基于学习通的计算机辅助设计课程在线教学实践

靳江艳 方忆湘 刘文学

摘 要 开展线上教学是应对疫情、保证教学按计划有序进行的有效手段。以机械工程专业的专业课程计算机辅助设计为例，介绍了基于学习通平台开展专业课程教学的实践过程，主要包括制定教学总体方案，进行课程资源建设、闭环的线上教学过程实施以及多样化的学习过程考核与评价，并对线上教学的优势和不足进行总结。

关键词 在线教学 计算机辅助设计课程 教学实践 学习通

中图分类号：G424                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.03.034

Online Teaching Practice of Computer Aided Design Course

on Xuexitong Platform

JIN Jiangyan， FANG Yixiang， LIU Wenxue

（School of Mechanical Engineering， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang， Hebei 050018）

Abstract Online teaching is an effective means to ensure orderly teaching in the period of epidemic outbreak. Taking one of the mechanical engineering specialized courses， Computer Aided Design course， as an example， practice process of specialized courses teaching is described. It contains four elements： working out a teaching plan， developing course resource， carrying out online teaching， and evaluating learning process of the students. Finally， the advantages and shortcomings of online teaching are summarized.

Keywords online teaching; computer aid design course; teaching practice; Xuexitong

0 引言

計算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）技术是机械产品数字化设计、制造、分析、仿真与虚拟现实、测试验证等技术的核心和基础技术，为二十世纪最重要的技术发展之一，也是近年来业界高度重视的工业4.0概念和智能制造技术的重要支撑技术之一。

计算机辅助设计课程为机械工程学科的专业基础课程之一，课程设置的目的，主要训练学生学习和掌握CAD技术的基本原理、方法、手段和发展趋势，并使学生全面学习和掌握CAD技术这一现代设计方法与手段，培养学生的现代产品和工程设计与开发能力，并为进一步掌握相关的计算机辅助工具技术提供基础理论支撑。授课内容全面介绍和讲述CAD技术的发展历程、系统组成、相关接口技术和图形标准、计算机图形处理的基本原理和关键技术、通用CAD应用系统的设计和造型功能、自由曲线与自由曲面、CAD二次开发技术以及工程数据的计算机处理等内容，以使学生对CAD技术有一个全面的了解，同时，概要介绍CAM相关技术。[1]课程强调对学生综合运用相关各学科知识的能力以及创新能力、逻辑思维能力、软件开发编程能力、计算机操作能力的全面训练。

课程教学分为理论教学和实验教学两个阶段，主要采用讲授法和讨论法来进行理论知识授课，学生需要在掌握相关理论知识的同时，能够熟练使用通用三维CAD软件，并能够进行简单的CAD二次开发。因此，在线上教学课程建设过程中，一方面，教学总体规划保证教学按计划有序进行;另一方面，基于线上教学平台，进一步加强课程资源建设、优化课堂教学过程、改革学习过程评价。

因此，虽然线上教学是在特殊时期采用的一种紧急应对措施，但是以此为契机，通过线上教学实践，在保证教学按计划有序、有效进行的同时，进一步拓宽课程教学改革的思路和空间，将新的教学手段和方式融入教学过程，以学生为中心，规范管理、精准实施、持续改进，开展课程建设工作。

1 基于学习通的线上教学总体方案

超星学习通在线教学平台为日常教学过程提供了一体化的信息化教学解决方案，涵盖了课前、课中和课后等各个教学环节。[2，3]学习通平台将课前建课备课和学生预习、课中课堂教学和实践操作、课后复习考核和教学评估等整个教学过程融会贯通，实现对“线上+线下”教学全过程的即时数据采集、云端分析处理和即时结果反馈，促进教师教学模式和教学组织形式的变革，协助构建“互联网+”下完整的教学生态体系。

结合超星学习通的功能，依据理论教学和实验教学的不同特点，为了避免直播过程中的掉线和卡顿现象，采用“录播+文档资料+主题讨论+线上讨论和答疑+作业”形式开展线上教学，总体教学流程描述如下：（1）至少提前三天发放学习资料（包括视频、图片和文档资料）供学生学习，要求学生必须在课程表中的课程结束时间之前，完成相关的主题讨论，并学完规定的学习内容。届时在线上统计学生的学习情况，并将学习情况通报给学生，通过限定课程开放时间督促学生及时完成学习内容，并对进度较慢的学生进行关注和监督。（2）下发课程内容的通知在学习通和QQ群同时公布，保证能够传达到每一位学生。（3）课程表规定的上课时间为在线讨论和答疑时间。

2 课程资源建设

超星学习通提供了丰富的课程资源建设模块。计算机辅助设计线上课程资源包括授课视频、PPT、电子教材、作业库和其他学习资料等。所有的课程资源学生均可随时在线观看和下载。

（1）授课视频和PPT为学生讲解授课内容，通过视频的回放功能，学生可以反复观看重点和难点内容，对课程内容掌握得更牢固。

（2）电子版教材和纸本教学完全一致，上传在学习通的课程资料里面，供学生下载使用。

（3）针对线上教学不能面对面交流的弊端，通过多样化的作业形式，使学生巩固课上所学内容。

（4）通过学习平台上传了其他教学辅助资料（包括视频、网页和文档等）供学生下载学习，以拓宽学生知识面。

3 线上教学实施过程

课程教学以讲授为主，结合任课教师的相关研究活动引入相关技术的最新发展介绍与实际应用实例，并辅以课堂练习与交流互动、课后作业、文献综述撰写与交流汇报、上机实验等实践教学手段，以达到对学生的综合和全面训练。通过课前讨论、课上讲授、课后作业与线上监督四个环节形成整个线上教学过程的闭环，以保证教学过程有序进行。

3.1 课前讨论——引领学生进入线上课程

由于不能和学生进行面对面的交流，课程开始之前，针对课程内容运用提出若干问题供学生讨论，内容包括对先修知识的回顾、先修知识与即将学习内容之间的关联，以及即将学习知识的要点。通过线上讨论使学生了解即将学习的内容，并对学生的疑问进行解答。

课前讨论利用超星学习通的线上讨论模块来完成。任课教师和每一位学生都能看到讨论过程和所有的发言，便于师生和生生互动。

3.2 课堂讲授——多措并举，营造沉浸感课堂

授课内容按照教学日历有序进行，包括理论教学（30学时）和上机实验（10学时），首先完成理论教学，然后进行上机实验。

理论教学部分由教学团队通过录制教学视频来开展，录制过程中，通过幻灯片录屏讲授、动画制作和在线板书等多种方式讲授课程内容，为学生营造具有沉浸感的课堂学习氛围。

上机实验需要用到计算机，通过要求学生提交上机实验截图和实验过程视频等方式，督促学生完成上机实验作业。

3.3 课后作业——形式多样，巩固学习效果

针对课程内容，通过设计有针对性的课后作业，巩固和掌握授课内容。例如通过单选题和多选题帮助学生掌握理论知识的基本要点;通过关键技术综述作业，拓宽学生知识面并对科技论文撰写进行训练;通过计算题掌握计算机辅助图形处理和数据处理的相关知识。针对难点和重点，录制作业讲解视频，使学生进一步加深对相关知识的理解和掌握。

3.4 线上监督——及时督促，一个都不能少

除超星学习通之外，还建立课程学习QQ群。针对学生的主题讨论、视频学习和作业情况，对学习进度滞后的学生进行及时督促，对学生存在的问题及时解答，保证全部学生能够按时完成学习任务和课后作业。

4 多样化的学习过程考核与评价

超星学习通提供了多样化的学生学习过程考核和评价方式，并能够通过在线统计功能对学生的学习过程数据进行汇总和归纳，主要包括对学生的主题讨论、视频观看、签到情况、课后作业和上机实验等学习环节进行考核与评价。多样化的学习过程考核与评价体系能够比较客观的反映学习的平时学习情况。

通过规范的教学过程管理和丰富的课程资源建设，以及任课教师和学生的共同努力，“计算机辅助设计”课程取得了较好的学习效果。开课以来，学生的签到率平均在98以上、视频任务点完成率在92%以上（学习通设置90%以上即为完成）、作业平均得分在80分以上。学生的期末考试平均成绩72分，比以往略高，不及格率下降了50%。究其原因，线下教学过程中，课程内容和作业讲解之后，学生只能听一次，不利于理解能力较差的学生掌握相关知识;而在线上教学过程中，视频课程和作业讲解，学生都可以反复观看，加深理解，相关知识掌握得更牢固。

5 结束语

“計算机辅助设计”课程开设在线课程以来，教学团队经历了从困惑、学习、投入到明朗的教学历程。通过对各种教学平台和线上授课方式的试用和对比，结合课程特点，从保证学生学习效果的角度，选择了超星学习通作为教学平台，采用录播方式的授课方式，通过规范的教学过程管理、丰富的课程资源建设、合理的考核与评价体系以及多样化的师生互动与学习反馈，保证了在线教学高效、有序的进行。

同时，对线上教学的优势与不足进行了总结和归纳。在线上教学过程中，授课视频和学习资料可供学生多次学习，有助于学生掌握重点和难点学习内容;同时，通过线上学习进度管理能够有效监督和促进学生学习。但是，由于缺乏面对面的交流，无法根据学生的即时反映调整授课内容和进度;线下能够很方便进行的实物教具演示、公式推导和板书绘图等教学手段，线上操作受到一定限制;教学过程（特别是直播课程）受网络信号影响较大。

开展线上教学是应对疫情、保证教学按计划有序进行的有效手段，为今后的课程改革和创新提供了更丰富的思路和空间。作为一线教师，在丰富教学内容的同时，不断完善教学手段和教学方式，以学生为中心，规范管理、精准服务、持续改进，开展课程建设工作。

基金项目：河北省高等教育教学改革研究与实践项目（2017GJJG098）

参考文献

[1] 崔洪斌，方忆湘，张嘉鈺等.计算机辅助设计技术及应用[M].北京：清华大学出版社，2004.

[2] 张雄，张喻，单传家等.基于超星学习通的BOPPPS线上教学模式实践探究——以湖北师范大学大学物理课程为例[J].湖北师范大学学报（自然科学版），2020，40（04）：114-118.

[3] 马明祥.基于学习通的混合式教学在C语言程序设计公共课中的应用研究[J].科教导刊（中旬刊），2019（08）：122-123.