翻轉(zhuǎn)課堂在高職機(jī)械CAD／CAE軟件(Proe)課程中的實(shí)踐應(yīng)用研究

王記彩，余 健

（嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 嘉興 314003）

“中國制造2025”的出臺，說明我國制造業(yè)的發(fā)展趨勢是信息技術(shù)和先進(jìn)制造業(yè)的結(jié)合，或者說以互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)的結(jié)合。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD／CAE技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)的設(shè)計手段，成為推動制造業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)力量。面對制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級，對高職院校來說，我們的迫切任務(wù)就是面向企業(yè)培養(yǎng)學(xué)生利用CAD/CAE進(jìn)行工程實(shí)踐的能力。

CAD／CAE軟件(Proe)課程是高職機(jī)電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)踐性、操作性比較強(qiáng)，對學(xué)生專業(yè)技能和實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要的作用。因此，對CAD／CAE軟件(Proe)課程教學(xué)模式和教學(xué)結(jié)構(gòu)的改革，已經(jīng)成為很多教育者的研究方向。本次將“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式引入課程教學(xué)中，是對CAD／CAE軟件(Proe)課程進(jìn)行的一次新的嘗試和改革。

一、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂又稱反轉(zhuǎn)課堂，教師在課前提供給學(xué)生以視頻為主的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生利用自己的課余時間在課前完成這些知識的學(xué)習(xí)和練習(xí)，課堂上師生共同完成學(xué)習(xí)問題的交流、學(xué)習(xí)任務(wù)的分組協(xié)作學(xué)習(xí)、成果的交流等活動。翻轉(zhuǎn)課堂是一個全新的教學(xué)模式，它徹底打破了原有的“教師滿堂講、學(xué)生被動聽”課堂模式，真正實(shí)現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”，在課堂上，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，通過小組協(xié)作、討論等方式主動學(xué)習(xí)和完成任務(wù)，而教師則更多地是作為引導(dǎo)者、組織者的角色。這種模式的轉(zhuǎn)變，有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)中的互動。

二、高職機(jī)械CAD／CAE軟件(Proe)課程采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的必要性

傳統(tǒng)的CAD／CAE軟件(Proe)課程教學(xué)，教師通過教學(xué)項目或教學(xué)案例講解特征命令的用途和操作方法，并進(jìn)行操作演示，學(xué)生大多被動地接受知識，按照教師的指示完成課堂的練習(xí)實(shí)例。這種模式，使我們目前的教學(xué)遇到了以下瓶頸：

1.教師難以完成教學(xué)目標(biāo)

CAD/CAE軟件類課程建模命令較多，建模過程比較繁瑣，而且難度較大。若仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教師很難完成教學(xué)目標(biāo)，讓絕大多數(shù)學(xué)生在課堂上掌握軟件的應(yīng)用。加上學(xué)生的接受能力不同，有的學(xué)習(xí)得快，有的學(xué)得慢，就會出現(xiàn)這種現(xiàn)象——學(xué)得快的學(xué)生要等學(xué)得慢的學(xué)生做好了才能學(xué)新知識，學(xué)得慢的同學(xué)由于經(jīng)常跟不上慢慢地學(xué)習(xí)興趣降低。同時隨著時間的推移，前面所學(xué)知識容易遺忘，后面需要重新再教一遍，教學(xué)目標(biāo)難以全面完成。

2.教師和學(xué)生的溝通不足

目前高職CAD／CAE軟件(Proe)課程教學(xué)中，很多學(xué)校仍然堅持傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，在有限的上課時間里教師灌輸式教學(xué)，課下因場地、時間等原因師生相互之間缺少討論與溝通，課后雖然可以通過QQ、電話等方式進(jìn)行溝通，但溝通幾乎沒有。

3.學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力缺失

我國的大多數(shù)高職院校仍是沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師在課堂上忙于完成教學(xué)任務(wù)，往往是填鴨式的滿堂灌，學(xué)生更多是被動地聽和接受，對教師的依賴比較強(qiáng)，他們往往等著教師告訴他們學(xué)什么、怎么學(xué)、怎么做，缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動性，上課玩手機(jī)現(xiàn)象比較多，自主學(xué)習(xí)能力較差，不利于學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計

（一)構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型

本文在學(xué)習(xí)國內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課堂模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程特點(diǎn)，構(gòu)建了CAD／CAE軟件(Proe)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，如圖1。在該模型中，課堂教學(xué)過程不只包括傳統(tǒng)的課中階段，更是延伸至課前階段和課后階段。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型

課前：在翻轉(zhuǎn)課堂上，知識的傳授移到課前，主要靠學(xué)生的自主學(xué)習(xí)來完成。因此，教師需要提前給學(xué)生提供各種學(xué)習(xí)資料，包括視頻、PPT、教學(xué)指導(dǎo)書、教材等，學(xué)生看完之后通過相應(yīng)的練習(xí)實(shí)例來鞏固和加強(qiáng)。在學(xué)習(xí)期間遇到的各種問題可通過網(wǎng)絡(luò)查閱、多次觀看視頻、與老師QQ在線交流等方式初步解決，對于難理解的部分，可以上傳到學(xué)習(xí)平臺上留在課堂上解決。而教師則負(fù)責(zé)對學(xué)生提出的各種問題進(jìn)行及時答疑、整理和歸納，以便于課堂上集中解決。

課中：課堂是翻轉(zhuǎn)課堂的核心部分，學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)將知識內(nèi)化，因此課堂活動的設(shè)計至關(guān)重要。在課堂上，教師首先對學(xué)生課前學(xué)習(xí)時出現(xiàn)的問題進(jìn)行解惑和答疑，共性問題集中講解，個別問題個別輔導(dǎo)。同時，針對課堂上的學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行分組教學(xué)，學(xué)生通過組內(nèi)和組間討論，相互幫助，解決問題，教師可以從中對其進(jìn)行指導(dǎo)。

為了使知識內(nèi)化實(shí)現(xiàn)最大化，既要注重教學(xué)方法的選擇，又要靈活多元化地組織課堂活動。在CAD／CAE軟件(Proe)課程的翻轉(zhuǎn)課堂上，項目化教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動是最適合使用的方法，另外，也可以結(jié)合基于問題的教學(xué)、案例教學(xué)、合作學(xué)習(xí)等其他方法。對于課堂的組織形式，在對課程進(jìn)度進(jìn)行整體把握的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)它的靈活多元化，如作品交流會、小型比賽、學(xué)生演示、企業(yè)參觀教學(xué)案例實(shí)物等，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

課后：課后的總結(jié)和反思，也是翻轉(zhuǎn)課堂的重要組成部分。教師需要對學(xué)生課前學(xué)習(xí)、練習(xí)、課中表現(xiàn)、課堂作品等作出評價，而學(xué)生也要完成自我評價、組內(nèi)和組間的互評，通過多方面的評價對學(xué)生進(jìn)行更為全面合理的考核。同時，教師通過對各小組成員的評價，及時了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)，并對個別學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生采取相應(yīng)的補(bǔ)救學(xué)習(xí)措施。另外，通過課后反思，可以進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)資源，調(diào)整教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)化和完善。

（二）具體項目教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

在翻轉(zhuǎn)課堂中，我們選用的教學(xué)項目大多是與我院有校企合作關(guān)系的企業(yè)產(chǎn)品，以使學(xué)生的技能與企業(yè)需求相對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與企業(yè)的零距離對接。本次教學(xué)設(shè)計選用電機(jī)作為教學(xué)項目載體，具體教學(xué)設(shè)計如下：

1.課前教學(xué)設(shè)計

教師活動：（1）制作視頻：制作如圖2所示的7個微視頻。（2）上傳資料：將制作的微視頻、PPT課件、實(shí)踐練習(xí)、知識學(xué)習(xí)卡片等上傳到學(xué)習(xí)平臺。（3）在線答疑、整理問題：針對學(xué)生在課前學(xué)習(xí)時出現(xiàn)的問題及時答疑，并對他們的問題進(jìn)行歸納整理。

圖2 電機(jī)外殼視頻目錄

學(xué)生活動：（1）利用平臺獲取學(xué)習(xí)資源。（2）根據(jù)知識導(dǎo)航卡片完成課前的自主學(xué)習(xí)，并進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)。（3）學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題通過查閱資料、上網(wǎng)查閱、與老師在線交流等方式初步解決。

2.課中教學(xué)設(shè)計

教師活動：（1）提出問題：①電機(jī)外殼的制作包括哪些步驟？②在創(chuàng)建電機(jī)外殼三維模型的過程中，需要用到哪些特征命令？（2）分組教學(xué)：①每組分發(fā)一套圖紙，圖紙略有不同。②電機(jī)外殼建模時，要求使用前面所學(xué)過的拉伸、旋轉(zhuǎn)、插入孔、陣列等命令。③查看各組的建模進(jìn)度和情況，并適當(dāng)給予指導(dǎo)。（3）分發(fā)任務(wù)：將學(xué)生進(jìn)行分組，3-5人一組。（4）作品交流：最后環(huán)節(jié)組織學(xué)生對自己小組的作品進(jìn)行匯報和展示，教師和其他小組針對性地提出意見，促進(jìn)作品的完善和小組的提高。

學(xué)生活動：（1）按老師要求進(jìn)行分組；（2）小組討論；（3）咨詢老師；（4）完成任務(wù)；（5）作品匯報與交流。

3.課后教學(xué)設(shè)計

教師活動：（1）評價：對學(xué)生的作品進(jìn)行評價，完成學(xué)生的自評、互評和師評；（2）總結(jié)反思：總結(jié)教學(xué)中出現(xiàn)的問題和不足之處；（3）進(jìn)一步完善：進(jìn)一步完善教學(xué)資源，改進(jìn)教學(xué)方法。

學(xué)生活動：（1）提交作品；（2）完成自評和互評；（3）課后知識的補(bǔ)救和完善。

四、翻轉(zhuǎn)課堂考核與保障機(jī)制的建立

針對高職院校學(xué)生的自制力和主動性不足的現(xiàn)狀，為了保證課下自主學(xué)習(xí)的順利開展，必須建立一定的考核與激勵機(jī)制，如圖3所示。

圖3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的考核與激勵機(jī)制

1.效仿中國高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)置必修和選修兩部分。必修內(nèi)容要求每個學(xué)生必須完成，選修內(nèi)容主要是針對一些學(xué)得比較好、比較快的學(xué)生設(shè)置的。必修內(nèi)容要求學(xué)生必須要完成一定的學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)內(nèi)容和在線測試練習(xí)，完成后該部分內(nèi)容會由灰色變成亮色，顯示學(xué)生已經(jīng)修完該部分內(nèi)容，必修內(nèi)容完成后，形成性考核成績才合格，在此基礎(chǔ)上才有資格參加期末考試。選修內(nèi)容則視為激勵辦法，完成一定的選修內(nèi)容和練習(xí)，則給予一定的加分。

2.改革完善考核機(jī)制，采用形成性考核+期末考試的綜合考核方法，并加大形成性考核所占比重。其中，形成性考核包括課下學(xué)習(xí)課時、在線測試練習(xí)、師生交流情況、小組評分四個模塊。

3.建立課下學(xué)習(xí)小組，相互督促與幫助，并形成小組評分機(jī)制，作為成績考核的一部分。

本文構(gòu)建的CAD／CAE課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型打破了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計也具有較強(qiáng)的可操作性，通過翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，改善了教學(xué)效果，為CAD/CAE軟件課程的教學(xué)提供了一條新的途徑。但在實(shí)施過程中也遇到了一些問題，如學(xué)生自制力較差，教師隊伍的計算機(jī)應(yīng)用能力與信息技術(shù)能力有待提高，大量資源的制作和課堂時間向課前課后的延伸，導(dǎo)致師資力量不足，等等，這些共性的問題還有待于在今后的教學(xué)實(shí)施中逐步完善。

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