三维软件应用课程混合式教学研究

杜治平

摘要：通过分析三维软件应用课程存在的不足之处，实施混合式教学改革。将课程知识点融入到五个教学模块的各个任务中，进行精心的教学设计，制作丰富的线上教学资源，完善评价体系，开展混合式教学实践，学生从被动学习转为主动学习，教学效果良好。

Abstract： By analyzing the shortcomings of three-dimensional software application course， the blended teaching reform is implemented. After integrating the knowledge points into each task of the five teaching modules， carrying out careful teaching design， making abundant online teaching resources and perfecting the evaluation system， we carried out the blended teaching practice. Students change from passive learning to active learning. Good teaching effect is achieved.

关键词：三维软件应用;混合式教学;课程改革

Key words： three-dimensional software application;blended teaching;curriculum reform

中图分类号：G642.0                                       文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）19-0253-03

0  引言

三维软件应用课程是我校机电一体化技术、模具设计与制造等专业的一门重要的专业课程，旨在培养学生应用UG NX软件进行三维建模、虚拟装配和创建工程图的能力，提升学生的综合素养。目前课程教学中存在诸多不足之处，亟待进行教学改革。

1  课程教学现状

1.1 教学内容组织毫无新意

课程主要按章节对各知识点进行罗列，授课时依次进行讲解，这样的内容组织方式缺乏新意，无法激发学生的学习兴趣，也限制了各种教学方法的灵活运用，教学效果不尽如人意。

1.2 教学模式传统

课程主要采用传统的课堂教学模式，教师讲解及演示，学生模仿练习，教学方法单一，存在学生盲目模仿、不深究其意从而对命令掌握不扎实的现象。虽然大多学生基本能掌握相应知识点，但无法兼顾学生的个性化学习需求，导致部分学生在学习中获得感不足。此外，传统的教学模式和教学方法也不利于学生工程素养、创新能力的培养。

1.3 信息化手段缺乏

随着信息技术的发展，越来越多的信息化教学手段被用于课堂教学，这不仅增加了课堂的活力，激发了学生的学习热情，也为学生的学习提供了方便，为学生综合素质的培养提供了保障。但目前三维软件应用课程教学中信息化手段用得较少，在此方面还有很大的提升空间。

1.4 考核不夠全面

课程成绩由平时成绩和考试成绩两部分组成，平时成绩占40%，主要考核学生课堂表现、作业完成情况;考试成绩占60%，分阶段进行，包括草图考试、实体建模考试、装配考试和工程图考试。分阶段考试使得学生能及时总结自己前一阶段的学习情况，适时调整学习策略，更好地投入到下一阶段的学习中，但课程对学生的考核并不全面，以知识考核为主，缺乏对学生能力方面的考核。

综上，为了提升教学效果，实现对学生综合素质的培养，我们拟对三维软件应用课程进行教学模式改革。

2  教学模式选取

三维软件应用课程主要介绍UG NX软件的操作，课程内容较多，课时较少，以实践为主，学生需通过大量练习来熟悉各命令的用法，获得灵活运用所学命令解决实际问题的能力，因此，传统的课堂教学不可少，学生练习的时间也不可压缩。若想在课堂中融入多种教学方法，从而激发学生的学习热情，挖掘学生的学习潜能，提升整体教学效果，必须突破学生学习时间、空间的局限性。鉴于此，选用混合式教学模式，其是传统教学和数字化教学优势互补的有机结合体[1]。学生可以通过教师的课堂教学深入理解知识点，也可以利用数字化学习资源随时随地预习和复习，满足自己的个性化学习需求。此外，混合式教学模式以教师为主导，学生为主体，便于教师综合运用多种教学方法，实现学生的深度学习，完成学生综合素质的培养。

3  混合式教学实践

混合式教学关键在于线上教育资源与线下教学内容的混溶互通[2]，为了避免线上学习与线下教学的割裂或者重复，应进行精心的教学设计并制作丰富的教学资源。

3.1 教学内容编排

为了激发学生的学习兴趣，我们将课程知识点划分为草图、实体建模、曲线和曲面、装配及工程图五个模块，每个模块分为多个任务，将模块需掌握的知识点融入到各任务中，任务的安排除应符合认知规律、由浅入深外，还需要考虑以下几点：

首先，若某个知识点需设置多个任务模型，则该知识点在每个任务模型上应有独特的应用。如键槽命令设置了两个基本任务模型[3]，如图1和图2所示，其中图1零件上的三个键槽均在平面上，而图2阶梯轴上的键槽在圆柱面上，经过这两个模型的练习，学生基本就掌握了键槽命令。

其次，任务应满足学生个性化学习需求。为了满足学生个性化学习需求，各知识点所涉及的任务均设置基本任务和提高任务两种。基本任务需在课中完成，教师先进行讲解及演示，紧接着学生练习，在练习中将知识点内化;提高任务不强制完成，学有余力的学生可在课中完成，其他对提高任务感兴趣的学生可在课下完成。这样设置任务，不仅能够保证每位学生都掌握所学知识点，还能激发部分学生的学习潜能，让每位学生都有获得感，身心愉悦地投入到后面的学习中。

最后，任务应利于学生综合素质的培养，如设置汽缸截面草图的绘制、阀体建模、虎钳装配、虎钳工程图创建等任务，让学生熟悉工程上常用零件、机械的结构，培养学生的工程素养;设置茶壶建模任务让学生了解我国源远流长的茶文化，在建模过程中体会制壶工匠们精益求精的工匠精神;设置自主建模任务，如选取生活中碗、椅子、肥皂盒等常用物品进行建模的任务，既激发了学生的学习兴趣[4]，也给了学生自主探究的机会，培养了学生勇于探索的精神和灵活运用所学知识的能力;设置小组创新任务，如在装配模块中设置的选取生活中常见产品进行建模和虚拟装配的任务，不仅培养了学生的职业素养，也培养了学生团结协作精神和与人沟通交流的能力。

3.2 教学资源制作

教学资源的丰富与否在很大程度上决定着教学质量的高低[5]，混合式教学更是如此。为了保证混合式教学的效果，应按教学模块进行精心的教学设计，并按新的教学设计更新课程标准、授课计划、教案等传统教学资料;教学资源制作上，应先将知识点碎片化，再分别制作相应教学PPT、教学视频，以便学生按自己的需求有针对性地进行学习;编制课前学习任务单，在任务单中布置学习任务，明确学习目标和学习方法，预告课堂学习形式，从而使学生可以有目的地、有效地开展课前线上学习;制作所有建模任务的操作演示视频，便于学生在课前、课后预习和复习;设置主题讨论，开拓学生思维，如关于图2阶梯轴的建模思路的讨论，轴的基体部分可以用回转命令来完成，也可以用圆柱和凸台命令来完成，还可以用拉伸命令来完成，某些学生可能只想到一种方法且比较复杂，通过讨论，学生将自己的方法与其他同学的方法进行比较，取长补短，对各命令的应用会有更深入的理解，建模思路也会逐步拓宽;编制课前测试题库及模块测试题库，帮助教师了解学生线上线下学习效果，从而及时调整教学策略和教学进度。所有教学资源均在课程开课前上传至超星智慧教学平台，根据授课进度逐节发布。

3.3 课程考核

进行混合式教学后，课程的成绩仍然由考试成绩和平时成绩两部分组成，但平时成绩包含更广，主要由线上学习情况、学习任务完成情况及课堂表現几部分组成，各部分占课程考核比例如表1所示。线上学习情况主要包括线上学习时长、参与讨论情况、小测试情况等;学习任务完成情况包括个人建模任务完成情况和小组任务完成情况，其中小组任务评价含小组自评、组间互评和教师评价几部分，同时组员之间也需互评、自评，保证评价的公平公正性;课堂表现情况包括出勤、课上学习态度等。课程的考核贯穿课程学习全过程，且对学生知识和能力均进行了考核，实现了过程考核和全面考核。

3.4 拉伸单元混合式教学实践

拉伸命令是课程中比较重要的一个命令，其命令框选项颇多且功能强大，但传统教学过程中，由于课堂时间有限，教师进行建模过程演示前给学生分析模型的时间相对较短，部分学生练习时只是被动模仿，从而对命令的掌握不够深入，虽知道拉伸命令中有很多选项，但自己自主建模时不太会用其中的拔模、偏置等选项，导致无法灵活高效地完成建模任务，为了改变这种状况，对拉伸单元进行混合式教学实践。

首先，课程教学前按教学设计选取、制作教学资源。虽然拉伸是一个命令，但该命令对话框中选项较多，因此制作讲解视频时将拉伸各选项分开制作，这样不仅可以加深学生对拉伸各选项的印象，便于学生按需学习，也可以避免学生学习过程中因视频过长而疲累，导致学习效果不理想;基本任务为斯特林发动机前侧板（图3）的建模、支座（图4）的建模和轴座（图5）的建模，这三个模型对拉伸命令各选项有不同的应用，便于后续在命令讲解中进行比较，加深学生对命令各选项的理解。

接着，教师发布学习任务单、教学视频等资源，学生按任务单进行线上学习。除了观看教学PPT和教学短视频等任务外，还要求学生分析斯特林发动机前侧板、支座、轴座的结构特征，了解它们主要结构的特征视图，看看拉伸命令中拔模选项、偏置选项各在哪个模型中用到，思考各模型的建模思路，为后续线下深入学习奠定基础。

然后进行线下教学，教师将拉伸知识点融入到三个基本任务中，对它们的建模过程逐个讲解及演示。在讲解某一模型建模方法时，若所用到的拉伸选项使用方法与其在另两个模型中的用法不同时，可让学生对三个模型进行比较，提高学生分析模型的能力，也让学生对该选项有更加透彻的理解。如拉伸时创建内部草图，弹出创建草图对话框，其中的草图平面与所要拉伸部分特征视图所在平面息息相关，所要拉伸部分的特征视图在哪个面上，草图就画在那个面上。有了课前对斯特林发动机前侧板、支座和轴座主要结构的特征视图的分析，学生在对它们主要结构进行建模时，便会分别选XZ平面、YZ平面和XY平面作为草图平面。此外，拉伸中拔模、偏置这两个选项的用法，教师分别结合斯特林发动机前侧板和轴座建模进行讲解和演示。有了自己对模型的分析、思考，再聆听、观看教师结合模型对命令各选项进行的讲解、演示，学生自主建模时便能够举一反三。教师讲解演示后学生便开始练习，练习时遇到问题，可观看线上任务演示视频，也可以请教老师或同学，学生根据自身实际情况自行选择。教师巡回指导，关注各学生学习进度。

课后，学生对自己本次课学习情况进行总结，然后线上复习巩固所学知识，或者完成提高任务进行自我提升，同时还需完成自主创新任务，即选取自己喜欢的或生活中常见的一个物品，利用拉伸命令创建其模型，将模型文件上传至智慧教学平台，准备线下展示材料;教师线上评价各学生所建模型，下次课开始时对本次自主创新任务完成情况进行总结，邀请部分学生进行线下展示。此外，教师还应及时汇总学生对本次课的教学建议，根据教学实践情况进行总结和反思，不断改进和完善教学各环节。

通过开展混合式教学，学生利用丰富的线上教学资源，课前对任务模型深入分析，课后巩固提高，对拉伸命令掌握得十分透彻。

4  教学反思

实践表明，混合式教学将教学内容模块化、任务化并进行精心的教学设计后，学生学习积极性明显提高，变被动学习为主动学习;而丰富的线上教学资源打破了传统教学学习时间、空间的局限，为学生学习提供了有力保障;在混合式教学模式主导下，教师灵活运用多种教学方法，激发了学生的学习潜能，随着各学习任务的完成，学生不仅收获了知识，综合素质也得到了提升，为后续工作奠定了坚实的基础。

但是，在教学实践中也发现了一些问题，有待进一步改进。首先，个别学生学习主动性不够，课前线上学习总需要教师提醒;其次，一些学生自我要求不高，主要表现在两个方面：第一，课前线上学习不认真，只满足将资源看完，不管学习质量，导致上课时跟不上班级学生总体学习进度。第二，參与小组任务不积极，完成任务不认真，导致小组任务质量降低;最后，手机进入课堂，一些自制力不够的学生无法合理使用手机，从而学习效率较低。这些问题的存在，限制了教学质量的进一步提升，后续教师除了加强督促、在考评上完善考量外，还可以通过调查问卷了解学生的真实想法，同时深入学习教育教学理论，寻求更多解决方案。

5  结语

三维软件应用课程混合式教学模式改革取得了一定的成效，学生的综合素质得到了培养，教师的教育教学水平也得到了提升，但还存在一些需要改进的地方，在以后的教学实践中要不断完善。混合式教学对教师和学生提出了更高的要求，如何不断提升学生学习主动性和教师教育教学水平，从而进一步提升混合式教学成效，还有待继续研究。

参考文献：

[1]刘金江.混合式教学在软件实训课程中的应用与实践[J].南阳师范学院学报，2016，15（3）：61-65.

[2]刘洋.混合式教学的困境与优化[J].教学与管理，2020（18）：104-106.

[3]於星，黄益华.UG NX6.0CAD情境教程[M].大连：大连理工大学出版社，2010，1.

[4]张腾腾.浅谈如何在UG建模中激发学生学习兴趣[J].职业，2018（23）：72-73.

[5]贾国栋.《大学英语教学指南》中的教学方法、手段与资源[J].外语界，2016（3）：11-18.