高校“大型工程软件”课程CBL+PBL教学模式探索

李艳娟

摘要：“大型工程软件”课程CBL+PBL教学模式是指将典型案例融入“大型工程软件”课程教学中，以探究问题的形式推动教学完成的一种新型教学模式。文章从PBL教学法和CBL教学法的概述入手，分析CBL+PBL教学模式下的教学要求，提出“大型工程软件”课程CBL+PBL教学模式下的教学设计和教学评价策略，并对“大型工程软件”课程CBL+PBL教学模式下的教学成果进行展示，以期为高校“大型工程软件”课程教学质量的提升提供参考。

关键词：“大型工程软件”课程；CBL；PBL；教学模式

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1008-3561（2022）22-0101-04

基金项目：本文系2020年国家级一流本科专业建设项目“材料成型及控制工程专业”（国家教育部）、2020年辽宁省一流本科课程建设项目“材料成型原理”（辽宁省教育厅）研究成果

“大型工程软件”课程是高校材料成型及控制工程专业的一门专业基础课程，主要讲授工程设计需要使用的大型三维设计软件的应用，具有理论和实践并重的特点，一方面学生需要掌握的理论知识点较多，并且每个知识点都不可或缺，另一方面学生需要进行大量的上机操作练习，以达到较熟练地使用软件并能将其运用到实际工程设计工作中的目标。PBL教学法是一种基于现实世界的，以学生为中心，以问题为导向的教学方法。CBL教学法是一种由PBL教学法发展而来的，以提出问题为基础，以案例分析为引导的教学方法。教师将问题教学法（PBL）和案例教学法（CBL）相结合综合应用到“大型工程软件”课程教学过程中，理论课带领学生运用案例法进行学习，实践课引导学生运用问题教学法去研究，不但可以提高教学的灵活性，激发学生学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，发展学生的思维能力，增强学生理论联系实际的能力，还可以使学生将所学理论知识运用到实际工程设计工作中去，以达到较理想的教学效果。

一、PBL教学法和CBL教学法的概述

1.PBL教学法

PBL（Problem-based learning）教学法，即问题教学法，它是一种以学生为主体，以问题为起点，以项目工作为重要环节，将知识获得与知识应用相结合，主要围绕项目设计、执行、完成作品等活动开展的，具有较强实践性的教学模式。PBL教学法的核心思想是将问题作为学生学习和组合新知识点的出发点，它强调学生的主动学习、主动参与、积极分析问题、解决问题，以培养学生的创新思维，提高学生的学习能力、实践能力、创新能力为目标，有助于提升学生的综合素养。

2.CBL教学法

CBL（Case-Based Learning）教学法，即案例教学法，它是一种以典型事例为基本教学手段，通过对现实生活中的场景进行模拟和重现，将学生引入到场景中去，促使学生身临其境地感知问题，并自主运用所学知识分析和解决问题的教学模式。CBL教学法可以帮助学生高效收获知识，并将所收获的知识与实际问题进行链接，从而促使学生有效解决实际问题，增强团结协作意识，树立终身学习理念。

二、CBL+PBL教学模式下的教学要求

1.CBL+PBL教学模式对教师和学生的要求

CBL+PBL教学模式作为一种全新的教学模式，对教师和学生都提出全新的要求。（1）CBL+PBL教学模式对教师的综合素质和教学技能都提出较高的要求，任课教师需熟练掌握本门课程及相关学科的主要内容，具备提出问题、分析问题、解决问题，以及灵活运用相关知识的能力等。具体而言，首先，任课教师必须具有良好的组织管理协调能力，能够控制好课堂教学节奏，善于调动学生课堂学习的积极性，真正做到寓教于乐。其次，任课教师应科学构建本门课程的教学体系，制定合理的教学目标，精心准备好每一节课，并要在课后不断完善自我，积极提高自身的业务能力。最后，任課教师还需及时了解学生的理论知识掌握情况及动手操作情况，并在此基础上规划好教学的重难点，制定有针对性的提纲，以达到提升教学效果的目标。（2）CBL+PBL教学模式对学生课堂参与和课下实践也提出较高的要求。学生必须彻底改变以往完全依赖教师的被动学习状态，要主动发现问题、分析问题、解决问题，从被动学习者转变为学习的主人。具体而言，在课上，学生必须认真听讲、积极动脑思考、积极配合教师，跟上教师的教学节奏，完成相关内容的学习。在课下，学生必须认真查阅相关资料，完成教师布置的典型综合性案例大作业。

2.CBL+PBL教学模式对案例选择的要求

CBL+PBL教学模式要求教师严格控制课堂教学进程，在保证问题质量的前提下精心挑选典型小案例进行教学。在实际教学中，教师要结合每节课教学的重难点合理设置问题，科学制定教学方案，精心挑选教学案例，把抽象的理论知识和复杂的软件使用技巧与实际教学结合起来，使之易于学生理解和掌握，从而有效完成既定教学任务。值得注意的是，任课教师在挑选教学案例时，要精选那些生动、具体、有趣的案例，以保证案例能够活跃课堂氛围，调动学生课堂参与的积极性，引发学生思考，帮助学生掌握理论知识，提升学生学习效果。

3.CBL+PBL教学模式对创设案例的要求

创设案例是指教师依据教学目标和教学内容，经过精心编制案例，在理论和实践之间架起一座桥梁，潜移默化地培养学生分析问题和解决问题的能力。CBL+PBL教学模式作为以问题为引导的案例教学模式，对案例的创设过程有着具体的要求。综合性的案例具有启发性和实践性，因此，教师可以将不同领域的知识点联系起来，以帮助学生构建起系统的知识结构，促使学生了解各个知识点之间的联系，进而在学习过程中逐渐体验到用知识解决实际问题的成就感，以此有效激发学生对知识的渴望，增强学生的学习信心。

三“、大型工程软件”课程CBL+PBL教学模式下的教学设计

1.理论教学：以CBL教学法为主，通过PBL教学法推动CBL教学法发挥作用

课堂上，教师可采用CBL教学法对案例进行展示和分析，以加深学生对抽象、枯燥的原理、内容和规律的认识。教师在讲授具体案例时，可结合PBL教学法将理论和问题穿插于案例教学过程中，这样既可以避免理论教学的枯燥，又可以消除典型案例对学生思维的限制，从而保证课堂教学的效果和质量。在“大型工程软件”课程教学中，教师在运用CBL教学法进行教学时，应以传授学生学习方法为目标，从入门快、可操作性强、指导意义大的典型案例入手开展教学活动，将每一章中需要掌握的知识点，设置成几个小的典型案例，并结合PBL教学法，采用“案例—理论—问题—引申”的模式，通过问题探究的形式，使学生快速记住相关知识点，并能熟练掌握所需要学习的内容，以此推进案例教学，达到较理想的教学效果。以“实体建模设计中的扫掠体”的教学为例，首先，教师要结合教学内容给出扫掠体的概念，即使一个截面图形沿指定的引导线运动，创建出的三维实体或片体即为扫掠体。其次，在学生了解了扫掠体的概念后，教师可通过对四种扫掠方法对应的案例的分析和讲解，帮助学生快速理解和掌握四种扫掠方法，并引导学生根据教师所讲授的案例，绘制出三维实体模型。值得注意的是，教师要引导学生及时发现问题，并带着问题去寻找解决方法，以促使学生熟记每种扫掠方法所对应的三维图形，有效掌握四种扫掠的方法以及它们之间的联系和区别。再次，在学生初步学习完扫掠体的创建方法后，教师要鼓励学生继续深入学习，并引导学生在解决问题的过程中不断丰富问题内容，如对比扫掠体、拉伸实体、旋转体三种实体建模方法的应用范围快速选择建模方法等，以进一步深化学生对扫掠体的认知。最后，在学生已充分掌握扫掠体概念后，教师可通过相对复杂的案例对扫掠体概念进行引申，以帮助学生熟练掌握扫掠体的建模过程和建模方法。当学生看到自己亲手制作的作品时，成就感会油然而生，这样一来，学生对“大型工程软件”课程的学习兴趣会更浓烈，学习信心也会更充足。

2.实践教学：以PBL教学法为主，结合CBL教学法完成综合性的大作业

PBL教学法以培养学生的实践能力为主要目标，因此在实践教学中，教师应以PBL教学法为主，并结合CBL教学法帮助学生完成综合性大作业。教师在采用PBL教学法对学生进行实践学习引导时，一定要先利用CBL教学法为学生模拟和重现现实生活中的场景，以帮助学生快速融入真实的问题情境，展开相应内容的学习。在“大型工程软件”课程的实践教学中，教师需提前规划好课程内容，合理选择实践教学所需的教学案例，采用“提出问题—分析案例—解决问题—课上总结”的方法设计教学流程，并引导学生进行自我评价。在整个实践教学过程中，教师不要过度干预，仅需在学生遇到困难时给予必要的引导，以此检验学生对所学知识的掌握和运用情况，有效培养学生的知识迁移和应用能力。这样一来，教师通过实践教学可以增强学生的感性认识，激发学生学习的热情，调动学生的主观能动性，从而为学生后续的深入学习打下坚实基础。以“建模、装配、运动仿真三个模块的综合训练———冲床机构的设计”为例，首先，教师可引导学生在建模模块下，按照给定的6个零件的二维图纸的尺寸，绘制出零件的三维实体模型，并依据工程实际分析每个零件的装配关系和工作过程。其次，在进入模块装配后，教师可引导学生采用自下而上的装配方法将各个零件按照工程实际设定装配约束进行装配。最后，在进入运动仿真模块后，教师可根据冲床机构的运动原理定义连杆、运动副、解算方案并求解，以有效完成相应的运动仿真过程。在整个实践教学过程中，教师引导学生通过合作探究、分析问题、查阅资料和互相交流等方式，自主解决装配和运动仿真中遇到的实际问题，使学生的独立思考能力和创新能力都得到较好的培养和锻炼。

四、“大型工程软件”课程CBL+PBL教学模式下的教学评价

教学评价能反映出课程教学的效果，是高校保证教学质量的重要环节。学生的学习过程是一个动态的过程，需要教师不断引导、监督和约束，根据CBL+PBL教学模式建立的多元化课程评价体系，有助于教师及时、准确地掌握每位学生的学习情况，并在此基础上制定合理的学习目标和教学策略，以保证教学改革取得良好成效。在“大型工程软件”课程CBL+PBL教學模式下，任课教师必须制定科学、合理的评价标准，使之与地方本科院校的服务定位相适应，与提高学生的实践能力、创新能力、适应能力、竞争能力的人才培养目标相结合。具体评价标准如下。

（1）CBL+PBL教学模式下的平时课堂考核成绩占20%。平时课堂考核主要是任课教师通过随堂提问等方式考查学生对课上所学案例的掌握情况，同时也对学生的出勤情况进行统计。任课教师可以根据学生的课堂考核成绩了解学生的真实学习情况，从而及时调整教学内容，以保证后续课堂教学效果。

（2）基于CBL教学法的“互联网+雨课堂”作业考核成绩占40%。雨课堂考核是一种充分利用现代信息技术，拓宽评价考核的方式和方法，它可以对学生学习过程中动态的发展性进行评价，以此帮助任课教师及时了解学生对所学知识的掌握情况。

（3）基于PBL教学法的综合性大作业课外拓展训练考核成绩占10%。综合性大作业拓展训练主要考查学生对制图、建模、装配三大模块的综合运用能力。在基于PBL教学法的综合性大作业课外拓展训练考核中，首先，任课教师可给学生出示参考示意图，让学生根据零件的形状自己定义、设计尺寸。其次，任课教师可引导学生在综合分析和查阅相关资料的基础上，完成相关零部件的设计与装配工作。最后，任课教师再引导学生绘制出包括零件图和装配图在内的二维工程图纸，以充分调动学生的主观能动性，提高学生的自主学习能力。

（4）基于CBL教学法的笔试考核成绩占10%。笔试考核采用开卷考试、统一作答的方式进行，试卷以填空题、选择题、简答题等题型为主，主要考查学生对一些基本概念和相关知识点的掌握情况，以提升学生对理论知识的重视程度，帮助学生夯实理论基础。

（5）基于PBL教学法的上机实践考核成绩占20%。“大型工程软件”课程已经构建了完整的上机实践考核试题库，在基于PBL教学法的上机实践考核中，学生要在规定的时间内完成三维建模、二维工程图纸绘制及尺寸标注等内容，考试结束后，电脑会直接显示学生的上机考试成绩，对于考试成绩不合格者，一星期之后可以进行补考，以此促使学生对自己的知识掌握情况形成清醒的认知，从而为其接下来进行更有针对性的学习打下基础。

五、“大型工程軟件”课程CBL+PBL教学模式下的教学成果

任课教师按照“大型工程软件”课程教学大纲的要求，采用CBL+PBL教学模式，以基础理论和软件应用为起点，以工程案例应用为主线，将典型案例贯穿于教学始终，注重激发学生兴趣，培养学生能力，突出训练过程，教学效果显著提升。

1.学生的探究欲望显著增强

在“大型工程软件”课程教学中，教师通过采用CBL+PBL教学模式进行教学，帮助学生掌握每个模块的设计方法和操作技巧，引导学生将相关模块建立起联系，有效激发学生的探究欲望，充分调动学生的学习积极性和主动性，促使学生主动进行探究学习。

2.学生的实践能力显著提高

在“大型工程软件”课程教学中，教师通过采用CBL+PBL教学模式进行教学，帮助学生掌握工程软件的应用技巧，培养学生对事物的分析、判断、决策的能力，增强学生结合工程实际和相关理论完成相应设计的能力，提高学生运用工程软件解决具体工程问题的能力，发展学生的实践能力和创新能力。

3.学生的综合素养显著提升

在“大型工程软件”课程教学中，教师通过采用CBL+PBL教学模式进行教学，帮助学生掌握三维工程软件应用的主要方法，拓宽学生的知识视野，培养学生自主深入探究学习、综合分析、全面思考问题的习惯，促使学生树立科学态度和创新意识，从而使学生能够针对具体的学习任务自觉进行预习、复习和总结。

六、结语

综上所述，任课教师在高校“大型工程软件”课程教学中引入CBL+PBL教学模式，将典型案例所涉及的理论知识进行归纳总结，并使之与实践有机结合，在理论教学中采用“案例—理论—问题—引申”的教学方法，在实践教学中采用“提出问题—分析案例—解决问题—课上总结”的教学方法，可以使枯燥的理论知识变得更易于学生接受和理解。因此，在实际教学中，任课教师应与时俱进，紧跟时代步伐，采用CBL+PBL教学模式进行教学，以激发学生学习兴趣，提高学生实践能力，促使学生真正成为满足时代发展需要的高素质人才。

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Exploration of CBL+PBL Teaching Mode of"Large Engineering Software" Course in Colleges and Universities

Li Yanjuan

（School of Materials Science and Engineering， Shenyang Ligong University， Liaoning Province， Shenyang 110159， China）

Abstract： The CBL+PBL teaching mode of "large-scale engineering software" course refers to a new teaching mode that integrates typical cases into the teaching of "large-scale engineering software" course and promotes the completion of teaching in the form of exploring problems. Starting with the overview of PBL teaching method and CBL teaching method， this paper analyzes the teaching requirements under the CBL+PBL teaching mode， puts forward the teaching design and teaching evaluation strategies under the cbl+pbl teaching mode of the "large engineering software" course， and displays the teaching results under the CBL+PBL teaching mode of the "large engineering software" course， in order to provide reference for the improvement of the teaching quality of the "large engineering software" course in colleges and universities.

Key words： "largescaleengineering software"course；CBL；PBL；teachingmodel