基于翻转课堂的机械类专业CAD/CAE软件课程教学设计

田和强，苏春建，李桂莉，张金峰，王海霞

摘要：目前，CAD/CAE软件课程的传统教学方法存在诸多问题，探索新的教学模式已经成为提高CAD/CAE软件课程教学质量的重要工作。本文将“翻转课堂”教学模式引入CAD/CAE软件课程教学中，构建CAD/CAE软件课程翻转课堂教学模型，基于该模型进行教学设计。对于翻转课堂的探究，还需要广大教育工作者将技术的发展和新的教育理念进行有效融合，大力推进教学改革。

关键词：翻转课堂；CAD/CAE软件课程；教学模型；教学设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0158-02

伴随着信息技术的突飞猛进，CAD/CAE已渗透到制造业的细枝末节，传统的设计手段正逐渐被CAD/CAE技术代替，实现了由推广普及到重要支撑的转变。面向企业培养学生利用CAD/CAE进行工程实践的能力，提升学生的专业应用技能，已是高校机械类专业面临的重要课题。本文将“翻转课堂”教学模式引入CAD/CAE软件课程教学中，为机械类CAD/CAE计算机软件课程教学提供一条新的教学途径。

一、CAD/CAE软件课程翻转课堂模型构建

CAD/CAE软件课程翻转课堂要想取得好的教学效果，首先要构建一个具有实践指导性的模型，基于该模型整合学习过程中的各种教学资源，为学生个性化协作式学习提供服务。本文在分析国内外各种翻转课堂模型的基础上，根据CAD/CAE软件课程的特点，借鉴建构主义学习理论和系统化教学设计理论，构建出实用的CAD/CAE软件课程翻转课堂教学模型（见图1）。该教学过程包括自主学习资源的设计与开发、自主学习、课堂知识内化、总结与反思几个阶段。模型中课前学习和课堂学习两个过程，利用信息技术和活动学习为CAD/CAE软件课程翻转课堂学习环境的创设提供支撑，学生个性化协作式学习环境的构建与生成得益于信息技术的支持和学习活动的顺利开展。

在CAD/CAE软件课程翻转课堂教师课前准备阶段，教师的一个主要任务是进行教学资源设计与开发；在CAD/CAE软件课程翻转课堂课前自主学习阶段，教师提供教学视频或者优秀教学资源帮助学生完成课前知识的传授。之后，利用交流平台对课前学习中的收获和疑问进行记录和整理。同时，教师为学生提供CAD/CAE软件课程的针对性课前练习，以对学生课前学习内容进行强化和巩固，并全面了解学生学习中遇到的疑难之处；在CAD/CAE软件课程课堂知识内化阶段，利用课堂平台，教师应对学生的学习效果进行测评、交流、答疑和指导，完成课堂知识的进一步内化，提高学生的学习质量；课后进行教学总结和反思，根据反馈效果进一步改进教学资源设计和课堂内化效果。

二、CAD/CAE软件课程教学设计

基于图1所示的CAD/CAE软件课程翻转课堂教学模型，制定切实可行的CAD/CAE软件课程翻转课堂教学设计，如图2所示。

1.教师课前准备：①制定教学目标。CAD/CAE软件课程教学目标是否明确、具体和规范，直接影响到教学能否实现预期的效果，因此确定CAD/CAE软件课程教学目标是教学设计的首要任务。CAD/CAE软件课程，主要目的是培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。②分析学习对象特征。了解学生的原有知识水平、心理发展水平及学习风格是分析学习对象特征的主要内容，是开展教学的必要工作。在教学设计时必须考虑影响学生学习过程和结果的各种因素或特征，以设计出符合学习者自身特点的个性化、具有针对性和实用性的教学方案。CAD/CAE软件课程，主要分析学生的先修课程体系，以及学生的基础知识的掌握程度，为制订合理的教学方案做准备。

2.课下知识获取：①选定教学内容，整理教学资源。通过对教学目標的制定和学习对象特征的分析，就可以确定学生起始能力和终点能力之间的差距。为填补学生学习前后的差距，达到既定的教学目标，需要选定合理的教学内容，提供合适的教学资源供学生学习。针对CAD/CAE软件课程，需要制作优秀的教学课件和视频资料，搜索大量的学习资料，并推荐合适的教学参考书供学生使用。②设计学生课下自主学习环境。翻转课堂中学生通过课下的自主学习获取新知识，为此为学生设计个性化、协作式自主学习环境是非常必要的，利用该环节来支撑学生顺利完成课下“知识获取”。信息技术为学生自主学习环境的建立提供了条件，可以将优秀的教学资源传到大容量的云盘中，利用互联网技术和云服务技术，进行教学资源的传播，便于学生课下自主学习。③设计课下自主学习效果评价。以CAD/CAE软件课程教学目标为依据，设计一些针对性的练习题目，对学生的学习活动过程及知识掌握效果进行检测，并对测评结果给予评价分析，查找知识漏洞，以了解学生知识掌握的程度，最后根据评价效果提供相应的帮助资源。

3.课堂知识内化：①课堂探究活动设计。根据学生课前对CAD/CAE软件课程知识的获取程度，基于课堂平台，设计有探究意义的问题情境，供学生在课堂上探究学习。②学习成果交流展示设计。基于交流互动平台，在教师的指导下开展CAD/CAE软件课程学习成果交流展示活动，通过互动交流实现思想的碰撞升华。

4.课后总结反思：根据反馈效果进一步改进教学资源和课堂内化效果，实现CAD/CAE软件课程教学的优化提升。

本文建立的CAD/CAE软件课程翻转课堂教学模型改变了传统的课堂教学模式和结构，教师升格为学生学习的设计者、指导者、帮助者和学习伙伴，学生则是课堂教学的主体，在教师的指导下开发了学生自主学习、思维认知和解决问题的能力。在此基础上的CAD/CAE软件课程翻转课堂教学设计系统性和可操作性较强，为今后CAD/CAE软件课程教学实践建立了理论和方案保障。

参考文献：

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[2]卜彩丽，马颖莹.翻转课堂教学模式在我国高等院校应用的可行性分析[J].软件导刊，2013，12（7）：9-11.

[3]林才英，赵杨.翻转课堂与信息技术课程教学[J].中国教育技术装备，2013，（21）：80-81.

基金项目：山东科技大学机电学院特色名校建设项目《翻转课堂在机械类专业CAD/CAE计算机软件课程教学中的应用与实践》。

作者简介：田和强（1979-），男，博士，山东曹县人，山东科技大学机电学院机制系讲师，主要从事机械设计制造、有限元分析和机械工程测试技术方面的工作。