高职CAD软件综合应用线上线下混合教学研究

盛永华 桂艳 邝卫华

摘要： 针对CAD软件综合应用课程涉及看图识图、空间想象和计算机操作能力等特点，结合前期实际教学中出现的各种问题，提出“以学生为中心”线上线下混合式教学新策略解决现有问题。本文重点以“拉伸特征”的课内实验改革实践为例，教学改革后培养了学生自主学习能力和创新意识，提高了课程教学质量，优化了学生学习效果。

关键词：高职、CAD软件；线上线下混合教学

中图分类号：G642.0      文献标志码：A      文章编号：1008-4657（2024）02-0091-05

0        引言

随着教育信息化走向3.0时代，高等职业教育的教学模式也正在经历一系列变革，截至 2022 年12月，我国线上已建成中国大学 MOOC、超星学习通平台、学银在线、智慧职教、学堂在线、浙江省高等学校在线开放课程共享平台等很多免费在线课程平台［ 1 ］，很多高职学校认可在线学习，公共课优先选择在线课，专业课的在线学习证书也可申请学分置换［ 2 ］。

随着时代和科技的进步，线上教学的迅速发展给传统线下教学带来了前所未有的巨大冲击。线上教学发展是趋势，传统教学模式无法进行教学，线上教学成为可行手段。国内学者研究表明，采用线上线下混合式教学后，机械CAD/CAM技术课程拓展了教学内容，激发了学生的学习积极性和探究性［ 3 ］；电子线路CAD课程取得了理想的教学效果［ 4 ］；高职CAD课程帮助学生自我发展和提高专业素质［ 5 ］。因此，高职CAD软件综合应用课程采用线上与线下混合式教学模式，取两者优势，结合超星学习通平台，可调动学生的学习兴趣和积极性，提高学习效率和教学效果，让学生学到满足个性需求的CAD 技术，提升职业素质。

1        CAD软件综合应用的课程分析

1.1        课程概况

CAD软件综合应用是模具设计与制造专业的一门专业课，课程以学习Creo Parametric 6.0设计软件为主，具有极强的实践性与实用性。Creo作为CAD技术领域的标杆软件，具有强大的设计制造功能，是很多机械工程师的首选工具。授课内容包括了从零件三维模型设计、工业产品造型设计、优化设计，到模具设计产品的全过程，通过以上内容使学生掌握CAD技术的方法和思路。在学习本门课程之前，学生已完成工程图样识别与绘制、机械工程基础、计算机绘图等课程学习，已了解工程图绘制的规范，能够看懂机械零件图与装配图，了解常见机械零件结构特点。

1.2        学情分析

学生以前从未用过三维软件对零件进行造型，虽然前期学过CAD软件绘制二维平面图形，但第一次创建三维立体图形，部分学生无从下手。学习个体差异较大，学生已有的电脑水平参差不齐，空间想象能力和手感也是高低不同。前期机械制图基础好、电脑综合能力强的学生，课堂上能顺利完成教师布置的全部作业，课后作业也较为轻松，且绘图的质量高。但有些学生课堂只能勉强完成教师布置的75%的作业，课后作业则需花费很长时间，且出现零件尺寸不准确，形状有差异，漏画部分特征等错误。

1.3        教学模式分析

传统的线下教学模式，通过教师给学生讲解演示，操作示范，学生观摩学习，操作练习。这种教学模式下，部分学生不认真听讲，没有记下重点、要点，特别是不注意细节会导致操作失误，影响学习效率。课堂教学时间有限，学生既要听教师讲，又要自己练习，时间很紧张，没有更多的时间去完全消化教师所讲内容，更难以提炼升华课堂内容。

采取完全线上教学模式，通过超星平台视频资源供学生自主学习和提交作业。学生可充分自主安排学習时间，选择个人学习效率最高的时间段学习，可反复观看学习重难点。但对学生的自律性有较高要求，学生的主体作用难以得到充分发挥［ 6 ］。虽然采用签到打卡的形式可保证学生的参与度，但缺少线下监督，学习效果较难保证，且电子作业也难以辨别作业的抄袭问题。

2        CAD软件综合应用教学新策略

本课程知识目标要求学生不仅要懂图纸、会建模，同时还要具备设计能力，教学应融入具有创新精神的思政元素，引导学生突破重难点，灵活运用现有知识、技能和方法进行创造设计，用创新精神去探索世界。为实现此目标，采用由学习金字塔理论提出的“三阶段四环节”线上线下混合式教学模式如图1所示。

由图1可知，教学模式由课前线上自学、课中线下教学、课后线上巩固和拓展组成三个时间空间错开的学习阶段。

课中即课堂教学由小组讨论、实践练习、立即应用与效果检验四个教学操作环节组成，构成教学闭环。课前自学与课后拓展是课中导学的延伸，强调拓展教学时空，利用课余碎片化时间，自主学习，更为体现。该模式展现了以学生为中心的教学理念，激发了学习主动性，调动了积极性，丰富了学生的学习内容，满足了学生个性化发展的需求，提高了学生的综合能力，更能适应现代教育的发展趋势。

课后学生可根据需求自行安排学习时间和场所，自主选学短板知识点，或通过课前教学视频发现问题，带着问题进入课堂，使课堂学习更有针对性和目的性。课后教师通过在线学习平台批阅学生的作业，了解学生在学习过程中遇到的问题，也可以微信跟某个学生单独沟通，或利用腾讯会议对课后作业进行集中讨论和讲评，合理调整后续的教学内容和进度。

课程采用案例教学法，结合“理论-实践-创作”一体化的教学思路，体现工学结合特色，利于学生掌握草图、实体建模、曲线、曲面、模具分模的使用方法和技巧。通过基础案例、案例学习、模仿实物设计（思考题）、创作设计作业、常规作业、提升作业等方式，完成一定难度作品的设计和分模，着重培养学生对图形的理解和分析能力，熟悉一定的机械设计基础知识，清楚模具设计的一般流程和方法，结合分层教学激发和培养学生的学习能力［ 7 ］，提高学生的自主学习和独立完成工作的能力。通过改革教学方法，学生不仅具备使用Creo软件进行一般产品的三维设计能力，还能独立进行简单零件的模具设计。采取更为合理的评价体系，重视学生发展的潜力，最大限度地释放每一名学生学习的热情和创造力，提升学生发展个性的体验［ 8 ］。

3    线上线下混合式教学的实践

以“拉伸特征”（2学时）的实际教学为例，讲述具体的混合式教学改革与实践。

3.1    课前准备和预习实践

教师推送学习任务，学生浏览微视频，初步了解课堂主要学习内容，布置思考题，激发学生的学习兴趣，完成课前作业，并上传到学习通，培养学生自主探究的学习能力。

3.2    课中线下教学

1.小组讨论（论）：共同体成员之间的互动、 辩论、 批判与协作，更适合在课堂面对面的环境支持下进行［ 9 ］。课堂讨论拉伸特征的难点和使用场合，展示课前思考题的分析作业，小组讨论、互评、明确学习目标。

2.实践练习（练）：教师课堂演示拉伸实例的操作，边操作边讲解拉伸特征的应用以及此图形的参考绘图思路，并指出这个案例容易出错的地方；学生认真听课并独立完成拉伸实例的绘制，教师巡视学生的绘图过程，立即解决疑难问题。

为了进一步熟悉拉伸特征的应用，教师课堂演示第二个拉伸实例的操作，操作前请学生分析这个图形的绘图思路，教师点评后操作；学生可按教师步骤或按自己的思路进行第二个拉伸实例的绘制，教师巡视学生的绘图过程，当场解决错误和细节问题，培养学生一丝不苟的工匠精神。让提前完成的学生总结实际操作中拉伸特征的应用难点，帮助周围学习困难的学生，教他人时，使自我得到提升。

3.立即运用（用）：布置第二个思考题，考核学生掌握的真实情况，独立设计画出类似图形；给基础较好、动手能力强的学生布置创意设计作业，利用拉伸特征设计一个自己喜欢的产品。利用混合式教学的优势［ 10 ］，通过思考题和创意作业的练习，强化拉伸技能的同时，锻炼学生的创新创意设计意识。

4.效果检验（验）：集中抽查部分学生的课堂案例以及思考题的作业结果，指出问题，并提出修改对策，使部分学生的技能得到提高。抽测学生的创意设计作业，并鼓励少数学生上台展示，师生一起互相学习。教师做最后的点评、总结和布置课后作业。

3.3    课后教学实践反思

课后，教师通过超星平台布置课后作业，一般是两个拉伸练习、下一节课前预习的思考题以及课堂上未进行创意设计的学生需要继续完成创意设计，课堂作业有问题的学生也需要将课堂作业重画一遍。通过课后作业提高学生的绘图速度，养成精益求精的学习态度，培养学生的创新意识。

因为在学习初阶段，教师以引导学生自学能力培养为主，后阶段布置难度相当的课后作业，利用课余时间加强联系，填补课时方面的空缺，加强学生对问题的理解与操作技能。课后可以通过腾讯会议集中对学习案例的关键内容以及学生易出错的地方进行重点讲解。个别学生通过微信等私聊的方式进行线上沟通或下课后线下当面交流沟通，进行解疑答惑。

在该课程的教学过程中，基础作业帮助少数差等生课堂上能跟得上学习进程，课后可以花大量时间完成思考题和简易的创新创意作业；思考题使大部分中等生在基础作业的基础上有提高，能设计出中等难度的产品；创新创意作业能满足优等生的求知欲，发挥他们创新精神和学习能力，设计出有一定难度的产品，并让他们成为小教师，体验式教学，将创意作业展示给师生，一方面利于其他学生学习，也培养了优等生的综合能力。通过100多个图形的不断练习和绘图习惯的培养，学生养成了认真细致、一丝不苟、精益求精的工匠精神。

4    课程教学效果评价与展望

线上线下混合教学前后的教學成绩对比如表1所示。

由表1可知，2021模具设计与制造班采用线上线下混合式教学后，全班平均分提高了5分以上，优秀学生的比例增加，不及格学生的比例降低，表明教学改革后学生的成绩得到了提高，教学优化效果显著。并且该班获2021—2022年度“CAXA数码大方杯”工业数字化关键技术应用赛项的二等奖一人，获第二届“中望杯”工业软件大赛机械赛项的二等奖一人，充分表明了混合式教学更利于优秀学生的技能提升。

5    结论

在在教学中利用在线教学平台实现课堂教学模式不仅可以提高学生的学习积极性，发挥他们的主观能动性，而且提高课堂教学效率，满足学生个性化发展的需求。学习难度不断递增的情况下，学生锻炼出了不断实践、勇于探索、不怕失败、战胜困难的精神，一个图形有问题会反复琢磨直到画出完美的图形。无论是在课堂还是课后，学生互相帮助，碰到问题讨论和研究，形成了良好的团队协作习惯，不是抄袭，而是一起进步。通过一次次创意设计作业，越来越多的学生敢于思考，勇于创新，设计出越来越多的好作品。通过线上线下混合式教学，不仅整体提高了学生的综合素质，更多同学有信心参加各类技能竞赛，进一步锻炼学生的综合技能，并获得历史好成绩。这次课程教学改革的成功也为其他机械软件类的课程改革提供了可行的参考方法，也可带动其他专业的课程改革。

参考文献：

［1］汪学均，王辉，钟燚，等.线上线下混合式智慧教学模式构想与实践［J］.中国教育信息化，2022，28（10）：84-92.

［2］杜沙沙，谢青松.学分银行服务职业教育：价值意蕴、内在逻辑与实践路径［J］.职业技术教育，2022，43（34）：68-73.

［3］于斐，刘光明.线上、线下混合式教学在机械CAD/CAM技术课程的实践［J］.南昌航空大学学报（自然科学版），2021，35（1）：123-128.

［4］韦芙芽，孙士平，付春林.电子线路CAD线上线下混合教学模式探索［J］.中国教育技术装备，2020（22）：71-73.

［5］王凯.线上线下混合教学在高职CAD课程中的应用［J］.陕西教育（高教），2021（5）：64-65.

［6］索成林.高职院校混合式教学存在的问题与对策［J］.教育理论与实践，2021，41（12）：25-27.

［7］吴伶.基于学习循环理论的高职混合式教学探析［J］.教育与职业，2022（6）：100-103.

［8］张远平.混合式教学视阈下在线教学评价模式：现状、困惑与思考［J］.机械职业教育，2022（5）：49-53.

［9］李利，高燕红.促进深度学习的高校混合式教学设计研究［J］.黑龙江高教研究，2021（5）：148-153.

［10］陈婧.论基于混合式教学的高校创新人才培养模式［J］.中国人民大学教育学刊，2022（1）：87-98.

Research on Online and Offline Blended Teaching of ‘Comprehensive application of CAD software in Higher Vocational Colleges

SHENG  Yonghua，GUI  Yan，KUANG  Weihua

（School of Intelligent Manufacturing，Guangzhou Panyu Polytechnic，Guangzhou 511483，China）

Abstract： In view of the characteristics of the ‘comprehensive application of CAD software course， such as the ability of reading， drawing， space imagination and computer operation， online and offline blended teaching combined with student-centered teaching methods are proposed based on the analysis of the actual teaching problem. Taking the stretching characteristics teaching module as an experiment example， it reflects that the new teaching model is conducive to cultivating autonomous learning ability and innovation consciousness， improving the teaching quality， and optimizing the learning effect.

Key words：higher vocational colleges、CAD software、online and offline blended teaching

［責任编辑：许立群］