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        《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐探究

        2023-05-30 22:01:01張曉青
        電腦知識與技術(shù) 2023年3期
        關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂

        張曉青

        關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;驅(qū)動項目

        中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        文章編號:1009-3044(2023)03-0172-03

        新型冠狀病毒給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了一定的影響,同時也在很大程度上影響了高校課程教學(xué)活動的開展。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成為疫情期間高校課程教學(xué)的主要形式。在此背景下,探索《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐就顯得十分必要。

        1 《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程簡介

        《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。通過課程學(xué)習(xí),學(xué)生熟悉數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)理論,以UG NX系統(tǒng)為技術(shù)載體學(xué)習(xí)基礎(chǔ)應(yīng)用技能,掌握運(yùn)用系統(tǒng)進(jìn)行三維建模、模型分析、虛擬裝配、干涉檢查、工程圖處理等數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計的流程與基本方法。

        《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識發(fā)現(xiàn)、分析、解決復(fù)雜工程問題的綜合能力與創(chuàng)新意識,貫徹特征模型及參數(shù)化設(shè)計等設(shè)計理念,構(gòu)建數(shù)字化三維模型與虛擬裝配體,依據(jù)產(chǎn)品功能要求進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析與干涉檢查,遵循工程制圖國際與國家標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行工程表達(dá),旨在培育學(xué)生根據(jù)設(shè)計產(chǎn)品的功能與性能要求確立科學(xué)設(shè)計思想,快速準(zhǔn)確完成機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計的能力。

        2《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的具體實(shí)施情況

        2.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方案設(shè)計

        《數(shù)字化設(shè)計方法》課程包含理論教學(xué)(概念與基礎(chǔ)理論)與實(shí)踐教學(xué)(應(yīng)用技能)兩部分,其中,課程以實(shí)踐教學(xué)為主,重在培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)理論指導(dǎo)下熟練應(yīng)用數(shù)字化技能解決工程實(shí)際問題的能力。傳統(tǒng)的線下課程教學(xué)主要采用講練結(jié)合、邊講邊練的形式進(jìn)行,教師講解基礎(chǔ)理論后,向?qū)W生教授數(shù)字化設(shè)計的流程與基本方法,學(xué)生則在觀摩教師操作演示后進(jìn)行課堂訓(xùn)練,課外通過驅(qū)動項目對應(yīng)用技能加以訓(xùn)練和鞏固。

        開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時,固定時段同一平臺上參與學(xué)習(xí)各門課程的人員眾多,教師教學(xué)中的實(shí)時操作演示可能會因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)卡頓等原因出現(xiàn)內(nèi)容缺失,容易影響學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的正確理解,并且,線下課堂訓(xùn)練環(huán)節(jié)中教師的實(shí)時指導(dǎo)也難以實(shí)現(xiàn)。故而,需要對原有的實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

        通過綜合分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)及其利弊因素,課程組制訂了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方案。在理論教學(xué)部分,沿用原有的方式,采用網(wǎng)絡(luò)直播形式進(jìn)行,教師講解的內(nèi)容以作業(yè)講解、討論為主;在實(shí)踐教學(xué)部分,主要采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行,將教學(xué)活動分為課前、課中兩部分。將原有的線下教學(xué)中“理論講解+實(shí)踐練習(xí)”的教學(xué)流程調(diào)整為“課前微課助學(xué)+課中理論講解+課中作業(yè)討論”。課程中的驅(qū)動項目仍采用課后研習(xí)形式進(jìn)行,同時增設(shè)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)互評的要求。具體課程教學(xué)計劃情況見表1。

        2.2 翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐教學(xué)

        《數(shù)字化設(shè)計方法》的實(shí)踐教學(xué)采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行,教學(xué)中,原來課堂教學(xué)的內(nèi)容被轉(zhuǎn)移到課前進(jìn)行。在備課階段,教師將系統(tǒng)的使用方法講解與操作演示內(nèi)容制作成微課視頻,上傳至網(wǎng)課學(xué)習(xí)平臺,并同時發(fā)布若干難易程度不一的操作習(xí)題。其中,低難度習(xí)題是學(xué)生在觀看微課視頻、進(jìn)行實(shí)踐系統(tǒng)基礎(chǔ)操作后即可無障礙完成的習(xí)題;高難度習(xí)題需要借助一定的應(yīng)用技巧與思路才能完成。網(wǎng)絡(luò)直播授課時,教師講解數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)理論,并結(jié)合學(xué)生低難度作業(yè)的完成情況,對微課中的基礎(chǔ)技能進(jìn)行概括總結(jié),教學(xué)活動的重點(diǎn)放在與學(xué)生共同討論剖析高難度作業(yè)的解題思路與最優(yōu)解題方法上。

        線下教學(xué)模式下,學(xué)生在教師的統(tǒng)一安排下學(xué)習(xí)數(shù)字化設(shè)計基礎(chǔ)理論,然后練習(xí)應(yīng)用技能與方法,整個教學(xué)過程是一個從理論到實(shí)踐的進(jìn)階過程。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式下,學(xué)生自主選擇時間進(jìn)行課程內(nèi)容學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)微課視頻后,學(xué)生需自行摸索與練習(xí)數(shù)字化設(shè)計方法,然后在網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)中學(xué)習(xí)相應(yīng)的理論知識,并從相關(guān)設(shè)計思路分析與應(yīng)用技巧分享中提高自己的認(rèn)識。在這個學(xué)習(xí)過程中,知識的獲得與技能的提高完成了從實(shí)踐到理論再回到實(shí)踐的循環(huán)過程,教學(xué)層次實(shí)現(xiàn)從“授之以魚”到“授之以漁”的躍遷。同時,學(xué)生數(shù)字化設(shè)計能力的提升途徑也從教師課堂巡視中的指正錯誤轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生交流探討后發(fā)現(xiàn)自己的不足并通過多種途徑予以改進(jìn)。在這個學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生成為自身學(xué)習(xí)行為的管理者,學(xué)習(xí)行為更為積極主動。

        同時,課程教學(xué)中的實(shí)踐教學(xué)部分從單一的課中學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前自學(xué)與課中交流相結(jié)合,促使課程的正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)在時間上實(shí)現(xiàn)了“翻轉(zhuǎn)”,理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)在內(nèi)容交匯上實(shí)現(xiàn)了“翻轉(zhuǎn)”[1]。同時,這種教學(xué)活動也是學(xué)生與教師在學(xué)習(xí)主從作用上的“翻轉(zhuǎn)”,在這一以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變過程中,學(xué)生的主體作用得到了發(fā)揮,教師則起到了激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性的作用。

        2.3 生互評的驅(qū)動項目

        課程學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生以小組(2-3名學(xué)生/組)為單位跟隨課程教學(xué)的進(jìn)度同步完成驅(qū)動項目。每個小組設(shè)計真實(shí)存在或創(chuàng)意構(gòu)思的機(jī)械裝置,學(xué)生能通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動獨(dú)立完成特定功能。裝置包括15種以上零件,且至少2種以上零件具有中等復(fù)雜程度。項目成果包括零件及裝配體模型文件、分析檢測報告與工程圖樣。驅(qū)動項目為學(xué)生提供了運(yùn)用課程知識解決實(shí)際問題的生產(chǎn)模擬情境,幫助學(xué)生在掌握數(shù)字化設(shè)計技能的同時樹立學(xué)以致用的思想。

        驅(qū)動項目通常在課后進(jìn)行。線下教學(xué)模式中,各項目小組基本處于獨(dú)立完成項目的狀態(tài),相互之間缺乏交流。而在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中,課程教學(xué)實(shí)行“學(xué)生互評”的評議制度。各項目小組在創(chuàng)意—建?!獧z測—工程圖處理等各階段均需將數(shù)字化設(shè)計實(shí)施情況、項目難點(diǎn)及解決方案等介紹內(nèi)容提交至網(wǎng)絡(luò)平臺,接受其他小組的觀摩。每個小組須就其他小組驅(qū)動項目具體的實(shí)施情況進(jìn)行評議,指出其中的不足,提出更為合理準(zhǔn)確的解決方法。同時,也要對其他小組評議意見予以回應(yīng),修改與完善本組項目。匯報、評議、討論等內(nèi)容按質(zhì)量高低評分,計入驅(qū)動項目成績。

        項目研究中設(shè)置有學(xué)生互評環(huán)節(jié),最大限度地擴(kuò)展學(xué)生之間的專業(yè)討論范圍,大幅增加頻次,使其他討論層次不斷深入。班級范圍內(nèi),學(xué)生之間的信息交流容易引發(fā)頭腦風(fēng)暴效應(yīng),產(chǎn)生思維共振,為學(xué)生創(chuàng)新思維的形成提供了良好的機(jī)會。在加深專業(yè)知識理解的同時,學(xué)生能夠正確運(yùn)用專業(yè)術(shù)語進(jìn)行交流,學(xué)術(shù)交際能力也能夠得到鍛煉[2]。

        2.4 分層分組的教學(xué)探索

        不同的學(xué)生在現(xiàn)有知識掌握程度、學(xué)習(xí)能力等方面均存在一定的個體差異。認(rèn)識并接受學(xué)生的這些個體差異,可以確保在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的同時,給不同層次的學(xué)生確立不同的學(xué)習(xí)要求,使其能經(jīng)自身努力實(shí)現(xiàn)知識與能力的提升,這也是因材施教教學(xué)理念的切實(shí)體現(xiàn),是對每一個學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的尊重與保護(hù)。

        在驅(qū)動項目環(huán)節(jié),教師開展了分層分組的教學(xué)探索。項目開始前,任課教師設(shè)計專門的問卷對學(xué)生的情況進(jìn)行調(diào)查。并依據(jù)以往學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)業(yè)成績,按學(xué)習(xí)水平高低將其劃分為不同的層級。同時,依據(jù)學(xué)生分析、創(chuàng)新、規(guī)劃等能力的自我評價情況,對每個學(xué)生的特質(zhì)能力進(jìn)行強(qiáng)弱評估。學(xué)生遵循以下三項原則進(jìn)行自由組合,形成驅(qū)動項目研究小組。第一,同組成員學(xué)習(xí)能力應(yīng)處于同層級;第二,同組成員強(qiáng)特質(zhì)能力應(yīng)有類別差異,弱特質(zhì)能力則不宜同類;第三,多項特質(zhì)能力為弱的學(xué)生之間不得同組。

        研習(xí)小組自選驅(qū)動項目內(nèi)容時,在滿足課程目標(biāo)要求的前提下,教師會根據(jù)小組成員的學(xué)習(xí)能力層級提出難度不一的目標(biāo)要求。小組成員特質(zhì)能力強(qiáng)弱錯位結(jié)合,有助于組員之間形成優(yōu)勢互補(bǔ),避免因成員弱特質(zhì)能力相似而出現(xiàn)集體擺爛的情況。學(xué)業(yè)水平相近的學(xué)生組合在一起,形成“最近發(fā)展區(qū)”,成員間的交流容易得到相應(yīng)的回應(yīng),進(jìn)而產(chǎn)生共鳴,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也會受到激發(fā),這樣能使不同層次的學(xué)生都得到適度的鍛煉與提高[3]。實(shí)踐表明,分層分組模式下的驅(qū)動項目研究中,雖然各小組接受的項目要求不盡相同,但都能完成項目研習(xí),達(dá)到鍛煉數(shù)字化技能與培養(yǎng)創(chuàng)新思維的目的。

        2.5 構(gòu)建自由學(xué)習(xí)空間

        網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式之下,學(xué)生以獨(dú)立自主的方式學(xué)習(xí),成為學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的組織者與管理者。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是最主要的教學(xué)場所,平臺上的學(xué)習(xí)內(nèi)容是最主要的學(xué)習(xí)素材,是翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)生通過對平臺內(nèi)容的自由學(xué)習(xí),習(xí)得數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用方面的基礎(chǔ)認(rèn)識與應(yīng)用方法,并結(jié)合自己的學(xué)習(xí)成果參與課堂討論,不斷提升自己的能力水平。同時,平臺內(nèi)容的質(zhì)量水準(zhǔn)直接決定著學(xué)生的專業(yè)基本認(rèn)識程度,影響著后續(xù)知識構(gòu)建與內(nèi)化的成效[4]。

        依據(jù)課程大綱要求,教師對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的切分、整合與重組,使教學(xué)內(nèi)容更適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要。教學(xué)內(nèi)容以課程知識矩陣的形式呈現(xiàn)在教學(xué)平臺上,這對學(xué)生的自由學(xué)習(xí)起到了明顯的引導(dǎo)性作用。目前,網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用操作視頻教程多如牛毛,卻難以適應(yīng)課程教學(xué)的需要,因?yàn)檫@些課程的內(nèi)容水平參差不齊,甚至存在原則性的錯誤,容易誤導(dǎo)學(xué)生。教師原創(chuàng)制作優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻,契合教學(xué)內(nèi)容,能夠有效幫助學(xué)生理解與掌握數(shù)字化技能,有助于提高學(xué)生對數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用技能的整體認(rèn)識。

        在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上,教師會同時向?qū)W生提供機(jī)構(gòu)運(yùn)動、工程表達(dá)規(guī)范、數(shù)字化制造等其他專業(yè)課程的知識點(diǎn)鏈接,幫助學(xué)生拓展自己的專業(yè)視野,以加深對知識內(nèi)容理解,將自身置身于專業(yè)領(lǐng)域全面審視與學(xué)習(xí)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)。

        3《數(shù)字化設(shè)計方法》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中需要注意的事項

        目前,高校大學(xué)生電腦與智能手機(jī)的普及率普遍較高,這使得通過網(wǎng)絡(luò)獲取各類資源成為大學(xué)生日常學(xué)習(xí)和生活中的重要活動內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)習(xí)方式打破了地域空間限制,學(xué)生不受學(xué)習(xí)時段的約束,這能夠滿足具備學(xué)科基礎(chǔ)知識與自學(xué)能力的高校學(xué)生進(jìn)行移動化學(xué)習(xí)的需求[5]。

        影響《數(shù)字化設(shè)計方法》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果的最重要因素是學(xué)生,學(xué)生不同的學(xué)習(xí)態(tài)度與參與程度,會對其學(xué)習(xí)結(jié)果產(chǎn)生深刻的影響。頻繁缺課與學(xué)程嚴(yán)重滯后等原因,勢必會影響學(xué)生《數(shù)字化設(shè)計方法》課程的學(xué)習(xí)效果,并且這種現(xiàn)象在高校中并非鮮見。教師在進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)宣傳的同時,還要通過考勤、作業(yè)、課堂交流、項目檢查等方式及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并在課程教學(xué)中采用多種方式與學(xué)生保持聯(lián)絡(luò)與交流,鼓勵他們積極、主動學(xué)習(xí)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐教學(xué)效果較為理想,學(xué)生的學(xué)習(xí)成績有明顯提高(見表2) 。

        相關(guān)數(shù)據(jù)表明,截至2020年5月8日,全國1454所高校開展在線教學(xué),103萬名教師在線開出了107萬門課程,合計1226萬門次。這說明網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不只是部分教師的教學(xué)嘗試,大部分高校教師都不同程度地參與其中,成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的策劃者與實(shí)施者?!稊?shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐表明,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與特點(diǎn)因地制宜地制訂教學(xué)計劃,揚(yáng)長避短,有效實(shí)施,教學(xué)者與學(xué)習(xí)者都能夠從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐中有所收獲。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是在新型冠狀病毒感染影響下采取的新的《數(shù)字化設(shè)計技術(shù)》課程教學(xué)模式。相較于原有的線下教學(xué)模式而言,這種教學(xué)方式在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面都有較高的靈活性,并且能夠根據(jù)學(xué)生的個性化特點(diǎn)進(jìn)行差異化、層次化的設(shè)計,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)良好的課程學(xué)習(xí)。當(dāng)然,雖然研究表明,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐有較好的教學(xué)優(yōu)勢和功能,但這些情況的實(shí)現(xiàn)是建立在學(xué)生自主、積極參與基礎(chǔ)上的。因此,在平時的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)實(shí)踐中,教師還需要重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力,通過課程教學(xué)內(nèi)容的豐富和教學(xué)方法的創(chuàng)新來持續(xù)激發(fā)學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)實(shí)踐的興趣與動力。

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