翻转课堂在高职机械CAD／CAE软件(Proe)课程中的实践应用研究

王记彩，余 健

（嘉兴南洋职业技术学院,浙江 嘉兴 314003）

“中国制造2025”的出台，说明我国制造业的发展趋势是信息技术和先进制造业的结合，或者说以互联网+先进制造业的结合。随着信息技术的飞速发展，CAD／CAE技术正逐步取代传统的设计手段，成为推动制造业发展的重要技术力量。面对制造业的转型和升级，对高职院校来说，我们的迫切任务就是面向企业培养学生利用CAD/CAE进行工程实践的能力。

CAD／CAE软件(Proe)课程是高职机电类专业重要的专业基础课，实践性、操作性比较强，对学生专业技能和实践能力的培养具有重要的作用。因此，对CAD／CAE软件(Proe)课程教学模式和教学结构的改革，已经成为很多教育者的研究方向。本次将“翻转课堂”教学模式引入课程教学中，是对CAD／CAE软件(Proe)课程进行的一次新的尝试和改革。

一、翻转课堂教学模式

翻转课堂又称反转课堂，教师在课前提供给学生以视频为主的学习资源，学生利用自己的课余时间在课前完成这些知识的学习和练习，课堂上师生共同完成学习问题的交流、学习任务的分组协作学习、成果的交流等活动。翻转课堂是一个全新的教学模式，它彻底打破了原有的“教师满堂讲、学生被动听”课堂模式，真正实现了“以学生为中心”，在课堂上，学生是学习的主体，通过小组协作、讨论等方式主动学习和完成任务，而教师则更多地是作为引导者、组织者的角色。这种模式的转变，有助于提高学生的自主学习能力，同时也增强了学习中的互动。

二、高职机械CAD／CAE软件(Proe)课程采用翻转课堂教学模式的必要性

传统的CAD／CAE软件(Proe)课程教学，教师通过教学项目或教学案例讲解特征命令的用途和操作方法，并进行操作演示，学生大多被动地接受知识，按照教师的指示完成课堂的练习实例。这种模式，使我们目前的教学遇到了以下瓶颈：

1.教师难以完成教学目标

CAD/CAE软件类课程建模命令较多，建模过程比较繁琐，而且难度较大。若仍沿用传统的教学方法，教师很难完成教学目标，让绝大多数学生在课堂上掌握软件的应用。加上学生的接受能力不同，有的学习得快，有的学得慢，就会出现这种现象——学得快的学生要等学得慢的学生做好了才能学新知识，学得慢的同学由于经常跟不上慢慢地学习兴趣降低。同时随着时间的推移，前面所学知识容易遗忘，后面需要重新再教一遍，教学目标难以全面完成。

2.教师和学生的沟通不足

目前高职CAD／CAE软件(Proe)课程教学中，很多学校仍然坚持传统以教师为主导的教学模式，在有限的上课时间里教师灌输式教学，课下因场地、时间等原因师生相互之间缺少讨论与沟通，课后虽然可以通过QQ、电话等方式进行沟通，但沟通几乎没有。

3.学生自主学习能力缺失

我国的大多数高职院校仍是沿用传统的教学模式，教师在课堂上忙于完成教学任务，往往是填鸭式的满堂灌，学生更多是被动地听和接受，对教师的依赖比较强，他们往往等着教师告诉他们学什么、怎么学、怎么做，缺乏学习的积极性和主动性，上课玩手机现象比较多，自主学习能力较差，不利于学生后续的学习和职业生涯。

三、翻转课堂教学模式设计

（一)构建翻转课堂教学模型

本文在学习国内外翻转课堂模型的基础上，结合课程特点，构建了CAD／CAE软件(Proe)课程翻转课堂教学模型，如图1。在该模型中，课堂教学过程不只包括传统的课中阶段，更是延伸至课前阶段和课后阶段。

图1 翻转课堂教学模型

课前：在翻转课堂上，知识的传授移到课前，主要靠学生的自主学习来完成。因此，教师需要提前给学生提供各种学习资料，包括视频、PPT、教学指导书、教材等，学生看完之后通过相应的练习实例来巩固和加强。在学习期间遇到的各种问题可通过网络查阅、多次观看视频、与老师QQ在线交流等方式初步解决，对于难理解的部分，可以上传到学习平台上留在课堂上解决。而教师则负责对学生提出的各种问题进行及时答疑、整理和归纳，以便于课堂上集中解决。

课中：课堂是翻转课堂的核心部分，学生通过课堂学习将知识内化，因此课堂活动的设计至关重要。在课堂上，教师首先对学生课前学习时出现的问题进行解惑和答疑，共性问题集中讲解，个别问题个别辅导。同时，针对课堂上的学习任务进行分组教学，学生通过组内和组间讨论，相互帮助，解决问题，教师可以从中对其进行指导。

为了使知识内化实现最大化，既要注重教学方法的选择，又要灵活多元化地组织课堂活动。在CAD／CAE软件(Proe)课程的翻转课堂上，项目化教学和任务驱动是最适合使用的方法，另外，也可以结合基于问题的教学、案例教学、合作学习等其他方法。对于课堂的组织形式，在对课程进度进行整体把握的基础上，实现它的灵活多元化，如作品交流会、小型比赛、学生演示、企业参观教学案例实物等，从而激发学生的学习兴趣和热情。

课后：课后的总结和反思，也是翻转课堂的重要组成部分。教师需要对学生课前学习、练习、课中表现、课堂作品等作出评价，而学生也要完成自我评价、组内和组间的互评，通过多方面的评价对学生进行更为全面合理的考核。同时，教师通过对各小组成员的评价，及时了解每个学生的学习情况，从而实现分层次教学，并对个别学习有困难的学生采取相应的补救学习措施。另外，通过课后反思，可以进一步改进教学资源，调整教学方法，实现翻转课堂的优化和完善。

（二）具体项目教学的翻转课堂教学设计

在翻转课堂中，我们选用的教学项目大多是与我院有校企合作关系的企业产品，以使学生的技能与企业需求相对应，实现学生与企业的零距离对接。本次教学设计选用电机作为教学项目载体，具体教学设计如下：

1.课前教学设计

教师活动：（1）制作视频：制作如图2所示的7个微视频。（2）上传资料：将制作的微视频、PPT课件、实践练习、知识学习卡片等上传到学习平台。（3）在线答疑、整理问题：针对学生在课前学习时出现的问题及时答疑，并对他们的问题进行归纳整理。

图2 电机外壳视频目录

学生活动：（1）利用平台获取学习资源。（2）根据知识导航卡片完成课前的自主学习，并进行实践练习。（3）学习中出现的问题通过查阅资料、上网查阅、与老师在线交流等方式初步解决。

2.课中教学设计

教师活动：（1）提出问题：①电机外壳的制作包括哪些步骤？②在创建电机外壳三维模型的过程中，需要用到哪些特征命令？（2）分组教学：①每组分发一套图纸，图纸略有不同。②电机外壳建模时，要求使用前面所学过的拉伸、旋转、插入孔、阵列等命令。③查看各组的建模进度和情况，并适当给予指导。（3）分发任务：将学生进行分组，3-5人一组。（4）作品交流：最后环节组织学生对自己小组的作品进行汇报和展示，教师和其他小组针对性地提出意见，促进作品的完善和小组的提高。

学生活动：（1）按老师要求进行分组；（2）小组讨论；（3）咨询老师；（4）完成任务；（5）作品汇报与交流。

3.课后教学设计

教师活动：（1）评价：对学生的作品进行评价，完成学生的自评、互评和师评；（2）总结反思：总结教学中出现的问题和不足之处；（3）进一步完善：进一步完善教学资源，改进教学方法。

学生活动：（1）提交作品；（2）完成自评和互评；（3）课后知识的补救和完善。

四、翻转课堂考核与保障机制的建立

针对高职院校学生的自制力和主动性不足的现状，为了保证课下自主学习的顺利开展，必须建立一定的考核与激励机制，如图3所示。

图3 翻转课堂教学模式的考核与激励机制

1.效仿中国高校教师网络培训，学习内容设置必修和选修两部分。必修内容要求每个学生必须完成，选修内容主要是针对一些学得比较好、比较快的学生设置的。必修内容要求学生必须要完成一定的学习时间、学习内容和在线测试练习，完成后该部分内容会由灰色变成亮色，显示学生已经修完该部分内容，必修内容完成后，形成性考核成绩才合格，在此基础上才有资格参加期末考试。选修内容则视为激励办法，完成一定的选修内容和练习，则给予一定的加分。

2.改革完善考核机制，采用形成性考核+期末考试的综合考核方法，并加大形成性考核所占比重。其中，形成性考核包括课下学习课时、在线测试练习、师生交流情况、小组评分四个模块。

3.建立课下学习小组，相互督促与帮助，并形成小组评分机制，作为成绩考核的一部分。

本文构建的CAD／CAE课程翻转课堂教学模型打破了传统的课堂教学模式，在此基础上进行的翻转课堂教学设计也具有较强的可操作性，通过翻转课堂的实施，改善了教学效果，为CAD/CAE软件课程的教学提供了一条新的途径。但在实施过程中也遇到了一些问题，如学生自制力较差，教师队伍的计算机应用能力与信息技术能力有待提高，大量资源的制作和课堂时间向课前课后的延伸，导致师资力量不足，等等，这些共性的问题还有待于在今后的教学实施中逐步完善。

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