了很多心思，精心準(zhǔn)備，把學(xué)習(xí)資料在云班課上進(jìn)行分享，希望每位同學(xué)能接受更多的知識(shí)熏陶。遺憾的是，教師不能看到真實(shí)學(xué)習(xí)情況，他只能顯示學(xué)生已經(jīng)瀏覽獲取了經(jīng)驗(yàn)分，對(duì)于真實(shí)學(xué)習(xí)效果卻無(wú)從得知。比如很多學(xué)生單純刷視頻獲取經(jīng)驗(yàn)，而沒(méi)有真正認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解。

3.3 需進(jìn)一步深入研究每班的實(shí)際情況進(jìn)行授課

對(duì)云班課平臺(tái)上記錄下來(lái)的學(xué)生學(xué)情數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同的班級(jí)表現(xiàn)出來(lái)的學(xué)習(xí)行為會(huì)存在較大的差距。同一老師，同一課程，往往會(huì)采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一的模式進(jìn)行講課，不能很好地做到因材施教[6]。因此，教師在不同班的授課過(guò)程中，應(yīng)做到教案因班級(jí)而異，針對(duì)班級(jí)的不同情況，對(duì)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。

3.4 課后作業(yè)完成情況需要加強(qiáng)管理

對(duì)云班課中的教學(xué)活動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)投票問(wèn)卷、頭腦風(fēng)暴、測(cè)試、簽到這四種類型活動(dòng)的參與度都超過(guò)了87%，而作業(yè)的參與度相對(duì)而言就沒(méi)有這么高，這是因?yàn)樽鳂I(yè)這一活動(dòng)全部都需要學(xué)生在課下完成，而其他四種類型的活動(dòng)基本都是在課上完成的。從這一對(duì)比中可以反映出學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)參與情況較好，但是課下的學(xué)習(xí)自覺(jué)性還需要加強(qiáng)，要想辦法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生在課下也能完成自我探索學(xué)習(xí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的教學(xué)實(shí)踐，基于云班課的教學(xué)模式取得了令人滿意的教學(xué)效果，學(xué)生基本做到了主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極參與，課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)能力也有一定的提高。結(jié)合《CATIA三維建模技術(shù)及應(yīng)用》的課程難、操作要求高、內(nèi)容復(fù)雜的特點(diǎn)，“云班課”作為教學(xué)信息化的一個(gè)工具，可以有效將課程統(tǒng)籌劃分不同階段，進(jìn)行過(guò)程化考核評(píng)價(jià)。在教學(xué)過(guò)程中，有效分析每一位學(xué)生特點(diǎn)，更好地進(jìn)行因材施教，使課程達(dá)到有趣有效有用的教學(xué)目的。