3D建模与装配训练课程混合式教学研究
孔胜平
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孔胜平,. 3D建模与装配训练课程混合式教学研究[J]. 建模与系统仿真,2021.7. DOI:10.12721/ccn.2021.157064.
摘要:
目的:在“互联网+教育”背景下整合网络慕课资源,将线上理论知识学习和线下实践技能训练相融合,进行高职课程的混合式教学研究。方法:本文以零件图设计为例,介绍了基于混合式教学模式在“3D建模与装配训练”课程中的教学设计及教学。结果:通过教学实践,混合式教学很好地激发了学生的学习主动性和积极性,在传授知识的同时培养了学生的综合素质,取得了良好的教学效果。结论:混合式教学促进了“3D建模与装配训练”课程教学质量的提升,为类似课程开展混合式教学提供了借鉴和参考。
关键词: 混合式教学;3D建模;装配训练;教学设计
DOI:10.12721/ccn.2021.157064
基金资助:

引言

随着信息化技术的迅猛发展,“互联网+教育”背景下精品课程、慕课(MOOC)、微课、翻转课堂等等新的信息化教学模式不断被教师应用到课程教学中。在新冠疫情期间,教育部倡导“停课不停学”,大量开展远程网络教学,教师们走入互联网,探索并积累了较为成功的网上教学经验,促使教师们开始摸索如何将线上学习与线下学习相融合,进行混合式教学。

混合式教学可以看成是“线下面对面与在线学习的集合”,是在线教学和传统教学优势有机结合的教学形式[1]。在互联网信息化熏陶下成长起来的新一代学生,能够很快适应这种新的教学模式。同时,混合式教学也使教师由知识传授者变成教学活动的指导者和设计者,学生由知识的被动接受者变成主动探究发现者。

1 课程教学现状分析

“3D建模与装配训练”是我校智能制造专业群各专业开设的一门专业必修课。在以往的教学过程中,采用的教学方法是先进行课堂授课,传授相关理论知识,然后再指导学生进行实践操作。这种教学模式下教师是教学活动的主体,学生的学习显得比较被动,培养的学生依赖性特别强。实践证明,这样的教学模式缺乏教学的灵活性和针对性,影响了学生学习的积极性,导致学生学习的自主性变差,不利于学生操作技能的培养和创新能力的提高,不能达到课程教学要求,教学综合效果比较差。

2 混合式教学模式的设计

混合式教学的应用要以网络共享平台为载体[2]。现阶段,线上教学平台有中国大学MOOC(慕课)、智慧职教、爱课程、学堂在线等,“3D建模与装配训练”课程的混合式教学采用了“学银在线”教学平台作为线上教学的支撑平台。借助“学银在线”平台优质的精品课程资源,充分利用精品课里丰富的课件、动画、微课短视频等教学资源进行灵活的、模块化的线上教学,同时利用线下实训室设备条件进行综合的、集中的技能训练教学。通过线上、线下两种教学形式的有效结合,对“3D建模与装配训练”课程的教学内容及教学方式进行优化,提高学生的学习热情,培养学生解决实际问题的能力。

3 混合式教学在课程中的应用

3.1 课前在线学习

“3D建模与装配训练”使用UGnx软件进行三维模型创建和产品组件装配设计,并完成零件图、装配图制作。其中零件图是制造与检验零件的依据,是生产中的重要技术文件。零件图的设计是“3D建模与装配训练”课程学习内容的重要组成部分,学习中需要应用到“机械制图”中制图标准、投影视图方法、机件表达方法、尺寸标注方法等理论知识,同时又要掌握UGnx三维建模软件创建基本视图、投影视图、剖视图、轴测图、尺寸与注释等软件命令的操作步骤。

以支架类零件图设计教学为例,先指导学生在“学银在线”平台的“数字化设计与制造(UG应用技术)”精品课程中选择“工程制图篇”进行线上学习,学生通过课程提供的学习任务单、教学PPT、工程图教学短视频、练习题等对零件图设计所需机械制图理论知识、UGnx软件的三视图管理、剖视图创建进行学习。

通过在线精品课学习,观摩兄弟学校相同课程的教学情况,激发了学生掌握零件图设计的学习兴趣。通过短视频,将Ugnx软件制图模块的知识点进行了分解,减轻了理论知识的学习难度,吸引了学生的注意力,理解了零件图创建的基本步骤,为后续零件图设计实践操作奠定了基础。

3.2课中教学环节

“3D建模与装配训练”课程的线下授课主要是通过机房实践操作完成,教学过程分为以下三个环节:

第一环节,图纸分析。课前的线上学习中,教师安排了学生对工程图相关理论知识进行自主学习,在课堂上进行新课导入时,通过邀请学生分析图纸,说明支架类零件图中视图选择、剖视图种类、使用的剖切、标注命令等来检验线上学习效果。教师再进行图纸分析总结,认可学生线上自主学习获得的认知,指出学生还有哪些不解之处,可以带着疑问去听老师后续的讲解与示范操作。

第二环节,讲授新课及学生实践。支架类零件图设计的重点是图纸中旋转剖、局部剖和截断图的创建。教师将零件三维模型通过机房网络发送到学生机,然后讲解剖视命令、局部剖命令,示范视图编辑、边界控制等操作,教师一边讲解命令应用,一边演示操作步骤,学生跟随教师示范进行实践操作。通过零件图设计实例,让学生了解了理论知识的实战应用,UGnx软件命令的具体操作步骤,学生在练习中验证了理论知识,训练了操作技能,进一步理解和掌握了所学绘图知识,也培养了学生综合运用所学知识和方法去独立分析和解决问题的能力。学生练习过程中教师巡回指导,及时解决学生遇到的问题,对于学生练习中的共性问题再次进行统一讲授和指导。

本环节教师讲授和学生练习交替进行,讲授根据学生实际掌握情况分多次进行,每讲授和演示完一部分知识点就让学生进行相应练习,做到精讲多练[3]

第三环节,学生完成自主设计任务。经过线下学习,学生掌握了基本的零件图设计方法,教师再为学生安排《三维设计习题集》中类似的产品零件图,由学生自主设计完成。学生完成该任务不仅要探索零件三维模型创建方法、零件图设计思路,还要分析并确定详细的操作步骤,从而掌握了知识技能,促进了知识内化和思维创新。

3.3课后巩固拓展

学生在线下学习过程中还有没弄懂的知识点,课后通过线上视频再次学习。对于学有余力的同学,教师选择了具有一定复杂程度、综合性的零件图,制作出操作视频,通过班级QQ学习群发送给学生学习。课后作业给出难易程度不同的零件图,学生根据自己学习情况,去选择适当的设计图纸进行练习,进一步巩固基本知识,提升对知识灵活运用的能力。

4 混合式教学效果

混合式教学模式需要教育学生提前掌握线上与线下学习的方法和技巧,提高学习的自觉性和主动性,提高学习的责任感和使命感,只有这样他们才能够获得理想的混合式学习效果[4]

“3D建模与装配训练”课程通过混合式教学,很好地激发了学生对UGnx软件的学习主动性和积极性,学生综合能力得到提升,可以熟练地应用软件的建模、装配、制图模块,完成零件设计、产品装配、工程图制作等操作,学生的综合素质得到极大提升。教师通过混合式教学实践,做到了与时俱进,充分利用数字信息技术、网络慕课资源,拓展了教育的途径,让教育更加具有针对性,教学效率得到很大提升。

5 结论

对于实践性强的“3D建模与装配训练”课程,采用混合式教学模式可以将理论知识部分分解出来,通过课前线上学习完成,使学生在课堂上有更多的动手操作时间,充分进行软件实践及综合技能训练。实践结果表明,在“3D建模与装配训练”课程中实施混合式教学是可行的,不仅学习效果和学习效率有了较大的提升,而且学生的主动学习能力和实践能力也得以提高。混合式教学作为一种新的教学模式,为教学创新提供了更多的可能性,我们需要不断实践、不断研究、不断改进,才能找到实现混合式教学“高效”课堂的正确路径。

参考文献:

[1] 巩利芳,俞文沁. 线上线下相结合的混合式教学应用效果研究——以《财务会计实务》课程为例[J]. 现代营销(信息版), 2019,(03):70-72.

[2] 魏晓婷,刘明伟. 混合式教学模式在经济法课程中的应用研究. 新财经[J],2019,(01):125-126.

[3] 杜治平.三维软件应用课程装配模块混合式教学设计[J]. 内燃机与配件,2020,(18):255-256.

[4] 吕英海,崔志芳,高中政.混合式教学模式的高效利用研究[J]. 无线互联科技,2020,(04):109-111.

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