基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的《產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)方案研究

肖陽　錢萍　李青云　梁旭坤

【摘 要】本文以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念為基礎(chǔ)，對高?！懂a(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，選取“車載多用途物品架”作為大案例，將大案例分解后以子項(xiàng)目為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，并進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，并構(gòu)建了應(yīng)用慕課網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行課程實(shí)施與教學(xué)組織模式，提出了開展翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)策略以及構(gòu)建了翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)設(shè)計(jì)的一般模式。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂；慕課；課程設(shè)計(jì)；案例分解

翻轉(zhuǎn)課堂，就是在信息化環(huán)境中，教師提供以教學(xué)視頻為主要形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在上課前完成對教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源的觀看和學(xué)習(xí)，師生在課堂上一起完成作業(yè)答疑、協(xié)作探究和互動交流等活動的一種新型的教學(xué)模式[1]。翻轉(zhuǎn)課堂模式對傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大的沖擊，本文嘗試借鑒翻轉(zhuǎn)課堂理念在課程設(shè)計(jì)理念、內(nèi)容、實(shí)踐方式上進(jìn)行了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)模式，并將該模式用于《產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中[2]。

1 課程案例（項(xiàng)目）描述

1.1 案例（項(xiàng)目）內(nèi)容簡介

根據(jù)車載多用途物品架前期采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，完成物品架各零件的逆向造型設(shè)計(jì)及物品架的裝配、效果圖與零件數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。以“車載多用途物品架” 為載體，經(jīng)整合教學(xué)內(nèi)容等教學(xué)化提煉與處理后，設(shè)計(jì)工作任務(wù)。以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)技能掌握，同時融入工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，逆向造型與圖形處理技術(shù)。

1.2 案例（項(xiàng)目）選擇理由

該案例具有典型的代表意義，案例是由多個零件組合而成，其零件結(jié)構(gòu)典型、能較全面地覆蓋產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)知識的應(yīng)用；案例工作量適當(dāng)，可操作性強(qiáng)，易于學(xué)生掌握。通過本案例的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生掌握逆向設(shè)計(jì)軟件的操作，以及提升產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的能力。能使學(xué)生更加直觀地掌握UG軟件界面和操作步驟，使學(xué)生生動、形象地掌握逆向反求工程技術(shù)的精髓與實(shí)際操作技能。

2 課程設(shè)計(jì)案例結(jié)構(gòu)

課程設(shè)計(jì)案例包含以下三個子項(xiàng)目，每個子項(xiàng)目對應(yīng)相應(yīng)的任務(wù)，將案例分解后以子項(xiàng)目為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)。

2.1 子項(xiàng)目一

車載多用途物品架模型測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入。對應(yīng)任務(wù)的內(nèi)容有：車載多用途物品架產(chǎn)品拓樸結(jié)構(gòu)及功能分析；車載多用途物品架測量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。

2.2 子項(xiàng)目二

車載多用途物品架零件實(shí)體模型創(chuàng)建。對應(yīng)任務(wù)的內(nèi)容有：飲料鎖扣模型創(chuàng)建；支撐架實(shí)體模型創(chuàng)建；鎖扣實(shí)體模型創(chuàng)建；煙灰盒實(shí)體模型創(chuàng)建；活動殼實(shí)體模型創(chuàng)建；底座實(shí)體模型創(chuàng)建；外殼實(shí)體模型創(chuàng)建；活動盒實(shí)體模型創(chuàng)建；煙灰架實(shí)體模型創(chuàng)建。

2.3 子項(xiàng)目三

車載多用途物品架實(shí)體模型裝配與格式轉(zhuǎn)換。對應(yīng)任務(wù)的內(nèi)容有：車載多用途物品架實(shí)體模型裝配；車載多用途物品架實(shí)體模型的格式轉(zhuǎn)換與導(dǎo)出。

3 課程組織與實(shí)施

課程以大案例貫穿整門課程，將案例分解后以子項(xiàng)目為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，體驗(yàn)學(xué)做一體的新教學(xué)模式。

課程的教學(xué)方法主要采用大案例的分解，把“車載多功能物品架”分解為9個零件，即飲料鎖扣、支撐架、鎖扣、煙灰盒、活動殼、底座、外殼、活動盒、煙灰架，完成以上9個零件的逆向設(shè)計(jì)，并制定相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)中掌握逆向設(shè)計(jì)技術(shù)中需要掌握的曲線造型、曲面造型與實(shí)體造型相關(guān)技能。在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程還將融入先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)理念與圖形處理技術(shù)等。

4 教學(xué)活動設(shè)計(jì)

本課程的慕課網(wǎng)絡(luò)課程已發(fā)布在超星慕課網(wǎng)站上，本慕課課程只需連接上校園網(wǎng)就可以打開，在教學(xué)過程中，學(xué)生通過使用個人學(xué)號進(jìn)行注冊，選擇相應(yīng)的班級，選擇相應(yīng)課程，就可以開始使用網(wǎng)絡(luò)課程中的教學(xué)資源進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)活動[3]。

4.1 課前準(zhǔn)備活動

4.1.1 教師活動

（1）分析教學(xué)目標(biāo)，制作學(xué)習(xí)任務(wù)單。教師設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)單有效地組織起“翻轉(zhuǎn)課堂”，幫助學(xué)生在課前明確自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目標(biāo)和方法，以表單為呈現(xiàn)方式的學(xué)習(xí)路徑文件包，學(xué)生根據(jù)個人需要有一個自定進(jìn)度的學(xué)習(xí)，即讓每個學(xué)生按照自己的步驟學(xué)習(xí)，取得自主學(xué)習(xí)實(shí)效。

（2）制作教學(xué)視頻和課件并發(fā)布。視頻和課件是教師通過對教學(xué)目標(biāo)的分析，通過視頻和課件的形式把知識傳遞給學(xué)生。教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺組織和呈現(xiàn)教學(xué)視頻和課件教學(xué)資源。

（3）布置針對性課堂練習(xí)。課堂練習(xí)是教師針對教學(xué)視頻和課件中所講的知識，為了加強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固并發(fā)現(xiàn)學(xué)生的疑難之處所設(shè)置的，教師可以通過學(xué)生所做的練習(xí)的反饋情況時刻了解學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)情況[4-5]。

4.1.2 學(xué)生活動

（1）根據(jù)教師給出的學(xué)習(xí)任務(wù)單，進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動。如觀看視頻及學(xué)習(xí)課件等，在觀看教學(xué)視頻和課件的過程中，學(xué)生遇到不懂的地方可以做筆記，把自己不懂的問題帶到課堂，這樣學(xué)生可以完全掌控自己學(xué)習(xí)的步調(diào)。

（2）做針對性課堂練習(xí)。學(xué)生通過做適量的課堂練習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己的疑難之處，在學(xué)習(xí)過程中記錄自己遇到的難題，可以通過教學(xué)平臺發(fā)布自己的難題，或者等上課時在課堂中提出問題，同學(xué)之間也可以進(jìn)行互動，彼此交流收獲，進(jìn)行互動解答[6]。

4.2 課中教學(xué)活動

在課中教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師不僅提供教學(xué)視頻以及其他資源，檢查學(xué)生學(xué)習(xí)視頻和課件情況，還提供在線輔導(dǎo)。學(xué)生提出疑難問題，教師答疑解惑，師生之間充分互動交流。在對課前視頻中知識點(diǎn)再度梳理的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充板書和電子文檔等的學(xué)習(xí)資源，滿足學(xué)生多方面的學(xué)習(xí)需要，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中學(xué)生集中反饋的問題進(jìn)行集體講解，排除大部分學(xué)生的疑點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生可以通過報告會、展示會、辯論賽或者小型的比賽等形式交流學(xué)習(xí)心得、體會，經(jīng)過獨(dú)立探索和合作交流后，完成個人或者小組的成果，在此過程中享受學(xué)習(xí)所帶來的樂趣，并發(fā)現(xiàn)自己的不足，吸取他人的優(yōu)點(diǎn)[7]。

4.3 課后學(xué)習(xí)反思

課后教師和學(xué)生通過慕課網(wǎng)站及其他方式留言互動，共同討論本次課的相關(guān)主題內(nèi)容，進(jìn)一步學(xué)習(xí)反思。教師根據(jù)反饋的效果對課程進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，如課前學(xué)習(xí)資源的增減，課堂教學(xué)活動的順序的安排，教學(xué)活動時間的長短等，以提高本課程教學(xué)（下轉(zhuǎn)第64頁）（上接第47頁）效果[8]。

5 結(jié)語

本研究以《產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)》課程為例，開發(fā)了“車載多用途物品架”的課程案例，構(gòu)建了大案例一案到底的課程案例結(jié)構(gòu)，研究了慕課網(wǎng)絡(luò)平臺的課程實(shí)施與教學(xué)組織，構(gòu)建了基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)活動設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

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[8]王欣，馬東輝.面向慕課的計(jì)算機(jī)游戲設(shè)計(jì)課程建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育，2014，15：17-19.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]