“機械CAD/CAM”課程線上線下混合式教學設計與實現*

蔡厚道

（江西科技學院智能工程學院，江西 南昌 330098）

2016年，《教育信息化“十三五”規劃》指出，要積極開展在線開放課程線上線下混合式教學改革；2018年，教育部高教司吳巖司長提出打造五大類型“金課”；2019年，《中國慕課行動宣言》等一系列相關政策文件的先后出臺，一大批在線教學平臺應運而生，在借鑒國外Coursera、Edx和Udacity三大在線教育平臺的基礎上，國內出現了學堂在線、好大學在線和中國大學MOOC等一系列優質平臺。借助這些網絡平臺，教師設計線上線下混合式教學框架，將線下傳統課堂教學和線上平臺教學相結合，從而為傳統教育教學改革提供了一種全新的思路[1]。

1 “機械CAD/CAM”課程存在的主要問題

“機械CAD/CAM”是機械類專業的一門專業技術課，該課程要求學生掌握軟件操作、建模、分模及數控加工的方法，注重有效培養綜合應用CAD/CAM解決生產實際問題的能力，是培養從事機械設計、機械制造等應用型工程技術人才的重要基礎。

目前，“機械CAD/CAM課程”教學主要是結合傳統的課堂板書+多媒體課件+上機實踐方式。傳統教學方法主要存在以下幾方面的問題：教學理念落后，教學模式單一，教學資源匱乏，師生交流不足，教學內容和實訓內容缺乏多樣性，考核方式簡單，教學評價單一。

2 “機械CAD/CAM”課程線上線下混合式教學設計

2.1 課程項目任務及教學內容

“機械CAD/CAM”是一門實踐性很強的課程，既有理論講解，也有實踐操作。在2019—2020學年第2學期計劃設定線上課程24節，線下課程24節，由于疫情的特殊影響，及時調整線上課程26節，線下課程22節，要求學生能夠在理論基礎之上進行軟件實踐操作。

教學內容設計主要是針對課程重點與難點，課程的重點是使學生在完成項目任務學習和上機實踐操作后，能夠對CAD/CAM技術有深刻的理解，并能熟練完成項目內容的實際操作；難點涉及如何把理論知識與實際操作內容進行有機整合，開發適合學生訓練的獨立項目，而且項目有合適的難度，每個訓練項目都具有很強的實用性和針對性，涉及對機械設計與制造的全面理解掌握及CAD/CAM技術的綜合應用。并根據教學重點和難點，提供大量的案例、多樣化資源、優秀學生作品等以便學習者觀摩、學習和模擬操作，滿足不同學習者的學習需求。

2.2 學習環境設計

線上線下混合式學習環境分為線上學習環境和線下學習環境。線上學習環境主要由線上教學學習平臺提供，線上教學學習平臺包含基于電腦端的超星爾雅、基于移動端的學習通APP和輔助QQ學習群[2]。線下學習環境為數字化設計制造實驗室，該教室的多媒體控制臺能夠實現傳統教學黑板和電腦投影屏幕之間的無縫切換；專業的教學管理系統方便師生操控，能夠滿足教師授課和學生學習的需求，實驗室還為教師和學生提供有線和無線網絡，為線下學習提供便利條件；學生桌椅分組擺放拼接，上課時學生按小組坐在一起討論問題，更好地促進思維發散，形成頭腦風暴。

2.3 學習資源設計

本門課程在江西科技學院網絡教學平臺上提供了“機械CAD/CAM”慕課學習資源，同時在學習通上開發了“機械CAD/CAM”移動端交互學習資源，在線開放學習資源豐富多樣，不僅包括課程團隊自己制作慕課學習資源，還包括學習通的79個視頻（總時長為645 min）及其配套的53個文檔資源；有專門在視頻學習區向學習者提供了相關案例和拓展資源，還自建不同模塊的習題庫與作業庫等，方便學生通過在線平臺檢測學習效果。線上課程開課以來，教師團隊能夠根據學習者的學習需求，及時補充或刪減課程內容等學習資源，力求為學習者的個性化學習提供幫助。

2.4 混合式教學模式

“機械CAD/CAM”課程通過融合線上超星學習通與線下上機實踐教學面授，有利于滿足學生碎片化學習、個性化學習和自主化學習的需求，線上超星學習通主要包括視頻、章節、討論、習題和群聊，線下上機實踐教學面授主要包括演示講解、師生交互、項目演練和課堂測試[3]，其教學模式如圖1所示。

圖1 “機械CAD/CAM”課程線上線下混合式教學模式

3 “機械CAD/CAM”課程線上線下混合式教學實施過程

以項目三任務二擋圈的分模為例實施線上線下混合式教學。教學過程綜合運用項目教學、角色扮演等多種方法，充分調動學生的積極性，激發學生的學習熱情[4]。

3.1 教師線上活動設計

1）開放項目任務視頻、PPT及題庫。教師團隊于2020年4月14日開放課程視頻、PPT以及每一小節隨堂檢測和檢測題庫。

2）發布教學活動安排。教師團隊發布教學活動安排，說明本章主要學習內容、基本要求和學習重點，為學習者的線上學習指明方向，幫助學習者有條不紊地開展線上學習活動。

3）發布交流話題。教師團隊設置交流話題。通過與項目任務授課內容有關的話題引領學生深入思考，互相啟發，實現知識共享。

4）制作并發布拓展資料。2018級本科學生對新鮮事物的好奇心和敏感度較強，學生發帖表示希望了解更多的Mold Wizard分模設計案例，很多學生也回帖表示同意，并希望得到相關指導。教師團隊以學習者為中心，試圖滿足學生的需求，特意制作UG學習區線上資源，供學生學習，開拓視野。

5）發布實踐操作練習。為了使學生能夠將書本上的知識運用到實踐中，并且通過小組實踐，培養學生團結互助、耐心細致和吃苦耐勞的精神，教師團隊為學生設置具有挑戰度的任務，使學生在完成作業的同時，鍛煉發現問題、解決問題的能力。

3.2 學生線上自主學習

教師設計完成并發布線上學習活動之后，超星平臺的PC端和移動端都能夠保證學生在短時間內同步接收到相關推送。由于手機、平板等移動終端較為便攜，學生更多地選擇使用這類設備進行在線自主學習。

1）閱讀項目任務教學活動安排。學生通過學習通APP收到并查看教學活動安排。初步了解主要學習內容、教學基本要求和本章知識的重難點，為自己的線上學習進行目標規劃。

2）完成視頻學習和教學活動。學生按照教學活動安排，觀看授課視頻，學習項目任務教學主要內容，達到教學基本要求，并對項目任務重點知識有初步了解和掌握。知識點PPT是對每一節教學內容的概括和整理，能夠幫助學生梳理課程內容，并輔助學生解決在觀看授課視頻中遇到的疑惑。完成每一節的視頻學習后，學生需要進行隨堂教學活動檢驗線上學習效果，通過有疑問或做錯的題目了解自己知識點掌握薄弱的地方，反復觀看授課視頻，查漏補缺，如圖2所示。

圖2 學生成績分布圖

圖2 課程視頻及課堂教學活動

3）參與討論并提出問題。學生在課程交流區積極參與教師團隊發起的線上討論。學生積極參與線上討論，與老師和其他學生互動，分享自己對討論議題的思考過程和想法，從而拉近師生及生生之間的距離。學生也可以在課程交流區發帖提問自己在課程視頻學習過程中遇到的疑惑，或是隨堂練習以及單元檢測中難以理解的問題，求助教師和同學，在討論中激發更多的靈感。若有其他資源的需要，學生可以在課程交流區發帖求助教師團隊。

4）瀏覽拓展資料。為了滿足不同學生的學習需求，平臺提供拓展資料供學生學習。教師團隊制作拓展資料上傳，試圖激發學生的學習積極性，以期能幫助到有需要的學生。

5）查看實踐操作練習的要求。組長及時組織小組成員線上討論實踐操作練習，發揮每位小組成員的優勢，合理分工；組員聽從組長安排，輔助組長推進組內任務的完成。若有疑惑，小組成員可以與組長溝通，在小組任務中鍛煉自己的合作能力和解決問題的能力。

3.3 師生線下共同學習

由于疫情的特殊影響，線下教學放在學生返校后進行，充分發揮學校數字化設計制造實驗室的優勢，創新教學活動形式。

“機械CAD/CAM”課程線下上機實踐環節基于MOOC開展，結合MOOC的章節作業、討論與群聊區的反饋，對線上學習及上機實踐普遍存在的難點和疑點進行現場演示講解，切實提高學生的實際動手能力，避免眼高手低現象的發生。具體實施步驟如下：首先，由學生分組、小組協作進行學習效果展示，通過檢查課前任務學習單的知識點完成情況，發現線上自主學習疑難點，教師現場統一解決；然后，展開各精選項目子任務知識點的學習，課堂活動安排任務驅動、小組研討、師生交互、技巧分享等，同時教師下發案例文檔給大家進行實踐操作，鞏固激活課堂，使學生產生濃厚的學習興趣，并在歡聲笑語中習得技能，從而主動、自覺地參與教學活動；最后，對整個混合式教學過程進行反饋，反饋的形式包括生評與師評、互評與督評。學生始終是課堂的主體，這一環節讓學生有更多的時間與空間和教師面對面互相交流、互相學習，并與教師一同推進高效課堂的構建[5]。

4 結語

綜上所述，線上自主學習缺乏師生互動，無法把控學生參與度，也將直接影響學生的深度學習，線下上機實踐將有更多的時間來解決學習疑難點，達到真正消化知識和掌握方法的目的。“機械CAD/CAM”課程線上線下混合式教學實現傳統課堂與在線學習的混合、線上教學與線下教學的混合、理論教學與實踐教學的混合，切實提高了學生自主學習能力和教學效果。