CAD/CAM“教、学、做”一体化网络实施方案研究

冷承业

（镇江高等专科学校 机械工程系，江苏 镇江 212003）

0 引言

当前，高职教育越来越重视学生职业技能的培养，CAD/CAM类课程作为工科学生的必修专业课程，旨在培养学生的专业基础技能。CAD/CAM类课程目前普遍采用在多媒体教室以PPT手段为主实施理论教学，然后在机房进行上机实验的模式，理论课与实验课之间经常会有几天的时间间隔，学生实验时已经部分遗忘授课内容，教师必须再次讲解内容，造成实际实验时间缩水，预设的教学目标难以实现。根据CAD/CAM类课程的特点，结合学校的软硬件条件，在网络环境下构建“教、学、做”一体化实施平台［1-2］，可以保证“教、学、做”一体化教学模式的顺利实施。

1 CAD/CAM课程“教、学、做”一体化设计思路

1.1 就业为导向，“做”为主线

“教、学、做”一体化的基本理论是教法要根据学法，学法要根据做法。其核心是“做”。对于CAD/CAM类或其它类似的实用技能型课程，无论是“教”还是“学”，目的都是为了掌握技能，为了能“做”。在整个实施方案的设计过程中，首先要考虑经过本门课程的学习，学生能做什么，能掌握什么样的技能［3］。

1）对学生毕业后的就业目标市场进行调研，用实际数据为教学指明方向。2）调整课时分配比例。实际岗位需要的技能重点讲授，课时所占比例大一些。3）精选典型教学案例，既涵盖需要掌握的主要技能，又具有真实性。只有用真实的“做”来设计教学任务，用任务驱动模式来设计整个教学环节，才能使学生掌握实际技能，提高就业竞争能力。比如设计产品的外壳，常规教学中只强调结构本身，对于小配件、材料、印字等基本不会提及，而在企业实际设计中，这些细节至关重要。不注意这些方面知识的积累，学生到了实际工作岗位就会手足无措。

1.2 学以致用，以“做”定“学”

确定了教学任务之后，应根据学生的认知规律进行具体的学习流程设计［4］。

1）任务描述阶段。这个阶段主要是任课教师对项目进行有效描述，并通过设置问题确认学生是否准确理解了任务目标。

2）问题分析阶段。分析任务目标，找出实现任务目标需要解决的问题。这是充分展示学生个性的阶段。因为每个学生认知和学习过程有所不同，在网络环境下，可以按类别提供不同的知识点，让学生按需学习，真正做到因材施教。

3）问题解决阶段。学生运用知识点去尝试解决问题，实现任务目标。如果未能成功，则在新的基础上返回问题分析阶段，如此循环，直到最终解决问题。最后，将实际解决方案与标准解决方案进行对比，分析其方案的优缺点，并进一步完善。

1.3 学生为主导，以“学”定“教”

在CAD/CAM等技能类课程教学中，教师要改变角色，从前台走到后台，从主导走向引导。

教师在后台需要完成的工作：1）根据“学”的流程，有效设计“学”的每一个环节，描述任务目标、引导学生拆解目标提出问题、设定有效分类的知识点、给定预设的错误模型以帮助学生自己进行错误分析等。2）在合适的位置设计单元考核环节，以有效控制教学进度、保证教学质量。

在教学过程中，教师应当扮演引导者的角色，不为学生设置固定的思考模式和统一的进度，而是根据学生学习的具体情况进行个性化辅导。在辅导过程中，总结普遍性问题，选择恰当的节点进行统一讲授以提高效率。

有效交互是保证教学效果的必要手段。在学生实际操作时，传统教学模式下经常会碰到需要教师反复给多个学生讲解相同问题的情况，在网络平台下，教师回答过的问题会以知识点的形式出现在列表中，可以最大限度地避免教师重复劳动。

这种模式下，不是教师的任务减轻了，而是工作重点转移了，即着力于提供开放的教学环境，因材施教。采用讨论、头脑风暴等灵活多变的课堂教学模式激发学生多角度思考问题，培养学生的创造性。

综上所述，“教”“学”“做”并不是3个相互独立的环节，它们互相融合，成为一体，以“做”为主线，以“做”定“学”，以“学”定“教”。学生在教师的引导下主动完成整个学习过程和“做”的设计任务，实现教学目标［5-6］。

2 网络平台设计

必须开发专用的网络平台才能顺利实施“教、学、做”一体化方案。网络平台可以帮助教师有效组织教学资源，掌握学生在每个阶段的具体学习情况，及时和学生进行交互。网络平台为学生提供了自主学习的途径，引导其提出问题、解决问题，同时记录其在解决问题过程中产生的错误，并提供规范模板帮助他们进行任务小结。网络平台设计主要模块，如图1所示。

图1 网络平台设计模块示意图

1）系统数据库模块。储存整个网络平台的原始数据和中间数据，主要包括用户信息库、目标任务库和标准知识库。用户信息库主要存贮教师和学生的基本信息，如教师所教课程、班级类型、学生成绩等。目标任务库主要存放根据企业实际需要设计的若干教学任务，并按课程加以区分。标准知识库主要存放单元化的知识点、典型错误模型和Q＆A，供学生自主选择进行学习。

2）系统维护模块。主要是对数据库中的数据进行维护。通过手工编辑，后台导入、导出等手段，对3个基本数据库的内容进行添加、修改、删除和备份。授课教师负责维护目标任务库、标准知识点库、用户信息库中的学生成绩部分；管理教师维护基本数据。权限根据用户组进行划分。

3）任务学习模块。任务学习模块是网络平台中最重要的环节，目的是让学生按照事先设计的流程展开个性化自主学习。学生登陆系统后，可以看到目前课程的学习进度、当前任务中未解决的问题、所有知识点列表，并根据自己的实际情况选择直接解决问题或学习知识点后再解决问题。无法解决的问题，可以在已有的Q＆A列表中寻找解决方案，或通过互动环节向教师求助。教师主要负责整个教学过程的控制，了解每个学生的学习进度，回答学生的提问，并对进度缓慢的学生进行辅导。

4）考核模块。在任务学习模块中，由于资源的有限性，不可能让每个学生完成不同的任务。一些自觉性欠缺的学生，可能会采取请其他学生帮忙的方式完成本环节的学习。设置考核模块，可以根据关键知识点设置不同问题，检查学生掌握的真实情况，结合考核和学习2个模块的实际情况，综合给出成绩评定。

5）用户界面和用户验证模块。用户界面通过浏览器或者客户端与系统的各个模块进行交互。用户验证模块可以防止非法用户进入系统篡改或破坏系统数据。

3 网络平台实现的关键技术

系统选用Access数据库、Flash和ASP.NET进行开发，选用VB 2008作为编程语言。如果平台推广之后，访问人数增加了，数据量增多了，可以改用SQL Server。

管理员和普通用户均可以直接通过IE浏览器进行访问，不需要安装特别的客户端软件。可以为管理员和教师提供专用客户端以方便数据的导入、导出，提高效率。

数据库部分的用户信息采用普通的关系数据库。标准知识点部分因为涉及多媒体资源，数据库主要保存资源的URL信息，视频、图片等直接保存在服务器的指定位置。

数据库的维护和备份采用标准的数据库操作程序模块，同时根据网络平台自身的要求，提供多种视图和报表供教师分析平台的运行情况和学生的学习情况。

任务学习模块中，知识点采用普通的多媒体信息网页的方式进行组织。在核心操作模块中，为了有效交互，并捕捉学生分析问题的思路，采用Flash开发交互环节，有效引导学生，并记录学生点击和解决问题的步骤，判断错误类别，提高辅导的针对性。

考核模块中，跳出传统的试题库模式，在给定的题型中，实现多种知识点的随机组合，既避免了教师重复出题，又保证了题目的多样性。

4 结语

在网络环境下构建CAD/CAM的“教、学、做”一体化教学平台，通过任务驱动模式模拟企业实际，可以真正实现“教、学、做”的融合，充分发挥学生在技能类课程学习中的主导地位，提高教学效率和质量。

［1］唐爱国，罗新密，杭志，等.基于J2EE网络教学平台的研究与应用［J］.计算机技术与发展，2009（6）：236-240.

［2］冷承业.以就业为导向的CAD/CAM教学模式探究［J］.镇江高专学报，2010，23（4）：89-91.

［3］张勇，尧丽云，王霞，等.基于网络的大学英语教学模式初探［J］.牡丹江教育学院学报，2011（2）：137-138.

［4］冯艳茹，高清冉，冯高峰，等.“教学做合一”教学模式在《AutoCAD》教学中的应用［J］.河北能源职业技术学院学报，2010（2）：83-87.

［5］王其中.ERP实训课程教学模式研究［J］.职业教育研究，2009（10）：111-113.

［6］王岩.论网络平台下大学英语自主学习模式［J］.沈阳农业大学学报：社会科学版，2009（3）：219-222.