基于CAD协同设计的应用技术型高校动态实践教学过程探索

    范钧 唐友亮 潘海成

    

    

    

    【摘要】面向应用技术型高校实践教学转型，针对目前《AUTOCAD》课程“协同设计”的教学过程缺陷，提出了基于CAD协同设计的应用技术型高校动态实践教学过程。该过程主要包括教材内容动态研究、实践体系动态构建、教学方法动态选择、教学过程动态设计、教学效果动态评价、教学反思动态总结等六个部分。

    【关键词】CAD协同设计 应用技术型 动态实践教学

    一、引言

    应用技术型高校工科类人才培养方案中，《AUTOCAD》课程作为“大学CAD类课程”之一，对于大学一年级的学生，具有极其重要的基础工具性与复杂实践性。基础工具性体现在AUTOCAD是未来工科类学生学习、工作的基础操作与应用工具。复杂实践性体现在《AUTOCAD》课程体系中的复杂内容与实践技能。

    其中，“协同设计”章节是《AUTOCAD》课程高级操作中的核心部分之一。目前，应用技术型高校专任教师在讲授《AUTOCAD》课程的“协同設计”章节过程中，迫于学时的限制，极有可能会进入两个误区之一。这两个误区分别是忽略、略讲该章节，致使该章节失去了高级操作的复杂性，学生难以真正领悟该高级操作的实践精髓;精讲、细说相关案例，致使该章节失去了CAD系统功能的完整性，学生难以全局掌握该CAD系统功能的设计意图。因此，如何高效利用有限的课堂时间，基于教学大纲的要求，给学生深入浅出地讲授《AUTOCAD》课程的“协同设计”章节，成为了现实的棘手问题。

    目前，CAD协同设计重点研究其系统开发，而非其实践教学。CAD实践教学聚焦在CAD整体知识传授的过程性，未见探索CAD协同设计环节的复杂性;现有协同设计教学重视协同育人环境创建，却忽视了CAD协同设计实践教学;动态实践教学研究体现在专业领域，缺少课程领域相关研究。

    面对有限的学时，为了有效、准确、深入地讲授《AUTOCAD》课程中的“协同设计”章节，本文开展了基于CAD协同设计的应用技术型动态实践教学过程探索。

    二、动态实践教学思路

    （一）动态实践教学原则

    针对CAD协同设计，动态实践教学原则包括如下三个部分：（1）对于静态实践教学，体现动态实践教学的特殊性与互补性;（2）对于协同设计内容，注重实践教学过程的完整性与应用性;（3）对于CAD相关操作，把握设计意图实现的系统性和逻辑性。

    （二）动态实践教学思路

    针对CAD协同设计，动态实践教学思路包括如下六个方面：（1）教材内容动态研究;（2）实践体系动态构建;（3）教学方法动态选择;（4）教学过程动态设计;（5）教学效果动态评价;（6）教学反思动态总结。

    三、教材内容动态研究

    教材内容动态研究主要包括教学材料动态分析、教学目标动态把握与具体内容动态研究。

    （一）教学材料动态分析

    基于“CAD协同设计”教学大纲章节要求，开展教学材料动态分析。教学材料中的相关章节编写内容，应该满足课程教学大纲相关要求。将教学材料的静态内容，基于应用技术型人才培养实践需要，结合工科专业背景与行业研究现状，进行动态扩展分析，深入挖掘学生兴趣点与学习驱动力。

    （二）教学目标动态把握

    教学目标动态把握，主要包括教学主题动态引入与教学目标动态控制。教学主题动态引入，指的是要将学生学习该章节的内容时，存在带入感，而非强迫感。讲解“CAD协同设计”时，应首先逻辑梳理AutoCAD功能模块，然后点出各功能模块缺陷及其协作的必然性，最后顺势点出教学主题“CAD协同设计”。教学目标动态控制，指的是依据《AUTOCAD》课程教学大纲中的“协同设计”静态教学目标，通过把握静态教学目标所涉及的阶段性和过程性，对其进行动态实现程度控制。

    （三）具体内容动态研究

    具体内容动态研究，指的是围绕“CAD协同设计”教学大纲章节内容，将其具体细致划分，逐个部分进行动态研究，探寻每个部分的特殊性及其之间的协调性，重点研究每个部分的互动性。AUTOCAD软件的“协同设计”功能，是由三个功能模块实现的。这三个功能模块分别是可以“直接引用”的基本块、“协调引用”的动态块、“系统引用”的外部参考。

    四、实践体系动态构建

    实践体系动态构建主要包括教学情况动态分析与实践教学动态调整。教学情况动态分析主要包括教学知识经验分析、教学技能态度分析、教学特点风格分析等方面。实践教学动态调整主要是面向学生实践体系构建展开的。

    （一）教学情况动态分析

    1.教学知识经验分析

    教学知识经验分析，主要从学生角度、教师角度、教师与学生互动角度等三个角度，对其进行研究。教学知识经验分析，如图1所示。

    2.教学技能态度分析

    教学技能态度分析，主要从学生角度、教师角度、教师与学生互动角度等三个角度，对其进行研究。教学技能态度分析，如图2所示。

    3.教学特点风格分析

    教学特点风格分析，主要从学生角度、教师角度、教师与学生互动角度等三个角度，对其进行研究。教学特点风格分析，如图3所示。

    （二）实践教学动态调整

    实践教学动态调整，主要围绕学生实践体系构建过程。学生实践体系构建，主要从学生知识经验角度、学生技能态度角度、学生特点风格角度等三个角度，依托教师与学生的互动，对其进行综合协调。学生实践体系构建，如图4所示。

    五、教学方法动态选择

    教学方法动态选择，指的是基于教材内容动态研究过程，根据实践体系动态构建状况，进行教学方法的有效筛选与高效运用。基于“CAD协同设计”教学大纲章节内容，根据协同设计的必要性，选用引导法;根据协同设计的可行性，选用启发法;根据协同设计的特殊性，选用任务驱动法;根据协同设计工具的功能性，选用讲授法;根据协同设计的操作性，选用创设情境法;根据协同设计的便捷性，选用讨论法。

    六、教学过程动态设计

    教学过程动态设计，指的是基于教学内容动态研究，结合教学方法动态选择，合理安排教学过程中的具体环节，以期达到环环相扣、衔接自然的效果。教学过程动态设计，主要包括概念引入、特点分析、操作讲解、实践应用、归纳总结、作业布置等6个阶段。

    作为技术数据信息载体，CAD协同设计技术是目前数字化设计与制造过程中的关键应用技术。因此，概念引入阶段，可以重点围绕CAD协同设计技术的需求性、科学性、可行性、高效性等四个属性，开展CAD协同设计的基本概念引入。特点分析阶段，主要包括CAD设计的了解、设计意图的把握、协同设计的实质、CAD协同设计过程。操作讲解阶段，依次重点围绕基本块的标准性和规范性;动态块的灵活性和智能性、外部参考的附着性与覆盖性展开。模具CAD协同设计过程中，系列产品模具的工艺零件可由动态块实现、结构零件可由基本快实现、标准模架可由外部参考实现、其他零件可由基础绘图实现。归纳总结阶段，主要从CAD协同设计的实质、工具、实例等三个方面进行。布置作业阶段，重点围绕CAD协同设计的把握、实现方式的控制等两个方面展开。

    七、教学效果动态评价

    （一）教学效果预期

    教学效果预期，是培养学生“善学”意识。培养学生“善学”意识，主要包括释放学生“想学”潜力与树立学生“能学”信心。教学效果预期，如图5所示。

    （二）教学效果体现

    教学效果体现，主要表现为学生的反馈情况。机械设计制造及其自动化专业两个班的学生，通过基于CAD协同设计的应用技术型动态实践教学过程，释放“想学”潜力的学生，比例约为90%;而树立“能学”信心的学生，比例约为86%。这两个比例，均高于CAD协同设计常规实践教学过程中的相应学生比例。这说明基于CAD协同设计的应用技术型动态实践教学过程，某种程度上，改善了CAD协同设计现有实践教学不足，达到了预期目标。

    八、教学反思动态总结

    教学反思动态总结，主要包括激发“想学”潜力、实现“能学”梦想、发挥“善学”优势。激发“想学”潜力，指的是启发引导学生去理解，任务驱动学生去思考。实现“能学”梦想，指的是讲解帮助学生去掌握，情境激发学生去应用。发挥“善学”优势，指的是讨论促进学生去总结，实践应用学生去提高。

    参考文献：

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    [2]刘日.基于国产PLM系统的三维CAD协同设计的应用与实践[J].CAD/CAM与制造业信息化，2014，（7）?：22.

    [3]肖云.土木學科CAD实践教学问题及对策[J].武汉船舶职业技术学院学报，2014，（6）?：112.

    [4]张太乐，熊灿娟，粟梅.地质工程专业《地质CAD》实践教学探索与研究[J].山东工业技术，2018，（2）?：211.

    基金项目：江苏省高等教育教改研究立项课题（2017JSJG279）;江苏省宿迁学院第六批教学改革研究项目（sqc2016jg32）;江苏省高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015C252）;江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师培养对象经费资助项目（2016）。