?現代信息技術在工程軟件教學中的應用

魯素玲 高穎 閆華軍 王麗娟 馬世博

摘? 要 分析現代信息技術（即時通信軟件、電子郵箱、微博、紅蜘蛛多媒體網絡教室軟件等）的特點，并根據工程軟件教學中不同教學內容的特點，將現代信息技術在實際教學中進行應用，有效地輔助了課堂教學，顯著增強了教學效果。

關鍵詞 現代信息技術;工程軟件;教學改革;AutoCAD軟件

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）18-0020-03

1 引言

工程軟件這門課程主要講授常用的工程軟件AutoCAD和Pro/E，是機械、材料等多個專業需要選修的一門選修課。其中AutoCAD軟件現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具，廣泛應用于土木建筑、裝飾裝潢、城市規劃、園林設計、電子電路、機械設計、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領域，也是河北科技大學機械、材料學院畢業生必須能夠熟練掌握的一套工程軟件。Pro/E軟件是Pro/Engineer

的簡稱，在目前的三維造型軟件領域也占有重要地位，是現今主流的模具和產品三維設計CAD/CAM軟件之一。隨著計算機技術的發展，目前工廠已經普遍在使用CAD/CAE/CAM技術，要求技術人員熟練使用AutoCAD和Pro/E軟件，并在招聘中對畢業生提出這方面的要求，因此需要重視這門課程的學習和教學。

隨著教育改革的進行，為了與國際接軌和完成專業認證，該課程的學時和學分非常有限，一般僅為24～32學時，但需要學生掌握AutoCAD或Pro/E軟件的基本使用，達到能夠進行實體造型及繪制工程圖的水平，為學生后續教學環節（如課程設計、畢業設計）和今后的就業打下基礎。由于學時的限制和課程需要實例練習的要求，本教學團隊針對該課程的教學特點進行了教學改革，將現代信息技術運用到課程教學中，充分利用學生閑暇時的碎片化時間，讓學習成為隨時隨地都可以做的事情，進而增強教學效果。

現代信息技術能應用于工程軟件教學，一方面是隨著計算機的普及和發展，大學生一般都有自己的計算機，都能夠安裝AutoCAD或Pro/E軟件，為課下自主進行上機練習提供了可行的條件;另一方面是近年來現代信息技術和網絡發展迅速，為教學手段的改革提供了技術平臺[1-4]。

中國互聯網絡信息中心（CNNIC）發布的第40次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》顯示，截至2017年6月，我國網民規模達到7.51億，其中大學生所在年齡段（20～29歲年齡段）的網民占比最高，達29.7%;所有網民中使用手機上網的比例達到96.3%，其中即時通信依然成為最高頻應用，另外郵箱、微博等的用戶使用率也分別達到為33.9%和38.7%[5]。因此，結合課程特點，并觀察、調研學生的網絡和現代信息技術的水平和習慣，在工程軟件課程教學中充分運用現代信息技術，切實增強教學效果。

工程軟件課程在實際教學過程中主要包括命令和菜單的功能和使用方法、繪圖和建模過程中菜單和命令的使用，因此可以將課程內容分為三類：新授課、單元練習課、習題復習課。其中新授課主要講授命令和菜單的功能和使用方法;單元練習課集中復習一類命令和菜單;習題復習課則通過常規工程零件造型和圖紙案例，綜合復習軟件的操作使用。

2 新授課中現代信息技術的應用

工程軟件課程新授課的特點? 新授課是學生學習新知識、教師講授課程內容的主要教學過程。對于學時有限的工程軟件課程，如何通過有限課上時間使學生能夠接觸和掌握更多軟件操作技巧，這是新授課主要解決的問題。根據河北科技大學教學大綱，工程軟件課程講授AutoCAD軟件時，新授課的主要內容包括繪圖環境和圖層設置、圖形繪制、圖形修改和編輯、塊和圖案填充、尺寸標注、打印輸出等;講授Pro/E軟件時，新授課的主要內容包括繪圖基礎、草圖繪制、基本特征創建、工程特征創建、特征編輯、基準創建、工程圖基礎、組件創建、模具型腔創建等。這些教學內容每一部分均含有一定數量的操作命令，因此課程中新授課需要講授的命令數量繁多。為了增強新授課的教學效果，使學生在有限的學時內完成課程內容的學習，現代信息技術在新授課中的恰當應用起到重要作用。

現代信息技術在新授課中的應用? 針對工程軟件課程新授課的特點，現代信息技術在新授課中的應用主要分為三個方面。

1）課前。由于課程內容較多，課前一般通過即時通信平臺（微信、QQ等）將課程教學日歷、教材、軟件等內容提前發送給學生，并在上課前一天在即時通信平臺提醒學生課程將講解的內容，并建議提前預習。

2）課中。在課上講授過程，采用練習教學策略，課程安排在機房講授，學生每人一機，教師通過教學機控制學生機屏幕和大屏幕投影兩種方式講解軟件操作，并適時讓學生通過邊聽講解邊練習的方式加強記憶。同時通過機房教學軟件“紅蜘蛛”實時與學生進行互動，了解學生學習情況。

3）課后。為了幫助學生充分運用課下碎片時間對課堂內容進行復習，將課堂教師講授內容進行錄像，并依據課程內容和思維導圖的邏輯關系，將錄像劃分為五分鐘時長以內的微視頻;利用課程微博平臺，在課后及時發布這些微視頻，方便學生根據自己時間安排復習。另外，課后也給學生提供通過即時通信平臺和微博進行課下互動輔導，并鼓勵學生自主討論。

這樣一來，現代信息技術被應用到工程軟件課程新授課的全過程。

現代信息技術在新授課中的應用效果? 通過調查問卷和與學生座談，針對新授課采用現代信息技術的授課方式，學生也提出一定的意見和建議。對現代信息技術在課中和課后的應用對提高學生對軟件的掌握的肯定評價達到98%以上，這充分說明現代信息技術在工程軟件新授課中的應用具有顯著作用。但學生針對課前提醒的頻率、課前預習動力和效果問題也提出一些意見。一般認為提醒頻率不易太多，認為大學生應該以自主學習為主，提醒應簡潔明了。對于課前預習的動力和效果問題，學生普遍認為預習沒有動力，預習與否對上課影響不顯著。針對這些意見和建議，課題組擬在新授課中引入慕課、翻轉課堂等教學方式，進一步增強現代信息技術在新授課中的應用效果。

3 單元練習課中現代信息技術的應用

工程軟件課程的單元練習課主要通過案例教學方式完成。為了使學生綜合運用單元內所有軟件命令操作，教師根據單元所學內容，設計A、B兩個相似案例，A案例在課上由教師、學生共同完成，B案例作為作業由學生課下完成。

單元練習課課上練習? 單元練習課通過案例完成，學生在課上首先根據案例練習的要求進行自主練習。上課一人一機，教師對于小班課采用巡視輔導的方式，隨時解決學生練習中出現的問題;對于合班課，由于學生人數較多，采用巡視輔導常需要較長時間，課堂練習效果下降，因此，合班課的單元練習課課前按5～6人分組，同組學生相鄰機位練習，練習中出現的問題首先組內討論，再由巡視教師分組指導。最后根據學生練習情況，針對練習中存在的共性問題集中講解。學生完成A案例并提交后，教師通過機房教學軟件“紅蜘蛛”將作業進行隨機互換，讓學生根據案例要求相互打分。

如在Pro/E軟件的學習中通過“階梯軸”的繪制，練習實體造型命令。案例A如圖1（A）所示，該圖是在完整臺階軸零件圖基礎上，刪除公差、配合、表面粗糙度等內容后的圖形信息，這種直接刪除的方式方便學生在后續完成完整圖紙過程中作對比。學生在完成實體造型過程中采用不同的造型方法，如“旋轉+兩次切除”“多次拉伸+倒角”“旋轉+拉伸+倒角”等。在互換打分過程中，學生通過Pro/E軟件的模型樹查看對方造型方法，可以明顯拓寬軟件應用的思路和方法。這種教學方法的實施主要依靠教學軟件“紅蜘蛛”才能方便實現。

單元練習課課后練習? 為了進一步鞏固學生的練習效果，選擇圖1（B）所示B案例作為課下作業在課堂發布。課下作業采用現代信息技術中的郵箱平臺，讓學生按要求時間提交作業到課程郵箱，教師在郵箱中下載作業并批改后進行回復，最終統計作業情況記入平時成績。通過郵箱提交和查看作業批改結果，一方面能節省學生的時間和成本;另一方面，郵箱不必實時在線，信息能夠長期完整地保留，方便學生總結復習。從教師的角度，郵箱不需要實時在線，教師能方便安排批改和回復工作;如果課前要求學生作業提交郵件主題名稱為“學號+作業序號”，利用郵箱的排序功能，教師能方便統計學生的作業完成情況，對提高教學效率也有顯著作用。

通過問卷調查，98%的學生認為A、B案例的單元練習方式有助于軟件掌握;90%的學生認為運用教學軟件“紅蜘蛛”進行互評打分，能夠拓寬軟件應用的思路和方法;80%以上的學生認為通過郵箱進行作業提交和批改，能節省時間和成本。

4 綜合練習課中現代信息技術的應用

在所有課程內容講授完畢后，必須經過一定量的綜合練習，才能很好地掌握所學的工程軟件。因此，本課題組在課程安排中加入4～6學時的復習和綜合練習課。在復習課上采用思維導圖的方式將課程的整體內容進行總結，以便于學生對課程中零散的軟件命令產生更具邏輯性認識，并且鼓勵學生通過思維導圖來整理課程資料→整合知識→增強學習效果[6]。

在綜合練習階段，本課題組結合學生不同專業特點制定不同練習案例，使學生將工程軟件課程學習與所學專業課程更緊密結合。如材料成型與控制工程專業學生在學習AutoCAD軟件時的綜合練習一般設定為“模具底座”鑄件圖紙的繪制。該案例為模具中應用的鑄件，因此既可滿足鑄造方向學生，也可滿足模具方向學生練習的需要。針對高分子科學與工程軟件專業學生的綜合練習案例，一般則設定為高分子注射成型模具零件圖紙，在提高學生學習興趣的同時，使練習過程更有目的性，增強綜合練習的效果。

綜合練習課由于涉及較多的課程內容，課題組在單元練習課教學方法的基礎上，將部分典型的案例操作過程進行屏幕錄制，通過即時通信工具和課程微博進行即時發布，使學生可以根據自己的時間在課前、課后甚至課上練習過程中進行查看。同時，根據難易程度將綜合案例進行劃分，并標注不同分值，讓學生在練習過程通過即時通信工具及機房的“紅蜘蛛”軟件進行提交，以獲得經驗分值，使學生在游戲中學習。通過綜合練習課的改革，學生對軟件綜合應用能力有了較大提高，為后續專業課程中軟件的使用奠定很好的基礎。

5 結語

隨著現代信息技術、網絡和教學理念的發展，教師和學生的信息化操作水平越來越高。為改變傳統教學方式，在教學過程中利用新技術和新方法，提供了多種方便的選擇。本課題組針對工程軟件課程的特點和學生的個性特點，將多種現代信息技術應用到課程教學過程中，改進了傳統的教學方式，有效增強了教學效果。隨著慕課、翻轉課堂等教學方式和方法的成熟，課題組將在后續教學中引入學堂在線、超星等平臺的部分慕課資源，不斷改進教學方法，進一步增強現代信息技術在工程軟件課程中的應用效果。

參考文獻

[1]蒲華林.云信息時代經濟學本科教學的內容與方法[J].中國大學教學，2017（12）：56-61，75.

[2]柴利萍.現代信息技術在課程教學中的應用[J].科技創業家，2014（3）：181.

[3]張雨晴.微媒體教學在高校英語教學中的應用探討[J].陜西教育：高教，2017（1）：60，66.

[4]楊曉.微信微博在高校藝術設計專業攝影教學中的應用研究[D].廣西：廣西師范大學，2016.

[5]第40次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》[R/OL].https：//wenku.baidu.com/view/84da7341dcccda38376baf1ffc4ffe473268fd4a.html.

[6]姚方.概念圖在生物新授課教學過程中的應用[D].江蘇：揚州大學，2016.