三维软件应用课程装配模块混合式教学设计

　　三维软件应用是我校机械大类相关专业的一门重要的专业课程，通过该课程的学习，不仅可以培养学生应用UGNX软件进行实体建模、零件装配和生成工程图样的能力，还能培养学生的创新能力及团结协作、诚信、爱国、友善等精神。课程目前仍然采用传统的课堂教学模式，虽然培养了学生应用该软件的能力，但对学生综合素质的培养还不够。因此，对该课程进行课程改革十分必要。随着科学技术和互联网技术的发展，越来越多的信息化教学手段用于课程教学，教学模式不断变革，混合式教学逐渐进入人们的视野，为更多教师所用[1]。为了实现对学生能力的全面培养，提升课程的教学效果，三维软件应用课程进行了混合式教学改革。本文以装配模块第一次课为例介绍三维软件应用课程混合式教学设计。

三维软件应用课程装配模块混合式教学设计

　　1装配模块混合式教学设计

　　1.1教学内容分析

　　本次课通过活塞连杆组(图1)的装配以及减速器(图2)的装配这两个任务来讲解装配基础知识及自底向上装配[2]。课程的重点为各装配约束的含义及用法，难点为综合利用各装配约束实现产品的虚拟装配。

　　1.2学情分析

　　本课程在我校机械大类相关专业大二开设，学生已经学习过机械制图、机械制图实训等相关课程，大部分学生有一定的读图能力及计算机二维绘图基础，对利用计算机进行三维建模兴趣浓厚，动手能力较强，有良好的自主学习习惯。但也有部分学生读图能力较弱，计算机操作速度较慢，没有养成自主学习的习惯。因此，在教学上需综合考虑不同学力的学生，以期达到最优教学效果。

　　1.3教学目标

　　素质目标：鼓励学生解放思想、积极探索、开拓创新，培养他们沟通交流能力、团结协作精神以及工程素养。知识目标：掌握装配导航器及各种装配约束的使用，能进行自底向上装配。能力目标：具有分析机械各零件间装配约束的能力，能根据机械装配图完成该机械的虚拟装配。

　　1.4混合式教学设计

　　1.4.1课前线上学习。本阶段教师将本模块课前学习任务单、教学PPT、各装配约束教学短视频、测试题、练习题等素材上传至超星智慧教学平台，关注班级学生学习进度，及时提醒学习进度落后的学生，回答学生在智慧教学平台及课程QQ群中所提的问题，评价学生提交的作业;学生下载课前学习任务单，按要求完成相应的学习任务，本次课除了要观看装配部分授课PPT、各装配约束短视频外，还需熟悉活塞连杆组、减速器的组成和各零件间装配约束类型，各小组需选取生活中笔、笔记本等常见产品测绘并建模，准备小组汇报前期材料，个人及小组作业均需提交到智慧教学平台。学生在完成任务过程中有问题可随时通过智慧教学平台及课程QQ群与老师沟通交流。经过课前线下学习，学生对装配基本知识以及接触对齐约束、同心约束、距离约束等装配约束有了基本认识，对活塞连杆组、减速器的组成及零部件间装配关系进行了思考，不仅为后续知识内化及实践奠定了基础，也提高了线下学习的效率。1.4.2课中线下线上学习。本阶段教师线下讲授与指导，学生线下线上学习，教学过程可分为以下几个环节：第一环节，新课导入。学生完成小测试，教师总结测试情况及课前学习情况，任请一位学生分析活塞连杆组的组成及其各零件间装配关系，教师进行总结，根据学生前期学习情况调整教学策略并开始新课讲授。经过该环节大多学生已知道活塞连杆组是由活塞、轴、连杆体、连杆盖、连杆轴瓦、连杆螺栓、连杆螺母和活塞环组成[2]，对各零件间的装配关系以及两零件间需用的约束也有了自己的认知，部分学生可能还有一些不解之处，可以带着问题听老师后续的讲解。第二环节，新课讲授及学生练习。本环节教师讲授和学生练习交替进行，讲授根据学生实际掌握情况分多次进行，每讲授和演示完一部分知识点就让学生进行相应练习，做到精讲多练。教师结合活塞连杆组装配这一任务，先介绍装配文件的创建、装配导航器、组件的添加和移动，接着介绍组件间的装配约束，每种约束第一次出现时教师进行讲解和演示，再次出现则学生自行练习。需注意，正确装配两个零件所需要的装配约束不一定是唯一的，采用的约束方法有时也不唯一。如连杆体和连杆盖的装配，学生已经知道要正确装配面1和面2要贴合在一起且对应孔中心应重合，可以利用接触约束让面1和面2接触，用接触对齐约束中的自动判断中心/轴使孔1和孔2、孔3和孔4的轴线共线，如图3所示;也可以通过在圆1和圆2、圆3和圆4之间添加同心约束来实现，如图4所示，且第二种方法要简单一些。教师边演示边讲解，通过实例让学生了解接触约束、同心约束的含义及实战应用，学生在练习中将知识内化并学会举一反三。学生通过多次练习完成活塞连杆组的虚拟装配，熟悉所介绍的装配各知识点。完成活塞连杆组装配这一任务过程中若遇到问题可讨论可请教，也可观看智慧教学平台上活塞连杆组装配演示视频或装配步骤说明进行再学习。学生练习过程中教师巡回指导，及时解决学生遇到的问题，对于学生练习中多次出现的问题可集中指导。第三环节，学生完成自主装配任务。经过线下学习，每个学习小组重新分析减速器各零件间装配约束类型，如有新的想法则将新的结论以文字、图片等形式重新提交至智慧教学平台，小组线上互评，教师线上点评并进行线下总结。接着，学生按照前面的分析进行减速器的虚拟装配，教师巡回指导。第四环节，学习小组完成创新任务。学习小组对课前所建生活中常见产品的模型进一步完善，完成其虚拟装配，完善小组创新任务展示PPT或其他展示材料并分组展示，小组间进行互评，教师进行点评并进行创新任务总结。第五环节，教师总结。教师对本次课重难点及班级学习情况进行总结并布置作业。1.4.3学生线上线下复习部分学生若线下学习过程中还有没弄懂的知识点，课后可以通过线上视频进一步学习，也可以找老师、同学讲解;学生根据自己学习情况从课后作业中选择相应的题目进行练习，进一步巩固基本知识点或提升对知识点灵活运用的能力;创新任务还需完善的小组，可在课后继续完善。

　　2考核

　　采用传统教学模式时，课程的成绩由平时成绩和考试成绩两部分组成。考试在课程最后进行，本次课涉及的是平时考核，主要是对学生作业完成情况、上课表现进行考核，以知识考核为主。采用混合式教学模式后，本次课所涉及的平时考核包括学生线上学习情况、测试成绩、自主任务完成情况、小组任务完成情况等[3]，除了知识考核以外，能力考核更是贯穿其中，实现了对学生各方面能力的培养。

　　3结语

　　三维软件应用课程装配模块部分采用混合式教学后，学生通过课前线上学习初步了解将要学习的知识点，线下主动参与到课堂学习中，避免了盲目模仿，课后再线上复习或提高，不仅对知识点的理解更加透彻，同时灵活运用这部分知识的能力有了很大提升，实践能力、职业素养等也得到了培养，教学效果良好。

　　参考文献：

　　[1]冯晓英，王瑞雪，吴怡君.国内外混合式教学研究现状述评———基于混合式教学的分析框架[J].远程教育杂志，2018(3)：13-24.

　　[2]郭志坚，黄庆会，魏国军，吴立军，刘世豪.UGNX10.0产品设计基础[M].杭州：浙江大学出版社，2016.

　　[3]徐家忠，曹旭妍.基于混合式教学的《UG软件应用》精品在线开放课程的建设与实践[J].内燃机与配件，2020(12)：288-289.

　　《三维软件应用课程装配模块混合式教学设计》来源：《内燃机与配件》，作者:杜治平