基于微课的机械类CAD课程教学改革与实践

侯建明 何建林

摘 要 针对机械类CAD课程授课方式单一、教学内容多而课时少、线上教学资源不足等问题，利用微课为载体进行翻转课堂，采用线上和线下混合式教学模式进行课堂教学改革，充分利用信息化教学手段，实现了线上和线下混合式教学的深度融合，为机械类专业的学生提供了多维度的学习方式，提高了学生的学习兴趣，提升了人才培养质量。

关键词: CAD；微课；混合式教学

[作者简介] 侯建明(1987-)，男，籍贯江西省赣州市，硕士研究生，主要研究方向为材料加工工程。

[基金项目] 2018年佛山市科技局自筹经费类科技计划项目（项目名称：佛山市陶瓷企业环保机械设备应用的改进研究 项目编号：K683019012012）

1. 前言。

由美国Autodesk公司开发的通用计算机辅助设计软件AutoCAD是国际上广泛应用的绘图工具。它在二维绘图、三维设计等领域得到了非常广泛的应用。AutoCAD 软件体系具有结构开放，易于掌握，操作方便的优点，同时具有良好的用户界面。用户通过命令行方式或交互菜单便可以进行各种操作，使用十分便捷，广泛应用于机械、建筑、石油化工、电子工业环境规划等多方面领域^[1]。

在高职院校的机械类专业中，机械制图与CAD是必修的专业基础课，主要培养该专业学生运用CAD软件绘制二维和三维图形的能力、看图识图能力。掌握机械CAD绘图技术，是机械工程师必备的基本素质之一。机械类CAD课程是一门理论性和实践性紧密结合的课程，课程特点为知识点繁多、对学生的思维能力和空间想象能力要求较高^[2]。如何高效利用有限的教学资源，提高学生对该课程的学习兴趣和提高教学质量是每位老师必须思考的问题。本文针对目前高职院校机械类CAD课程教学中存在的问题，以微课为载体，在智慧职教平台上进行了线上和线下混合式教学模式研究，利用信息化教学手段对教学内容和教学方法进行了课程设计，对该课程的信息化教学方法进行了探索和思考。

2. 高职院校机械类CAD课堂教学存在的问题。

2.1教学内容和授课方式传统单一。

大多数机械类的CAD教材内容按传统知识点进行划分，缺乏工程上机械类项目应用的案例，缺少设置具体工作的任务情境，不利于激发学生的学习兴趣。传统的授课模式中，教师大多采用灌输性、填鸭式讲授模式，学生处于一种被迫学习状态，学习效率低，学习效果差。学生处于被动一方，不利于发挥学生的主动性。CAD软件有大量的操作命令，同时对机械制图的知识有又较高的要求，教学模块设计不合理，缺乏与机械制图内容的联系，较难实现预期的教学目标。学生在课后缺乏自主学习的平台渠道，缺少能吸引学生主动学习的教学资源。学生的学习方式传统单一，不利于发挥学生的创造性。

2.2教学内容繁多与有限的课时相矛盾。

机械类CAD课程教学内容丰富，操作命令繁多，教学内容呈现多学科交叉特点，与机械制图联系紧密。教师不仅要介绍 CAD 基础知识，还要讲授CAD 基本命令的操作。课程对学生的机械制图知识、学生读图识图能力、空间想象和思维能力都有较高要求。而机械类CAD的学时设置往往有限，以广东环境保护工程职业学院的机械类专业为例，机械类CAD的学时为60个学时。丰富的教学内容加上琐碎的CAD 软件操作技能，使得教学工作量庞大，这一矛盾直接导致课堂教学效率低下^[3]。有限的学时使得教师在授课时候内容深入不够，如何提高课堂效率，让学生充分利用课后的时间进行有效的碎片化学习，充分提高学生的学习兴趣，是教师必须要思考的问题。

2.3 线上教学资源不足。

传统的机械类CAD课程教学资源主要包括教材及配套的习题集，或是由教师提供工程图样等案例，鲜有针对CAD操作命令的视频资料。虽然网上CAD课程资源较多，但与学生的专业匹配性不够。学生获取教学资源的主要途径是图书馆、教材、网络课程等。线上教学资源的缺乏，不利于有效利用课后闲暇时间进行学习，不利于调动学生自主学习的积极性，不利于以学生为主导的教学模式。教师要提高课堂效率，就必须解决线上教学资源不足的问题。要善于利用先进的技术手段和管理措施，对机械类CAD课程的知识框架进行梳理和提炼，多渠道多维度对学习资源进行整理与归纳，解决学习资源缺乏针对性设计等问题。

3. 微课的特点和优势。

微课是互联网背景下一种新兴的授课方式，受到了广大院校师生的欢迎。它具有明显的针对性，由教师选取某个知识点，制作5-10分钟的短视频，有针对性地讲解重点难点。通过生动形象的视频，将教学内容情景化、直观化，学生有很好的学习体验，有利于提高学生的学习兴趣。这种微视频的学习方式，符合学习者的心理特点，不会给其视觉驻留带来任何消极影响，降低了学习者的认知负荷，体现了以学习者为中心的设计理念。学习内容的即时传输，使学习互动性、时效性更强

^[4]。微课视频短小精悍，方便点播和下载，学生可以反复观看，直到完全掌握为止。在这种新型的教学模式下，学生在课堂外，不受时间和空间的限制，能有效利用课外闲暇时间进行碎片化和多维度的学习，提高学生的学习能动性。这种方法完美地融合了线下学习和线上学习的优点，随着我国信息化教学手段的日渐丰富和数字化“微”时代的到来，微课内容重难点板块分配合理，突出了微课教学课程中视频的主要作用^[5]。

4. 基于微课的翻转课堂教学改革实施。

4.1 课前准备。

授课教师提前研究和梳理好机械类CAD课程中的各个单元和板块的重点和难点内容，并且由教师亲自录针对性强的系列化和制碎片化的微课视频单元。每个微课视频都针对某个重点讲述一个知识点或者解决一个问题^[5]。每个视频的长度控制在5-10分钟内，需要注意的是，教师在制作微课教学视频时依然要保证教学设计的完整性和内容的全面性^[6]，教师将视频剪辑并配以图片和文字材料，编辑成每个单元的学习素材，并把这些微课视频上传至智慧职教平台。在上课前一周，由教师提前布置学习内容和要求，学生需要根据老师发布的预习要求，在课余时间登录智慧职教平台进行学习。教师可以在平台监控学生的预习情况，也可设置测试题对学生的预习效果进行检测。针对学生难以掌握的知识点，在上课时候进行重点讲解，有针对性地组织教学。

4.2课中讨论。

在课中讨论环节，需要教师提前对学生进行分组。首先，每个组员针对自己自习时遇到的问题和困难，跟其他组员进行交流，组员之间一起探讨和解决各个组员遇到的问题，若所有组员都解决不了的问题则交给教师解决。其次，教师对基础知识、重点难点进行详细的讲解。在这个过程中，教师处于主导地位。在讨论中，教师有三重角色^[7]，第一个角色是授课教师，负责基础知识的讲解，第二个角色是答疑者，各小组解决不了的问题，由教师进行解答，第三是主持人角色，教师扮演着主持人的角色引导各个小组进行讨论，教师角色发生了变化，通过讨论，提高了学生对课堂的参与度，完成被动学习到主动学习的转变，增加团队协作的能力，提高教学质量。引入翻转课堂后，学生的课外时间得到了有效的利用，课堂效率也得到了极大提高，课堂上教师不必对每一个基本操作命令进行演示，省下来的课时有利于更好地因材施教，教师可以更合理地安排好多出来的课内学时^[8]。

4.3 课后巩固。

在课后，教师需要在智慧职教平台布置相应的课后习题。课后习题应由授课教师精心挑选，教师应精心设计工程项目实践内容。学生则需要登录智慧职教平台按时完成课后实践。在这个过程中，师生可以通过智慧职教平台、微信、QQ等各种信息化手段进行互动和交流。教师可以随时查看和监控学生的学习情况，及时掌握学生的学习动态。教师可以充分利用好智慧职教的职教云平台，该平台具有设计个性化课程、上传教学资源、线上签到、在线测试、作业布置及完成、讨论提问交流等功能，非常适合移动和碎片化学习，并且能利用大数据手段对学生的学习状况进行监控，学生可以对课堂进行评价和自我纠错^[9]。教师可以定期针对学生的学习情况进行问卷调查，学生可以针对教师的教学进行反馈和评价，教师根据反馈的情况进行教学内容的调整和教学方法的改进，从而不断提高教学质量。

5. 总结

针对传统的机械类CAD课程授课方式单一、教学内容多课时少、线上教学资源不足等问题，在机械类CAD课程教学中引入翻转课堂，利用微课课程资源作为载体，充分利用智慧职教等信息化教学平台进行翻转课堂，采取线上和线下混合式教学模式进行课堂教学改革，充分利用信息化教学手段，有效提高了教学质量。引入翻转课堂教学模式能够有效地增加师生间的互动交流，使学生在课堂上完成由“被动学”到“主动学”的角色转变，极大地提高了学生的积极性。翻转课堂的教学模式要求师生在课前、课中及课后积极配合，对学生信息化手段的使用也有要求。与此同时，随着时代的发展，认识并掌握更多的信息化教学手段是教师应具备的职业素养，翻转课堂模式在机械类CAD课程教学改革中的顺利推进也对高校教师提出了更高的要求。

参考文献

[1]王淑琼.微课教学在《CAD应用技术》课程中的应用研究[J].化学工程与装备,2020(01):284-285.

[2]李自强.基于云班课的“机械制图与CAD技术”课程混合式教学探讨[J].南方农机,2020,51(11):182-183.

[3]满吉芳.“互联网+”环境下翻转课堂教学模式的探索与实践——以“土木工程CAD”课程为例[J].福建建材,2020(09):113-115.

[4]何博,兰国帅,王祖源,张一春.基于混合学习的微课教学应用研究[J].中国教育信息化,2014(20):15-17+24.

[5]周吉妍.微课在中职建筑CAD教学中的应用研究[J].职业,2019(34):112-113.

[6]王黎光,刘芹,冯俊琨.微课在Auto CAD教学中的应用实践与探索[J].科技风,2019(30):44-45.

[7]张丽慧,文东辉,王辉,孔凡志,陈珍珍,梁军.基于微课的机械CAD/CAM翻转课程教学改革[J].教育教学论坛,2020(16):186-187.

[8]何强.翻转课堂在高校机械CAD/CAM课程中的教学改革探讨[J].科技创新导报,2018,15(13):222-223.

[9]侯建明,许占显.基于智慧职教平台的《机械设计基础》课程教学改革与实践[J].

广东化工,2020,47(08):223+191.