《數字化設計技術》課程的網絡教學實踐探究

張曉青

關鍵詞：網絡教學；翻轉課堂；驅動項目

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）03-0172-03

新型冠狀病毒給經濟發展帶來了一定的影響，同時也在很大程度上影響了高校課程教學活動的開展。網絡教學成為疫情期間高校課程教學的主要形式。在此背景下，探索《數字化設計技術》課程的網絡教學實踐就顯得十分必要。

1 《數字化設計技術》課程簡介

《數字化設計技術》是機械設計制造及其自動化專業的一門專業核心課程。通過課程學習，學生熟悉數字化產品設計的基礎理論，以UG NX系統為技術載體學習基礎應用技能，掌握運用系統進行三維建模、模型分析、虛擬裝配、干涉檢查、工程圖處理等數字化產品設計的流程與基本方法。

《數字化設計技術》課程重點培養學生運用理論知識發現、分析、解決復雜工程問題的綜合能力與創新意識，貫徹特征模型及參數化設計等設計理念，構建數字化三維模型與虛擬裝配體，依據產品功能要求進行產品結構分析與干涉檢查，遵循工程制圖國際與國家標準對設計內容進行工程表達，旨在培育學生根據設計產品的功能與性能要求確立科學設計思想，快速準確完成機電產品數字化設計的能力。

2《數字化設計技術》課程網絡教學的具體實施情況

2.1 網絡教學方案設計

《數字化設計方法》課程包含理論教學（概念與基礎理論）與實踐教學（應用技能）兩部分，其中，課程以實踐教學為主，重在培養學生在專業理論指導下熟練應用數字化技能解決工程實際問題的能力。傳統的線下課程教學主要采用講練結合、邊講邊練的形式進行，教師講解基礎理論后，向學生教授數字化設計的流程與基本方法，學生則在觀摩教師操作演示后進行課堂訓練，課外通過驅動項目對應用技能加以訓練和鞏固。

開展網絡教學時，固定時段同一平臺上參與學習各門課程的人員眾多，教師教學中的實時操作演示可能會因為網絡卡頓等原因出現內容缺失，容易影響學生對教學內容的正確理解，并且，線下課堂訓練環節中教師的實時指導也難以實現。故而，需要對原有的實踐教學模式進行相應的調整。

通過綜合分析網絡教學的特點及其利弊因素，課程組制訂了相應的網絡教學方案。在理論教學部分，沿用原有的方式，采用網絡直播形式進行，教師講解的內容以作業講解、討論為主；在實踐教學部分，主要采用翻轉課堂教學模式進行，將教學活動分為課前、課中兩部分。將原有的線下教學中“理論講解+實踐練習”的教學流程調整為“課前微課助學+課中理論講解+課中作業討論”。課程中的驅動項目仍采用課后研習形式進行，同時增設學生網絡互評的要求。具體課程教學計劃情況見表1。

2.2 翻轉課堂的實踐教學

《數字化設計方法》的實踐教學采用翻轉課堂教學模式進行，教學中，原來課堂教學的內容被轉移到課前進行。在備課階段，教師將系統的使用方法講解與操作演示內容制作成微課視頻，上傳至網課學習平臺，并同時發布若干難易程度不一的操作習題。其中，低難度習題是學生在觀看微課視頻、進行實踐系統基礎操作后即可無障礙完成的習題；高難度習題需要借助一定的應用技巧與思路才能完成。網絡直播授課時，教師講解數字化產品設計的基礎理論，并結合學生低難度作業的完成情況，對微課中的基礎技能進行概括總結，教學活動的重點放在與學生共同討論剖析高難度作業的解題思路與最優解題方法上。

線下教學模式下，學生在教師的統一安排下學習數字化設計基礎理論，然后練習應用技能與方法，整個教學過程是一個從理論到實踐的進階過程。網絡教學模式下，學生自主選擇時間進行課程內容學習，在學習微課視頻后，學生需自行摸索與練習數字化設計方法，然后在網絡直播教學中學習相應的理論知識，并從相關設計思路分析與應用技巧分享中提高自己的認識。在這個學習過程中，知識的獲得與技能的提高完成了從實踐到理論再回到實踐的循環過程，教學層次實現從“授之以魚”到“授之以漁”的躍遷。同時，學生數字化設計能力的提升途徑也從教師課堂巡視中的指正錯誤轉變為學生交流探討后發現自己的不足并通過多種途徑予以改進。在這個學習過程中，學生成為自身學習行為的管理者，學習行為更為積極主動。

同時，課程教學中的實踐教學部分從單一的課中學習轉變為課前自學與課中交流相結合，促使課程的正式學習和非正式學習在時間上實現了“翻轉”，理論學習與實踐學習在內容交匯上實現了“翻轉”[1]。同時，這種教學活動也是學生與教師在學習主從作用上的“翻轉”，在這一以學生為中心的轉變過程中，學生的主體作用得到了發揮，教師則起到了激發和引導學生學習積極性、主動性的作用。

2.3 生互評的驅動項目

課程學習過程中，學生以小組（2-3名學生/組）為單位跟隨課程教學的進度同步完成驅動項目。每個小組設計真實存在或創意構思的機械裝置，學生能通過機構運動獨立完成特定功能。裝置包括15種以上零件，且至少2種以上零件具有中等復雜程度。項目成果包括零件及裝配體模型文件、分析檢測報告與工程圖樣。驅動項目為學生提供了運用課程知識解決實際問題的生產模擬情境，幫助學生在掌握數字化設計技能的同時樹立學以致用的思想。

驅動項目通常在課后進行。線下教學模式中，各項目小組基本處于獨立完成項目的狀態，相互之間缺乏交流。而在網絡教學過程中，課程教學實行“學生互評”的評議制度。各項目小組在創意—建模—檢測—工程圖處理等各階段均需將數字化設計實施情況、項目難點及解決方案等介紹內容提交至網絡平臺，接受其他小組的觀摩。每個小組須就其他小組驅動項目具體的實施情況進行評議，指出其中的不足，提出更為合理準確的解決方法。同時，也要對其他小組評議意見予以回應，修改與完善本組項目。匯報、評議、討論等內容按質量高低評分，計入驅動項目成績。

項目研究中設置有學生互評環節，最大限度地擴展學生之間的專業討論范圍，大幅增加頻次，使其他討論層次不斷深入。班級范圍內，學生之間的信息交流容易引發頭腦風暴效應，產生思維共振，為學生創新思維的形成提供了良好的機會。在加深專業知識理解的同時，學生能夠正確運用專業術語進行交流，學術交際能力也能夠得到鍛煉[2]。

2.4 分層分組的教學探索

不同的學生在現有知識掌握程度、學習能力等方面均存在一定的個體差異。認識并接受學生的這些個體差異，可以確保在實現教學目標的同時，給不同層次的學生確立不同的學習要求，使其能經自身努力實現知識與能力的提升，這也是因材施教教學理念的切實體現，是對每一個學生學習積極性的尊重與保護。

在驅動項目環節，教師開展了分層分組的教學探索。項目開始前，任課教師設計專門的問卷對學生的情況進行調查。并依據以往學生的專業課程學業成績，按學習水平高低將其劃分為不同的層級。同時，依據學生分析、創新、規劃等能力的自我評價情況，對每個學生的特質能力進行強弱評估。學生遵循以下三項原則進行自由組合，形成驅動項目研究小組。第一，同組成員學習能力應處于同層級；第二，同組成員強特質能力應有類別差異，弱特質能力則不宜同類；第三，多項特質能力為弱的學生之間不得同組。

研習小組自選驅動項目內容時，在滿足課程目標要求的前提下，教師會根據小組成員的學習能力層級提出難度不一的目標要求。小組成員特質能力強弱錯位結合，有助于組員之間形成優勢互補，避免因成員弱特質能力相似而出現集體擺爛的情況。學業水平相近的學生組合在一起，形成“最近發展區”，成員間的交流容易得到相應的回應，進而產生共鳴，學生的學習熱情也會受到激發，這樣能使不同層次的學生都得到適度的鍛煉與提高[3]。實踐表明，分層分組模式下的驅動項目研究中，雖然各小組接受的項目要求不盡相同，但都能完成項目研習，達到鍛煉數字化技能與培養創新思維的目的。

2.5 構建自由學習空間

網絡教學模式之下，學生以獨立自主的方式學習，成為學習環節的組織者與管理者。網絡教學平臺是最主要的教學場所，平臺上的學習內容是最主要的學習素材，是翻轉課程教學的基礎。學生通過對平臺內容的自由學習，習得數字化設計應用方面的基礎認識與應用方法，并結合自己的學習成果參與課堂討論，不斷提升自己的能力水平。同時，平臺內容的質量水準直接決定著學生的專業基本認識程度，影響著后續知識構建與內化的成效[4]。

依據課程大綱要求，教師對教學內容進行必要的切分、整合與重組，使教學內容更適應網絡教學的需要。教學內容以課程知識矩陣的形式呈現在教學平臺上，這對學生的自由學習起到了明顯的引導性作用。目前，網絡上的數字化設計應用操作視頻教程多如牛毛，卻難以適應課程教學的需要，因為這些課程的內容水平參差不齊，甚至存在原則性的錯誤，容易誤導學生。教師原創制作優質的教學視頻，契合教學內容，能夠有效幫助學生理解與掌握數字化技能，有助于提高學生對數字化設計應用技能的整體認識。

在網絡教學平臺上，教師會同時向學生提供機構運動、工程表達規范、數字化制造等其他專業課程的知識點鏈接，幫助學生拓展自己的專業視野，以加深對知識內容理解，將自身置身于專業領域全面審視與學習數字化設計技術。

3《數字化設計方法》課程網絡教學中需要注意的事項

目前，高校大學生電腦與智能手機的普及率普遍較高，這使得通過網絡獲取各類資源成為大學生日常學習和生活中的重要活動內容。網絡化的學習方式打破了地域空間限制，學生不受學習時段的約束，這能夠滿足具備學科基礎知識與自學能力的高校學生進行移動化學習的需求[5]。

影響《數字化設計方法》課程網絡教學效果的最重要因素是學生，學生不同的學習態度與參與程度，會對其學習結果產生深刻的影響。頻繁缺課與學程嚴重滯后等原因，勢必會影響學生《數字化設計方法》課程的學習效果，并且這種現象在高校中并非鮮見。教師在進行嚴謹治學宣傳的同時，還要通過考勤、作業、課堂交流、項目檢查等方式及時了解學生的學習情況，并在課程教學中采用多種方式與學生保持聯絡與交流，鼓勵他們積極、主動學習。統計數據表明，《數字化設計技術》課程的網絡教學實踐教學效果較為理想，學生的學習成績有明顯提高（見表2） 。

相關數據表明，截至2020年5月8日，全國1454所高校開展在線教學，103萬名教師在線開出了107萬門課程，合計1226萬門次。這說明網絡教學不只是部分教師的教學嘗試，大部分高校教師都不同程度地參與其中，成為網絡教學的策劃者與實施者?！稊底只O計技術》課程的網絡教學實踐表明，結合教學內容與特點因地制宜地制訂教學計劃，揚長避短，有效實施，教學者與學習者都能夠從網絡教學實踐中有所收獲。

4 結束語

綜上所述，網絡教學是在新型冠狀病毒感染影響下采取的新的《數字化設計技術》課程教學模式。相較于原有的線下教學模式而言，這種教學方式在教學內容、教學方式等方面都有較高的靈活性，并且能夠根據學生的個性化特點進行差異化、層次化的設計，幫助學生實現良好的課程學習。當然，雖然研究表明，網絡教學實踐有較好的教學優勢和功能，但這些情況的實現是建立在學生自主、積極參與基礎上的。因此，在平時的網絡課程教學實踐中，教師還需要重點關注學生的學習興趣和學習動力，通過課程教學內容的豐富和教學方法的創新來持續激發學生參與網絡課程教學實踐的興趣與動力。