翻转课堂教学模式在CAD/CAM软件应用课程的应用

赵博宁 袁浩浩

【摘 要】本文论述翻转课堂教学模式在CAD/CAM软件应用课程的应用，分析翻转课堂教学模式的特点和CAD/CAM 软件（UG NX）应用课程教学现状，提出将翻转课堂引入该课程的教学中，构建翻转课堂教学模型和具体项目的教学活动设计，以期提高学生学习的主动性，改善教学效果。

【关键词】CAD/CAM  翻转课堂  教学设计

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）12C-0085-03

CAD/CAM软件（UG NX）应用是高职机械专业的一门核心课程，本课程的主要任务是让学生了解现代先进的CAD/CAM技术应用的情况，重点培养学生初步使用三维计算机辅助软件（UG NX）进行产品设计开发、导出零件工程图和生成数控加工程序的能力。现阶段，本课程主要分CAD和CAM两大模块进行教学，主要包括草图、非曲面零件实体建模、曲面类零件实体建模、装配、工程图、数控编程与仿真等内容。该课程实践性强、重点难点多，课时有限，学生操作练习时间少，很难达到教学要求。现在，随着信息化技术的不断更新和深入校园，个性化的学习、新的教学模式的出现，对传统教学模式的改革已经迫在眉睫。

一、翻转课堂教学模式

翻转课堂又称为“颠倒课堂”，是指将课堂和课下进行对调，重新调整课上和课下教学组织，课上不再是教师讲授、学生听课的模式，而是教师与学生互动，进行答疑解惑、知识运用的检查，学生对知识有更深层次的理解和运用。课下学生利用教材、视频等教学手段自主学习，教师跟踪学生的学习情况，进行教学设计。

翻转课堂的本质是“先学后教、以学定教”“学生主体、教师助学”。翻转课堂教学模式是以学生为主体，学生由被迫学习转变为主动学习，老师由知识的传授者变为引导者、激发者、解惑者，教学目标从学生考试拿高分，变为培养自学能力、解决实际问题的能力。翻转课堂教学模式可以提高学生的学习主动性，增强学生的协作性，关注学生的差异性，实现对不同学生的分层次、个性化教学，使教学过程变得更加人性、合理。

二、CAD/CAM软件（UG NX）应用课程教学存在的问题

（一）授课内容相同，难以实现分层教学

最近几年，高职生的生源不只来自高考生，还有单招生和对口生，这些学生升学基础不同，学生学习和领悟能力也不同，加上CAD/CAM软件课程实践性强，学习过程中出现的必然结果就是两极分化，基础好的学生学起来会感到越来越容易，基础差的学生越来越吃力。现在大多教师根据教学课时制定授课计划，每次课设计的授课内容相同，即使加进去拓展任务等，都难以满足不同学生的学习需求。

（二）课程学时有限，难以完成教学任务

知识点多、重点难点多、應用性强是本课程的最大特点。课程设置共54左右的课时，在课堂上，若讲解得清楚，讲解用的时间多，学生势必练习的时间少;如果讲解得少，虽然练习的时间长，但是学生只懂此零件的制作，对命令理解不透彻，很难达到举一反三，融会贯通。并且知识的掌握仅靠练习一次，达不到教学的目的，势必要反复学、反复练、反复用，在练习中遇到问题必须再学习，才能真正理解其功能，并领会其内涵。

三、CAD/CAM软件（UG NX）应用课程实施翻转课堂的必要性

随着信息化时代的到来，高校的教学环境随之发生改变。学生已经能熟练使用手机、笔记本、平板电脑等各种终端设备，对于高职学生来说，虽然他们的文化课基础较差，学习的自律性差，在课堂上听教师讲课兴趣不高，但是他们对移动设备的掌握以及信息的敏感程度高。针对这种现象，可以采用翻转课堂的教学模式，充分利用学生对移动设备的掌握以及信息的敏感程度高的优点，将课堂上教师讲解的知识点做成微课。（UG NX）软件多为命令的使用，录制微课视频比较方便，学生可以在课下随时观看，而课堂上不必局限在听教师讲解命令的使用，而是变成完成任务、检查软件命令的使用。这样大大缩减了教师讲解知识点的时间，增加了学生练习的时间，提高了学生对命令灵活运用的程度。并且不同基础的学生根据自己的进度观看视频，可以重复观看，直到弄明白为止，这样可实现分层次教学，满足各个层次学生的需求。

四、CAD/CAM软件（UG NX）应用课程翻转课堂教学模型设计

CAD/CAM软件（UG NX）应用课程是一门实践性很强的课程，在CAM模块课程内容的选取中，我们选用的教学项目大多都是典型的零件，学生在课堂完成工艺参数设置，采用CAM软件编写程序、仿真并后处理，在机床上加工出合格的零件，以验证程序和工艺的合理性，教学过程设计非常重要。

课前。授课教师将学习资料（视频、PPT、教学指导书、教材等）和课前任务单上传到学习平台，学生在上课前登录学习平台，下载学习任务单，观看视频，学习完之后通过完成相应的任务来巩固和加强学习内容。在学习期间遇到的各种问题，可通过网络查阅、多次观看视频、与老师QQ在线交流等方式初步解决，对于难理解的问题或者视频、任务中难以完成的部分，可以将其传到学习平台上，同学之间互相解决或者在课堂上问老师。课前，老师主要是统计学生学习的情况和出现的问题，并对各种问题进行及时答疑、整理和归纳，以便于课堂上集中解决。

课堂。教师首先总结和检察学习任务完成情况。学生汇报学习收获，提出不懂的问题，教师进行答疑，个别问题个别辅导。同时针对本次教学目的，安排相应的项目进行测试，检查学生对本次课知识的掌握和运用程度，为下一步的教学任务做准备。最后点评测试的结果并布置相应的课后作业。

课后。主要进行总结、反思、完善资源。教师根据本次课的教学中出现的问题，进行自我总结，查漏补缺，完善学习资源，并分析学生的学习特点，了解不同层次学生的需求。CAD/CAM软件（UG NX）应用课程课堂教学模式简化为图1所示。

五、具体项目教学的翻转课堂教学设计

本次以CAM模块的“鼠标凸模编程与仿真”（零件图，见图2）作为教学项目载体，这是一个典型的型芯类零件的编程，通过本次课的学习，要求学生掌握加工型芯类零件的刀具轨迹设计方法，具有对CAM编程命令的综合运用能力。

（一）“鼠标凸模编程与仿真”课前教学活动设计

教师活动如下：

1.制定课题名称：鼠标凸模编程与仿真。

2.制定教学目标：通过观看教学“鼠标凸模编程与仿真”学习视频，完成课前学习任务单规定的任务，目标旨在让学生明确预习任务，了解此类零件的加工方法，初步熟悉在UG CAM系统中加工型芯类零件的刀具轨迹设计方法，并巩固数控加工工艺知识。

3.学习方法建议：阅读教材第70～74页，了解学习内容;观看微视频“鼠标凸模编程与仿真”，自行操作一遍，可以边看视频边对着上面操作，不明白的，随时暂停，但是不能往前拖，可以反复看。

4.课堂学习形式预告：

（1）各组汇报交流研究成果。学生分组采用多种形式展示他们的研究成果，组长汇报完成情况。

（2）测试。学生自行完成拓展任务。

（3）交流、总结。针对“拓展任务”中的问题，展开讨论。

5.制定学习任务：

任务一：在学习平台下载“鼠标凸模零件加工”视频并观看（全班学生完成）。

任务二：观看完视频后回答下面问题（全班学生完成）。

视频中采用了哪些命令？

视频中加工此零件时每一道工序中加工参数是如何设置的？请将它们填入下表。

请问视频中零件采用什么加工命令？

请问视频中零件的加工采用什么规格的刀具？

任务三：自己对鼠标凸模零件进行编程并回答下列的问题（有能力的学生完成）。

请问你要进行编程加工的零件体积为多少立方毫米？

对视频中提供的加工方法有什么改进的地方？

学生活动如下：

下载教学资料。

完成课前教学任务单的任务。

组内交流学习情况。

组长检查本组成员的完成情况，如果小组同学全部完成加30分，有一人没有完成扣5分。

通过平台向教师提出自学过程中的疑惑。

（二）“鼠标凸模编程与仿真”课堂教学活动设计

活动一：总结课前学习任务完成情况。

【教师】检查课前学习任务完成情况。

几天前，老师给大家发了微课视频，微课中老师布置的学习任务完成了吗？请组长汇报本组成员的完成情况。

【学生】汇报学习收获，提出不懂的问题。

汇报一：零件的加工工艺路线？

汇报二：视频中采用了哪些命令？你对腔铣、等高轮廓铣和面铣怎么理解的？

活动二：重点、难点讲解。

【教师】型腔铣、等高轮廓铣参数设置。

活动三：巩固练习，拓展。

【学生】自行完成拓展零件的编程与加工。

【教师】巡视，观察学生对本节内容的运用程度。

活动四：交流、总结。

【学生】交流自己的想法，取长补短。

【教师】巡视，观察学生讨论，提取问题。

活动五：本次教学总结。

【教师】通过本次课程学习，希望大家熟悉在UG CAM系统中加工型芯类零件的刀具轨迹设计方法。

【学生】请学生说说，本课学会了什么？

（三）“鼠标凸模编程与仿真”课后教学设计

【教师】

1.总结本次教学中出现的问题和不足之处：ppt做得不够详细。

2.布置课后作业：完成心形凸模零件的编程与仿真加工。

【学生】学生完成作业并上交。

六、CAD/CAM软件（UG NX）应用课程翻转课堂教学模型教学实践

目前，我校已经完善了校园网，建设了数字化教学资源云平台，将课前任务单、微课、课后作业、考核标准等依次上传至课程教学平台上，学生利用课后时间下载学习任务、观看视频，完成相应的问题。教师记录学生的登录信息，追踪学生的学习情况，并进行答疑解惑等。

为了检验本课程翻转课堂教学模型设计的合理性与正确性，用传统的教学模式和新设计的翻转课堂教学模式对本校数控专业的两个班进行教学研究，其中一个班的学生主要为单招考生，采用翻转课堂教学模式，一个班为高考考生，采用传统教学方式。结果显示，单招班最后的平均成绩与高考生的平均成绩不相上下。单招班大多学生乐于接受这种新的教学模式，他们觉得这样的课堂模式，他们变成主动参与者，可以自行支配课外时间，可以根据自己的进度安排学习，即使课堂上对教师的讲授听不明白，课后可以根据微课自学。即使是基础差、接受能力低的同学，他们也发现学习变简单了，有了成就感。但是在教学过程中也发现存在一定的问题，比如教学设备的更新不能及时跟上，课堂表现结果需要在网上实现，但是机房的网络、学校的服务器需要一定的时间才能达到教学平台的使用要求。虽然网上出现了很多翻转课堂的教学平台，但是对于软件类课程的使用不是完全适用。

经过一年多对CAD/CAM软件（UG NX）应用课程的教学模式改革，将翻转课堂这种新的教学模式引入本课程的教学中，学生结合自身的学习能力和时间安排，進行不同深度、不同层次的学习，培养了阅读教材和参考资料的习惯和能力，提高了发现问题、解决问题的能力，教学中实现了分层次教学，基本克服了知识点多、重点难点多、在有限的教学课时内难以完成教学内容等困难。

【参考文献】

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[2]金燕.基于微课的翻转课堂教学模式实践研究——以《计算机应用基础》课程为例[J].职教论坛，2014（23）

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