融入OBE理念的CAD/CAM基礎(chǔ)課程混合式教學(xué)研究與實(shí)踐

摘? 要：針對CAD/CAM基礎(chǔ)課程內(nèi)容涉及較多理論原理、算法、程序?qū)崿F(xiàn)等特點(diǎn)，充分利用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)方式優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)搭建的CAD/CAM基礎(chǔ)在線資源課程平臺，通過融入OBE理念，闡述“以學(xué)生為中心”混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路、課堂教學(xué)方法和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)改革和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識，提高課程教學(xué)質(zhì)量，達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：OBE理念;混合式教學(xué)模式;CAD/CAM基礎(chǔ);教學(xué)改革和實(shí)踐

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）05-0066-05

Abstract： Aiming at the characteristics of "Fundamentals of CAD/CAM" involving many theoretical principles， algorithms， program implementation and so on， the advantages of blended teaching mode combining with online teaching and offline teaching are made the best use， the teaching ideas， reform and practice of classroom teaching method and in-class experiment for blended teaching mode based on "student-centered" are elaborated by incorporating the OBE concept according to the "Fundamentals of CAD/CAM" online resource course platform， so as to cultivate the students' independent learning ability and innovation consciousness， to improve the teaching quality and? to attain the teaching objectives.

Keywords： OBE concept; blended teaching mode; Fundamentals of CAD/CAM; teaching reform and practice

CAD/CAM即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程應(yīng)用中最重要的體現(xiàn)之一，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、成型制造領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，也是成型制造領(lǐng)域重要的發(fā)展方向之一[1-2]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及全球制造業(yè)激烈的競爭環(huán)境，掌握CAD/CAM技術(shù)是現(xiàn)代工程技術(shù)人員必備的技能之一，也是適應(yīng)“中國制造2025”發(fā)展規(guī)劃下對人才培養(yǎng)的需求。為了提高學(xué)生利用現(xiàn)代工具的能力，武漢理工大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)在近幾年的培養(yǎng)方案中開設(shè)了多門與CAD/CAM相關(guān)的理論課程、實(shí)踐課程。

CAD/CAM基礎(chǔ)是材料成型及控制工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容主要介紹在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造中工程數(shù)據(jù)處理、圖形處理、幾何造型以及曲線曲面處理的基本原理和方法。課程內(nèi)容涉及方法多、學(xué)科交叉、知識點(diǎn)密集，特別是其中圖形處理涉及的矩陣變換、曲線曲面參數(shù)化內(nèi)容等，公式較多，比較抽象，教學(xué)過程中有一定的難度，而且該課程又是今后本專業(yè)其他CAD/CAM實(shí)踐課程應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，是本專業(yè)的一門核心課程，支撐本專業(yè)兩個畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。由于課時限制，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難將所有知識點(diǎn)高效率地傳授給學(xué)生，課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度偏低，因此立足于滿足工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，利用武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)了CAD/CAM基礎(chǔ)在線資源課程平臺，采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)方式開展了該門課程的教學(xué)改革。為了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新意識，提高課程教學(xué)質(zhì)量和課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度，在線上線下混合式教學(xué)的過程中，融入了國際工程教育認(rèn)證“以學(xué)生為中心”的OBE核心教學(xué)理念，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)了課程理論教學(xué)內(nèi)容和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改革了課程教學(xué)方法和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)施方式。

一、融入OBE理念的混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路

（一）OBE教育理念

OBE（Outcome Based Education，簡稱OBE）即成果導(dǎo)向教育，是一種以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果（Learning? outcomes）為導(dǎo)向的教育理念，由美國學(xué)者Spady在1981年首次提出，其核心理念是以學(xué)生為中心，結(jié)果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)，認(rèn)為教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果[3]。OBE教育是一種先進(jìn)的教育理念，已形成了一套比較完整的理論體系和實(shí)施模式，美國工程與技術(shù)教育認(rèn)證協(xié)會（ABET）全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終，是教育范式的革新[4-5]。

（二）混合式教學(xué)模式

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，在美國的哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院掀起的在線教育課程（Massive Open Online Courses，簡稱MOOCs）浪潮后，中國也開始了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代高校教育的改革思考和實(shí)踐探索。我國一些發(fā)達(dá)和先進(jìn)地區(qū)的高校如北大、清華、上海交大進(jìn)行了高等教育課程的改革和探索，率先建設(shè)了一系列資源豐富MOOCs、視頻公開課，推進(jìn)了我國高等學(xué)校各學(xué)科專業(yè)課堂教學(xué)模式的改革，混合式教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生[6-7]。

混合式教學(xué)模式（blending learning）是國際教育界在由美國為代表提出的“E-learning”發(fā)展而來的，是在線（online）教學(xué)和離線（offline）教學(xué)的一種整合，是面對面課堂教學(xué)和網(wǎng)上交互輔助教學(xué)形成的一種混合模式[6]。一般是指學(xué)生根據(jù)教師要求在課前進(jìn)行線上自主學(xué)習(xí)，在課堂上，教師只是對重難點(diǎn)知識進(jìn)行講授，結(jié)合討論、答疑及習(xí)題測驗(yàn)等方法，開展協(xié)作探究和互動學(xué)習(xí)的教學(xué)模式[8]。由于混合式教學(xué)通常是以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為載體，利用視頻、圖片、PPT等多媒體素材，采用線上線下相結(jié)合的模式進(jìn)行教學(xué)，課前向?qū)W生布置相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，課中通過講授、討論等多種方式進(jìn)行重難點(diǎn)知識點(diǎn)講解，課后布置相關(guān)的思考題或任務(wù)進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)，學(xué)生通過學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺相關(guān)課程資源直接獲取所需知識或者間接與同學(xué)、教師溝通交流獲取所需知識。這種教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)課堂“教師講，學(xué)生被動接受知識”的狀況，學(xué)生主動參與課堂學(xué)習(xí)的程度更高。這種教學(xué)模式不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，符合當(dāng)前新工科背景下高校人才培養(yǎng)的需求，是近年來我國高校各專業(yè)學(xué)科廣泛開展的一種提高課程教學(xué)質(zhì)量的課程教學(xué)模式改革。

（三）混合式課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路

為了滿足工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)要求，材料成型專業(yè)調(diào)整了2017版培養(yǎng)方案，按照調(diào)整的專業(yè)培養(yǎng)方案要求，CAD/CAM基礎(chǔ)課程學(xué)時為40學(xué)時，其中理論學(xué)時為32學(xué)時，實(shí)驗(yàn)學(xué)時為8學(xué)時，課程支撐本專業(yè)兩個畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)——設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案和使用現(xiàn)代工具，為了達(dá)成畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，本課程設(shè)計(jì)了三個課程教學(xué)目標(biāo)：

（1）正確認(rèn)識和處理人與計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系，熟悉計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)在材料成型及控制工程專業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的目的和意義。

（2）掌握CAD/CAM系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)，能夠運(yùn)用CAD/CAM課程中的基本原理進(jìn)行工程數(shù)據(jù)、圖形以及曲線曲面等的計(jì)算機(jī)處理。

（3）了解常用的CAD/CAM軟件，能夠結(jié)合CAD/CAM基本原理和常用軟件對材料成型及控制工程領(lǐng)域中工程問題進(jìn)行預(yù)測和模擬，并了解其使用的局限性。

針對本門課程的內(nèi)容特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，課程負(fù)責(zé)人整合設(shè)計(jì)了課程理論教學(xué)內(nèi)容和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，首先利用武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺搭建了該門課程網(wǎng)站，錄制了課程重難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容視頻，設(shè)置了課程實(shí)驗(yàn)、課程作業(yè)、課程測試、課程討論、課程拓展資源等模塊，建設(shè)了本門課程的在線教學(xué)資源網(wǎng)站。

根據(jù)建設(shè)好的課程資源網(wǎng)站，立足工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，在課程教學(xué)中采用了線上線下混合式的教學(xué)模式，分課前、課中、課后三個階段進(jìn)行課程理論環(huán)節(jié)的教學(xué)和實(shí)施，任課教師每次在上課之前2-3天布置下一次課的線上線下學(xué)習(xí)任務(wù)，表1是其中一次課的混合式課程學(xué)習(xí)安排。

課前內(nèi)容設(shè)計(jì)的思路主要是四個方面，一是對于相對簡單易于理解的內(nèi)容布置學(xué)生線上學(xué)習(xí)并完成配套的作業(yè)，二是對于難度比較大的內(nèi)容布置學(xué)生課前預(yù)習(xí)，三是對一些重要的理論、原理進(jìn)行課前測試，四是布置學(xué)生閱讀網(wǎng)站拓展資源，開拓學(xué)生視野的訓(xùn)練。

課中內(nèi)容設(shè)計(jì)的思路主要是三個方面，一是講授重難點(diǎn)知識，二是對學(xué)生在線學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行討論解答，三是進(jìn)行課程單元測試。

課后內(nèi)容設(shè)計(jì)思路主要是學(xué)生回看課中沒有弄懂的知識點(diǎn)、完成課后作業(yè)、更正課前測和單元測的錯誤，鞏固課程所學(xué)各知識點(diǎn)。

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是，為了進(jìn)一步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力，貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，課程負(fù)責(zé)人改革了課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，摒棄了原先的全班學(xué)生共用一本課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一步步完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)方式，而是根據(jù)整合后的理論教學(xué)內(nèi)容和課程教學(xué)目標(biāo)要求以及對畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)的支撐，特別是加強(qiáng)了學(xué)生使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行圖形處理和圖形設(shè)計(jì)的功能，采用了模塊化的方式，設(shè)計(jì)了四個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將8學(xué)時的實(shí)驗(yàn)分解成四個2學(xué)時，分解到相應(yīng)的理論教學(xué)環(huán)節(jié)之后進(jìn)行實(shí)施。

二、融入OBE理念的教學(xué)方式

（一）課堂教學(xué)方法

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的課堂參與度，在課堂理論教學(xué)過程中，根據(jù)不同的課程知識特點(diǎn)和其難易程度，采用了不同的教學(xué)方法，并不定時地對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，以了解學(xué)生對各種教學(xué)方法實(shí)施的滿意度和對知識點(diǎn)的掌握情況，以便于任課教師在后期的教學(xué)實(shí)施過程中能夠不斷地根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇和完善相應(yīng)的方法，力圖能很好地達(dá)成本課程教學(xué)目標(biāo)。

1. 問題導(dǎo)向式教學(xué)方法

如果課程內(nèi)容理論性不是很強(qiáng)，側(cè)重于理解記憶，但是在工程中又有廣泛的應(yīng)用，一般都是要求學(xué)生對重點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行課前在線學(xué)習(xí)，然后在課堂上利用設(shè)置問題的方式導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容。如，在講授CAD關(guān)鍵技術(shù)——參數(shù)化技術(shù)時，為了檢查學(xué)生課前對參數(shù)化設(shè)計(jì)概念的理解，設(shè)置了“請列舉在機(jī)械零件的CAD設(shè)計(jì)中能進(jìn)行的參數(shù)化設(shè)計(jì)的零件”。通過問題設(shè)置首先讓學(xué)生進(jìn)行問題的回答，一方面可以掌握學(xué)生的在線預(yù)習(xí)情況，另一方面可以調(diào)動學(xué)生思維積極性，活躍課堂氣氛，此外老師也可以判斷學(xué)生通過在線學(xué)習(xí)掌握了哪部分知識點(diǎn)，哪部分需要課堂上加強(qiáng)講授，然后老師就會在課堂上進(jìn)行重點(diǎn)介紹，課后再通過在線作業(yè)來鞏固，從而加深學(xué)生對該知識點(diǎn)的理解和掌握。

2. 啟發(fā)式教學(xué)方法

計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)基礎(chǔ)是CAD/CAM基礎(chǔ)課程中很重要的一個章節(jié)，也是本專業(yè)學(xué)生今后熟練使用各種CAD/CAM軟件進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生們能夠明白在CAD/CAM軟件中對圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放等操作的時候，計(jì)算機(jī)后臺程序是怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)圖形的這些操作。也就是說學(xué)生們不但要會操作軟件的各種命令，還必須明白這些命令是如何實(shí)現(xiàn)的。這樣當(dāng)以后遇到更復(fù)雜的問題的時候，同學(xué)們也能去分析和解決。圖形變換是計(jì)算機(jī)對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)圖形操作的過程之一。圖形變換的方式和類型很多，有二維圖形變換、三維圖形變換，各種維度的圖形變換，又有比例變換、旋轉(zhuǎn)變換、平移變換等，課本上給出了各種圖形變換的矩陣，學(xué)生記憶困難。為了讓學(xué)生不因?yàn)樾枰烙浻脖尺@些矩陣而影響對該門課程的學(xué)習(xí)興趣，本節(jié)內(nèi)容采用了啟發(fā)式教學(xué)。首先讓學(xué)生明白圖形變換的實(shí)質(zhì)就是點(diǎn)的變換，不管圖形多么復(fù)雜，只要確定了圖形變換前后各點(diǎn)的坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系，就能確定圖形變換矩陣，通過矩陣運(yùn)算就能確定圖形變換前后點(diǎn)集的坐標(biāo)。因此，只要掌握其中一種圖形變換原理、其變換矩陣推導(dǎo)的過程和建立的方法，那么其他的圖形變換都能自己去理解并進(jìn)行推導(dǎo)，就不需要死記矩陣變換公式了。

比如，在課堂上任課教師首先講解了對稱變換中“關(guān)于X軸為對稱線的對稱變換”的推導(dǎo)過程，告訴學(xué)生進(jìn)行圖形變換前，首先從幾何上去確定圖形坐標(biāo)點(diǎn)在變換前后的關(guān)系并用公式進(jìn)行表達(dá)，然后根據(jù)公式寫出變換矩陣就能確定關(guān)于X軸對稱前后圖形點(diǎn)集的對應(yīng)關(guān)系，有這個關(guān)系我們就能通過程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理了。在講了這一個對稱變換關(guān)系后，再讓同學(xué)們自己動手推導(dǎo)其他幾種對稱變換，如關(guān)于Y軸對稱變換、關(guān)于直線Y=X對稱變換等，絕大部分同學(xué)都能又準(zhǔn)又快地推導(dǎo)出各種變換矩陣，部分不會的同學(xué)通過交流了解到不會的原因后，老師再稍微拓展講解一下就基本上都掌握了。通過這種教學(xué)方法不但調(diào)動了學(xué)生課堂思維的積極性，而且學(xué)生通過自己推導(dǎo)演算，主動參與了思考，對知識點(diǎn)的理解更透徹，避免了老師從頭講到尾，學(xué)生被動接受知識，課程效果差的問題。通過將這些方法推廣到其他圖形變換矩陣的推導(dǎo)，學(xué)生也都能越來越熟練地掌握和利用。

3. 案例式教學(xué)方法

CAD/CAM基礎(chǔ)A課程中涉及很多的原理、算法、程序?qū)崿F(xiàn)等內(nèi)容，因此很多知識需要采用結(jié)合案例式教學(xué)來幫助學(xué)生加深對原理、算法的理解。

自由曲線與曲面基本理論和方法是本課程中另外一個知識點(diǎn)，也是本專業(yè)學(xué)生在今后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工作中會用到的一些基本知識，但是課時有限，而且這一塊的知識也比較難，涉及對圖形的參數(shù)表示方法和矢量表示方法，需要同學(xué)們具備較好的數(shù)學(xué)理論知識。因此，本門課程在講解的時候從同學(xué)們相對容易理解的圖形參數(shù)表示法過渡到向量表示方法，并且以汽車發(fā)動機(jī)罩產(chǎn)品利用自由曲面造型功能創(chuàng)建其三維模型的時候如何判斷各曲面之間的關(guān)系，引出曲線曲面拼接時參數(shù)連續(xù)性和幾何連續(xù)性的相關(guān)理論以及今后大家在CAD軟件中用到的Beziser曲線和B樣條曲線的表達(dá)形式、構(gòu)造方法、性質(zhì)特點(diǎn)等，并在課堂上結(jié)合給定的數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)建樣條曲線實(shí)例的講解相應(yīng)曲線和曲面的特性。

4. 軟件輔助教學(xué)方法

前面的教學(xué)方法中提到CAD/CAM基礎(chǔ)A課程中涉及程序?qū)崿F(xiàn)方法的知識模塊，也就是說學(xué)生在理解了原理，掌握了算法之后，還需要掌握如何通過程序來實(shí)現(xiàn)這些算法，從而更加深刻地對理論知識進(jìn)行理解。

本課程教學(xué)過程中對數(shù)據(jù)擬合和插值、圖形變換處理、自由曲線曲面構(gòu)建等采用了MATLAB軟件來實(shí)現(xiàn)，將枯燥的描述圖形的數(shù)學(xué)公式，通過MATLAB軟件的一些功能模塊和命令函數(shù)處理成直觀的幾何圖形，當(dāng)程序中的某個參數(shù)改變時，圖形也會跟著改變，加深學(xué)生對相關(guān)理論知識的掌握。

5. 自主學(xué)習(xí)方法

由于本門課程知識點(diǎn)較多，而課時有限，因此有些重難點(diǎn)知識課堂重點(diǎn)介紹，而有些知識需要同學(xué)們課后通過觀看播客單元視頻、課程PPT、教材甚至需要查閱資料等自學(xué)。特別是課程中需要使用到的MATLAB和AutoCAD軟件，老師基本上不在課堂介紹，都是預(yù)先錄制好軟件基本操作的視頻，學(xué)生課后通過作業(yè)題自學(xué)。為了幫助同學(xué)們自主學(xué)習(xí)或促進(jìn)他們的自主學(xué)習(xí)，往往是布置相關(guān)知識點(diǎn)的在線作業(yè)、討論題或者課前測試等學(xué)習(xí)活動來提高他們自主學(xué)習(xí)的能力。此外，也會編制一些讓同學(xué)們自己命題或設(shè)計(jì)的題目來實(shí)現(xiàn)某一章知識的綜合運(yùn)用能力以及軟件使用能力。

（二）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施

為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、分析問題和解決問題的能力以及寫作總結(jié)能力，在理論課程相應(yīng)知識模塊后設(shè)計(jì)了對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，實(shí)驗(yàn)時到計(jì)算機(jī)機(jī)房完成。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)完全是基于OBE理念進(jìn)行確定，采取的教學(xué)方式是學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，老師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的問題給予一定指導(dǎo)。具體方法是：老師首先錄制好軟件的基本操作視頻上傳到課程網(wǎng)站供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，然后老師布置要實(shí)現(xiàn)某種功能的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)老師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)自主設(shè)計(jì)和確定具體實(shí)驗(yàn)方案和參數(shù)，然后利用MATLAB軟件或者AutoCAD軟件自己編程實(shí)現(xiàn)，對實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題可以和老師、同學(xué)討論或者通過查閱文獻(xiàn)資料解決，最后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

比如，在計(jì)算機(jī)圖形處理章節(jié)部分，在講解完各種二維圖形變換原理和變換矩陣推導(dǎo)之后，為了進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對這一部分知識的理解和掌握，設(shè)計(jì)了一個相應(yīng)的圖形變換的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，老師給定了兩個實(shí)驗(yàn)任務(wù)：（1）學(xué)生自主設(shè)計(jì)一個二維圖形，并在MATLAB中實(shí)現(xiàn);（2）對所設(shè)計(jì)的二維圖形，制定其變換方式和相應(yīng)的變換矩陣，并在MATLAB中編程實(shí)現(xiàn)其變換過程。

同學(xué)們根據(jù)教師給定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，結(jié)合課堂上講授的課程變換理論知識，通過思考自行設(shè)計(jì)了各種形狀的二維圖形，并自己制定了二維圖形的變換方式，在機(jī)房利用MATLAB軟件編程功能實(shí)現(xiàn)自己二維圖形和二維圖形變換程序。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，任課教師針對同學(xué)們遇到的問題，逐一進(jìn)行指導(dǎo)，并針對學(xué)生的問題給出相應(yīng)的建議，在老師指導(dǎo)、學(xué)生之間的討論和學(xué)生自學(xué)查閱老師事先錄制的MATLAB軟件在線課程視頻后，同學(xué)們都能順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。由于二維圖形是由學(xué)生自主設(shè)計(jì)，因此同學(xué)們會根據(jù)自己的能力設(shè)計(jì)難易程度不同的圖形，有的同學(xué)知識掌握能力弱一些，設(shè)計(jì)的圖形簡單一點(diǎn)，而有的知識能力掌握較強(qiáng)且喜歡挑戰(zhàn)自己的同學(xué)，則設(shè)計(jì)了相對復(fù)雜的圖形，這樣也起到了因材施教的作用。圖1展示了成型2017級兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的圖形變換實(shí)驗(yàn)圖形和相應(yīng)的程序代碼。

同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的小結(jié)中也對這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式給予了高度肯定，很多同學(xué)認(rèn)為這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式雖然會讓學(xué)生花費(fèi)較多的實(shí)驗(yàn)時間，有一定的難度，但是一方面自己學(xué)會了MATLAB軟件的某些功能，另一方面提高了自己自主學(xué)習(xí)、自主思考、查閱資料、將所學(xué)理論知識用于實(shí)際圖形設(shè)計(jì)以及分析總結(jié)的能力。此外，很多同學(xué)還覺得在程序調(diào)試成功后，計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的圖形時有很大的成就感，覺得收獲很多。

三、結(jié)束語

融入OBE教學(xué)理念的混合式教學(xué)模式，能夠?qū)⒅R傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提升有效融合，是一種先進(jìn)的教育模式。CAD/CAM基礎(chǔ)是材料成型及控制工程專業(yè)的一門核心課程，開展以學(xué)生為中心線上線下混合式的教學(xué)模式，不斷激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氣氛，改善了教學(xué)質(zhì)量，而且提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和勇于挑戰(zhàn)自己的能力。這種教學(xué)模式符合當(dāng)前我們國家企業(yè)/行業(yè)轉(zhuǎn)型升級對高素質(zhì)、復(fù)合型工程技術(shù)人才培養(yǎng)的需求，是一種可以大力推廣的專業(yè)課程教學(xué)模式。

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基金項(xiàng)目：武漢理工大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新工科背景下材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革探索與實(shí)踐”（w2020058）

作者簡介：馮瑋（1973-），女，漢族，湖北浠水人，博士，副教授，研究方向?yàn)榫艹尚凸に嚺c數(shù)值模擬技術(shù)、模具CAD/CAE/CAM技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)。