田和強(qiáng)，蘇春建，李桂莉，張金峰，王海霞

摘要：目前，CAD/CAE軟件課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法存在諸多問題，探索新的教學(xué)模式已經(jīng)成為提高CAD/CAE軟件課程教學(xué)質(zhì)量的重要工作。本文將“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式引入CAD/CAE軟件課程教學(xué)中，構(gòu)建CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，基于該模型進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。對于翻轉(zhuǎn)課堂的探究，還需要廣大教育工作者將技術(shù)的發(fā)展和新的教育理念進(jìn)行有效融合，大力推進(jìn)教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；CAD/CAE軟件課程；教學(xué)模型；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）37-0158-02

伴隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，CAD/CAE已滲透到制造業(yè)的細(xì)枝末節(jié)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段正逐漸被CAD/CAE技術(shù)代替，實(shí)現(xiàn)了由推廣普及到重要支撐的轉(zhuǎn)變。面向企業(yè)培養(yǎng)學(xué)生利用CAD/CAE進(jìn)行工程實(shí)踐的能力，提升學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用技能，已是高校機(jī)械類專業(yè)面臨的重要課題。本文將“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式引入CAD/CAE軟件課程教學(xué)中，為機(jī)械類CAD/CAE計(jì)算機(jī)軟件課程教學(xué)提供一條新的教學(xué)途徑。

一、CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂模型構(gòu)建

CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂要想取得好的教學(xué)效果，首先要構(gòu)建一個(gè)具有實(shí)踐指導(dǎo)性的模型，基于該模型整合學(xué)習(xí)過程中的各種教學(xué)資源，為學(xué)生個(gè)性化協(xié)作式學(xué)習(xí)提供服務(wù)。本文在分析國內(nèi)外各種翻轉(zhuǎn)課堂模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)CAD/CAE軟件課程的特點(diǎn)，借鑒建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)理論，構(gòu)建出實(shí)用的CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型（見圖1）。該教學(xué)過程包括自主學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)與開發(fā)、自主學(xué)習(xí)、課堂知識內(nèi)化、總結(jié)與反思幾個(gè)階段。模型中課前學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)兩個(gè)過程，利用信息技術(shù)和活動學(xué)習(xí)為CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)提供支撐，學(xué)生個(gè)性化協(xié)作式學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建與生成得益于信息技術(shù)的支持和學(xué)習(xí)活動的順利開展。

在CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂教師課前準(zhǔn)備階段，教師的一個(gè)主要任務(wù)是進(jìn)行教學(xué)資源設(shè)計(jì)與開發(fā)；在CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂課前自主學(xué)習(xí)階段，教師提供教學(xué)視頻或者優(yōu)秀教學(xué)資源幫助學(xué)生完成課前知識的傳授。之后，利用交流平臺對課前學(xué)習(xí)中的收獲和疑問進(jìn)行記錄和整理。同時(shí)，教師為學(xué)生提供CAD/CAE軟件課程的針對性課前練習(xí)，以對學(xué)生課前學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化和鞏固，并全面了解學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的疑難之處；在CAD/CAE軟件課程課堂知識內(nèi)化階段，利用課堂平臺，教師應(yīng)對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測評、交流、答疑和指導(dǎo)，完成課堂知識的進(jìn)一步內(nèi)化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量；課后進(jìn)行教學(xué)總結(jié)和反思，根據(jù)反饋效果進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)資源設(shè)計(jì)和課堂內(nèi)化效果。

二、CAD/CAE軟件課程教學(xué)設(shè)計(jì)

基于圖1所示的CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，制定切實(shí)可行的CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，如圖2所示。

1.教師課前準(zhǔn)備：①制定教學(xué)目標(biāo)。CAD/CAE軟件課程教學(xué)目標(biāo)是否明確、具體和規(guī)范，直接影響到教學(xué)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，因此確定CAD/CAE軟件課程教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。CAD/CAE軟件課程，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力。②分析學(xué)習(xí)對象特征。了解學(xué)生的原有知識水平、心理發(fā)展水平及學(xué)習(xí)風(fēng)格是分析學(xué)習(xí)對象特征的主要內(nèi)容，是開展教學(xué)的必要工作。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮影響學(xué)生學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的各種因素或特征，以設(shè)計(jì)出符合學(xué)習(xí)者自身特點(diǎn)的個(gè)性化、具有針對性和實(shí)用性的教學(xué)方案。CAD/CAE軟件課程，主要分析學(xué)生的先修課程體系，以及學(xué)生的基礎(chǔ)知識的掌握程度，為制訂合理的教學(xué)方案做準(zhǔn)備。

2.課下知識獲取：①選定教學(xué)內(nèi)容，整理教學(xué)資源。通過對教學(xué)目標(biāo)的制定和學(xué)習(xí)對象特征的分析，就可以確定學(xué)生起始能力和終點(diǎn)能力之間的差距。為填補(bǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)前后的差距，達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)，需要選定合理的教學(xué)內(nèi)容，提供合適的教學(xué)資源供學(xué)生學(xué)習(xí)。針對CAD/CAE軟件課程，需要制作優(yōu)秀的教學(xué)課件和視頻資料，搜索大量的學(xué)習(xí)資料，并推薦合適的教學(xué)參考書供學(xué)生使用。②設(shè)計(jì)學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)環(huán)境。翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生通過課下的自主學(xué)習(xí)獲取新知識，為此為學(xué)生設(shè)計(jì)個(gè)性化、協(xié)作式自主學(xué)習(xí)環(huán)境是非常必要的，利用該環(huán)節(jié)來支撐學(xué)生順利完成課下“知識獲取”。信息技術(shù)為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)境的建立提供了條件，可以將優(yōu)秀的教學(xué)資源傳到大容量的云盤中，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云服務(wù)技術(shù)，進(jìn)行教學(xué)資源的傳播，便于學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)。③設(shè)計(jì)課下自主學(xué)習(xí)效果評價(jià)。以CAD/CAE軟件課程教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，設(shè)計(jì)一些針對性的練習(xí)題目，對學(xué)生的學(xué)習(xí)活動過程及知識掌握效果進(jìn)行檢測，并對測評結(jié)果給予評價(jià)分析，查找知識漏洞，以了解學(xué)生知識掌握的程度，最后根據(jù)評價(jià)效果提供相應(yīng)的幫助資源。

3.課堂知識內(nèi)化：①課堂探究活動設(shè)計(jì)。根據(jù)學(xué)生課前對CAD/CAE軟件課程知識的獲取程度，基于課堂平臺，設(shè)計(jì)有探究意義的問題情境，供學(xué)生在課堂上探究學(xué)習(xí)。②學(xué)習(xí)成果交流展示設(shè)計(jì)。基于交流互動平臺，在教師的指導(dǎo)下開展CAD/CAE軟件課程學(xué)習(xí)成果交流展示活動，通過互動交流實(shí)現(xiàn)思想的碰撞升華。

4.課后總結(jié)反思：根據(jù)反饋效果進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)資源和課堂內(nèi)化效果，實(shí)現(xiàn)CAD/CAE軟件課程教學(xué)的優(yōu)化提升。

本文建立的CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式和結(jié)構(gòu)，教師升格為學(xué)生學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)者、指導(dǎo)者、幫助者和學(xué)習(xí)伙伴，學(xué)生則是課堂教學(xué)的主體，在教師的指導(dǎo)下開發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思維認(rèn)知和解決問題的能力。在此基礎(chǔ)上的CAD/CAE軟件課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)性和可操作性較強(qiáng)，為今后CAD/CAE軟件課程教學(xué)實(shí)踐建立了理論和方案保障。

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基金項(xiàng)目：山東科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院特色名校建設(shè)項(xiàng)目《翻轉(zhuǎn)課堂在機(jī)械類專業(yè)CAD/CAE計(jì)算機(jī)軟件課程教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐》。

作者簡介：田和強(qiáng)（1979-），男，博士，山東曹縣人，山東科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院機(jī)制系講師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造、有限元分析和機(jī)械工程測試技術(shù)方面的工作。