?现代信息技术在工程软件教学中的应用

鲁素玲 高颖 闫华军 王丽娟 马世博

摘  要 分析现代信息技术（即时通信软件、电子邮箱、微博、红蜘蛛多媒体网络教室软件等）的特点，并根据工程软件教学中不同教学内容的特点，将现代信息技术在实际教学中进行应用，有效地辅助了课堂教学，显著增强了教学效果。

关键词 现代信息技术;工程软件;教学改革;AutoCAD软件

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）18-0020-03

1 引言

工程软件这门课程主要讲授常用的工程软件AutoCAD和Pro/E，是机械、材料等多个专业需要选修的一门选修课。其中AutoCAD软件现已经成为国际上广为流行的绘图工具，广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域，也是河北科技大学机械、材料学院毕业生必须能够熟练掌握的一套工程软件。Pro/E软件是Pro/Engineer

的简称，在目前的三维造型软件领域也占有重要地位，是现今主流的模具和产品三维设计CAD/CAM软件之一。随着计算机技术的发展，目前工厂已经普遍在使用CAD/CAE/CAM技术，要求技术人员熟练使用AutoCAD和Pro/E软件，并在招聘中对毕业生提出这方面的要求，因此需要重视这门课程的学习和教学。

随着教育改革的进行，为了与国际接轨和完成专业认证，该课程的学时和学分非常有限，一般仅为24～32学时，但需要学生掌握AutoCAD或Pro/E软件的基本使用，达到能够进行实体造型及绘制工程图的水平，为学生后续教学环节（如课程设计、毕业设计）和今后的就业打下基础。由于学时的限制和课程需要实例练习的要求，本教学团队针对该课程的教学特点进行了教学改革，将现代信息技术运用到课程教学中，充分利用学生闲暇时的碎片化时间，让学习成为随时随地都可以做的事情，进而增强教学效果。

现代信息技术能应用于工程软件教学，一方面是随着计算机的普及和发展，大学生一般都有自己的计算机，都能够安装AutoCAD或Pro/E软件，为课下自主进行上机练习提供了可行的条件;另一方面是近年来现代信息技术和网络发展迅速，为教学手段的改革提供了技术平台[1-4]。

中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第40次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2017年6月，我国网民规模达到7.51亿，其中大学生所在年龄段（20～29岁年龄段）的网民占比最高，达29.7%;所有网民中使用手机上网的比例达到96.3%，其中即时通信依然成为最高频应用，另外邮箱、微博等的用户使用率也分别达到为33.9%和38.7%[5]。因此，结合课程特点，并观察、调研学生的网络和现代信息技术的水平和习惯，在工程软件课程教学中充分运用现代信息技术，切实增强教学效果。

工程软件课程在实际教学过程中主要包括命令和菜单的功能和使用方法、绘图和建模过程中菜单和命令的使用，因此可以将课程内容分为三类：新授课、单元练习课、习题复习课。其中新授课主要讲授命令和菜单的功能和使用方法;单元练习课集中复习一类命令和菜单;习题复习课则通过常规工程零件造型和图纸案例，综合复习软件的操作使用。

2 新授课中现代信息技术的应用

工程软件课程新授课的特点  新授课是学生学习新知识、教师讲授课程内容的主要教学过程。对于学时有限的工程软件课程，如何通过有限课上时间使学生能够接触和掌握更多软件操作技巧，这是新授课主要解决的问题。根据河北科技大学教学大纲，工程软件课程讲授AutoCAD软件时，新授课的主要内容包括绘图环境和图层设置、图形绘制、图形修改和编辑、块和图案填充、尺寸标注、打印输出等;讲授Pro/E软件时，新授课的主要内容包括绘图基础、草图绘制、基本特征创建、工程特征创建、特征编辑、基准创建、工程图基础、组件创建、模具型腔创建等。这些教学内容每一部分均含有一定数量的操作命令，因此课程中新授课需要讲授的命令数量繁多。为了增强新授课的教学效果，使学生在有限的学时内完成课程内容的学习，现代信息技术在新授课中的恰当应用起到重要作用。

现代信息技术在新授课中的应用  针对工程软件课程新授课的特点，现代信息技术在新授课中的应用主要分为三个方面。

1）课前。由于课程内容较多，课前一般通过即时通信平台（微信、QQ等）将课程教学日历、教材、软件等内容提前发送给学生，并在上课前一天在即时通信平台提醒学生课程将讲解的内容，并建议提前预习。

2）课中。在课上讲授过程，采用练习教学策略，课程安排在机房讲授，学生每人一机，教师通过教学机控制学生机屏幕和大屏幕投影两种方式讲解软件操作，并适时让学生通过边听讲解边练习的方式加强记忆。同时通过机房教学软件“红蜘蛛”实时与学生进行互动，了解学生学习情况。

3）课后。为了帮助学生充分运用课下碎片时间对课堂内容进行复习，将课堂教师讲授内容进行录像，并依据课程内容和思维导图的逻辑关系，將录像划分为五分钟时长以内的微视频;利用课程微博平台，在课后及时发布这些微视频，方便学生根据自己时间安排复习。另外，课后也给学生提供通过即时通信平台和微博进行课下互动辅导，并鼓励学生自主讨论。

这样一来，现代信息技术被应用到工程软件课程新授课的全过程。

现代信息技术在新授课中的应用效果  通过调查问卷和与学生座谈，针对新授课采用现代信息技术的授课方式，学生也提出一定的意见和建议。对现代信息技术在课中和课后的应用对提高学生对软件的掌握的肯定评价达到98%以上，这充分说明现代信息技术在工程软件新授课中的应用具有显著作用。但学生针对课前提醒的频率、课前预习动力和效果问题也提出一些意见。一般认为提醒频率不易太多，认为大学生应该以自主学习为主，提醒应简洁明了。对于课前预习的动力和效果问题，学生普遍认为预习没有动力，预习与否对上课影响不显著。针对这些意见和建议，课题组拟在新授课中引入慕课、翻转课堂等教学方式，进一步增强现代信息技术在新授课中的应用效果。

3 单元练习课中现代信息技术的应用

工程软件课程的单元练习课主要通过案例教学方式完成。为了使学生综合运用单元内所有软件命令操作，教师根据单元所学内容，设计A、B两个相似案例，A案例在课上由教师、学生共同完成，B案例作为作业由学生课下完成。

单元练习课课上练习  单元练习课通过案例完成，学生在课上首先根据案例练习的要求进行自主练习。上课一人一机，教师对于小班课采用巡视辅导的方式，随时解决学生练习中出现的问题;对于合班课，由于学生人数较多，采用巡视辅导常需要较长时间，课堂练习效果下降，因此，合班课的单元练习课课前按5～6人分组，同组学生相邻机位练习，练习中出现的问题首先组内讨论，再由巡视教师分组指导。最后根据学生练习情况，针对练习中存在的共性问题集中讲解。学生完成A案例并提交后，教师通过机房教学软件“红蜘蛛”将作业进行随机互换，让学生根据案例要求相互打分。

如在Pro/E软件的学习中通过“阶梯轴”的绘制，练习实体造型命令。案例A如图1（A）所示，该图是在完整台阶轴零件图基础上，删除公差、配合、表面粗糙度等内容后的图形信息，这种直接删除的方式方便学生在后续完成完整图纸过程中作对比。学生在完成实体造型过程中采用不同的造型方法，如“旋转+两次切除”“多次拉伸+倒角”“旋转+拉伸+倒角”等。在互换打分过程中，学生通过Pro/E软件的模型树查看对方造型方法，可以明显拓宽软件应用的思路和方法。这种教学方法的实施主要依靠教学软件“红蜘蛛”才能方便实现。

单元练习课课后练习  为了进一步巩固学生的练习效果，选择图1（B）所示B案例作为课下作业在课堂发布。课下作业采用现代信息技术中的邮箱平台，让学生按要求时间提交作业到课程邮箱，教师在邮箱中下载作业并批改后进行回复，最终统计作业情况记入平时成绩。通过邮箱提交和查看作业批改结果，一方面能节省学生的时间和成本;另一方面，邮箱不必实时在线，信息能够长期完整地保留，方便学生总结复习。从教师的角度，邮箱不需要实时在线，教师能方便安排批改和回复工作;如果课前要求学生作业提交邮件主题名称为“学号+作业序号”，利用邮箱的排序功能，教师能方便统计学生的作业完成情况，对提高教学效率也有显著作用。

通过问卷调查，98%的学生认为A、B案例的单元练习方式有助于软件掌握;90%的学生认为运用教学软件“红蜘蛛”进行互评打分，能够拓宽软件应用的思路和方法;80%以上的学生认为通过邮箱进行作业提交和批改，能节省时间和成本。

4 综合练习课中现代信息技术的应用

在所有课程内容讲授完毕后，必须经过一定量的综合练习，才能很好地掌握所学的工程软件。因此，本课题组在课程安排中加入4～6学时的复习和综合练习课。在复习课上采用思维导图的方式将课程的整体内容进行总结，以便于学生对课程中零散的软件命令产生更具逻辑性认识，并且鼓励学生通过思维导图来整理课程资料→整合知识→增强学习效果[6]。

在综合练习阶段，本课题组结合学生不同专业特点制定不同练习案例，使学生将工程软件课程学习与所学专业课程更紧密结合。如材料成型与控制工程专业学生在学习AutoCAD软件时的综合练习一般设定为“模具底座”铸件图纸的绘制。该案例为模具中应用的铸件，因此既可满足铸造方向学生，也可满足模具方向学生练习的需要。针对高分子科学与工程软件专业学生的综合练习案例，一般则设定为高分子注射成型模具零件图纸，在提高学生学习兴趣的同时，使练习过程更有目的性，增强综合练习的效果。

综合练习课由于涉及较多的课程内容，课题组在单元练习课教学方法的基础上，将部分典型的案例操作过程进行屏幕录制，通过即时通信工具和课程微博进行即时发布，使学生可以根据自己的时间在课前、课后甚至课上练习过程中进行查看。同时，根据难易程度将综合案例进行划分，并标注不同分值，让学生在练习过程通过即时通信工具及机房的“红蜘蛛”软件进行提交，以获得经验分值，使学生在游戏中学习。通过综合练习课的改革，学生对软件综合应用能力有了较大提高，为后续专业课程中软件的使用奠定很好的基础。

5 结语

随着现代信息技术、网络和教学理念的发展，教师和学生的信息化操作水平越来越高。为改变传统教学方式，在教学过程中利用新技术和新方法，提供了多种方便的选择。本课题组针对工程软件课程的特点和学生的个性特点，将多种现代信息技术应用到课程教学过程中，改进了传统的教学方式，有效增强了教学效果。随着慕课、翻转课堂等教学方式和方法的成熟，课题组将在后续教学中引入学堂在线、超星等平台的部分慕课资源，不断改进教学方法，进一步增强现代信息技术在工程软件课程中的應用效果。

参考文献

[1]蒲华林.云信息时代经济学本科教学的内容与方法[J].中国大学教学，2017（12）：56-61，75.

[2]柴利萍.现代信息技术在课程教学中的应用[J].科技创业家，2014（3）：181.

[3]张雨晴.微媒体教学在高校英语教学中的应用探讨[J].陕西教育：高教，2017（1）：60，66.

[4]杨晓.微信微博在高校艺术设计专业摄影教学中的应用研究[D].广西：广西师范大学，2016.

[5]第40次《中国互联网络发展状况统计报告》[R/OL].https：//wenku.baidu.com/view/84da7341dcccda38376baf1ffc4ffe473268fd4a.html.

[6]姚方.概念图在生物新授课教学过程中的应用[D].江苏：扬州大学，2016.