“互联网+”背景下PBL教学模式在船体CAD/CAM课程中的应用研究

□ 汤 婧，赵 陈，李 云

(浙江国际海运职业技术学院，浙江 舟山 316021)

随着微课、慕课、在线课程等迅速发展起来，“互联网+教育”已经成为继实体课堂的又一大课堂。信息技术和教育的融合一方面突破了书本式教育教学资源的局限，增加了大量的网络资源，使学习者获取知识更加方便灵活；另一方面，彻底改变了灌输型的教学方式，其快捷直接的交互性能和学习数据的直观反馈，让学生成为学习的主体，真正发挥学生的学习积极性和主动性。但是，互联网教育目前在理论课程中运用较多，对于《船体CAD/CAM》这类操作性和专业性强的实践课程，如何利用互联网进行教学内容、教学模式和学习方式的重构，还有待研究。本文将以问题为导向的教学模式(Problem-based learning，简称PBL)引入《船体CAD/CAM》课程，学生在设置的问题情境中，结合使用互联网资源，解决实际问题，并获取和掌握隐含于问题背后的专业知识和技术技能，同时，通过构建科学完善的评价体系，开展教学改革。

1 现状分析

1.1 PBL教学模式

1969年，美国神经病学教授Barrows首创PBL教学模式，随后，此种教学模式广泛应用于医学领域。经过不断的丰富和完善，目前PBL已成为国际上各专业教学中较流行的一种教学模式[1-2]。

PBL教学模式需要教师在每个项目开始前，向学习者提出驱动性问题，问题的设计要根据学生已掌握的知识水平而定，具备一定的可行性和可操作性。对于实践课程，问题的设计还要结合生产实际，让学生能够在创设的真实情境中探究，具备一定的吸引性和有效性。问题提出后，学生以小组形式进行分析、研究、设计和解决。在此过程中，需要学生充分发挥自身的主观能动性，通过各种方式获取解决问题的新知识，并以协作式的学习模式展现最终的解决方案。

该教学模式旨在促进学生问题意识、探究能力、团队合作能力和创新能力的发展。

1.2 课程现状

《船体CAD/CAM》课程主要培养学生使用计算机软件绘制船体各类图样的基本职业技能，为学生衔接船厂设计、生产工作打下坚实基础。该课程是一门专业综合性较强的课程，需要学生具备计算机软件绘图技能以及船体结构、船体识图和制图专业知识。现阶段该课程教学存在以下问题：

①授课内容中专业学科间的融合度不够。目前，本课程的教学方法以教师演练、学生操练为主，操作练习侧重绘图软件基本命令的使用，和船体专业知识结合较少，从而导致学生只会绘制一些简单的机械图样，对于专业性的船体图样束手无策，很难做到举一反三。由此可见，本课程现阶段的教学还仅仅停留在学习使用计算机软件上，缺乏软件技能和专业知识相融通的内容。

②教学设计中“产教融合”体现不足。计算机软件是一种应用工具，只有将其置于实际生产的工作链中才能发挥其最大的作用。由于以往的教学设计侧重的是抄绘，所以，学生学完本门课程后会有一个错误认识：计算机绘图软件就是用来抄图的。然而，在实际生产制造过程中，计算机软件贯穿着整个船舶设计、建造和检验过程。本课程的教学应符合国家对职业教育课程改革的要求，把技术融入实际生产，加强产业技术、工艺和规范的学习，达到专业化产教融合。

③教学方式限制了学生创新能力的发展。计算机制图是一项开放性工作，在符合制图规范的前提下，没有标准答案和操作顺序。现阶段使用的教学方法，多以教师操作，学生模仿为主，限制了学生创造性思维。因此，本程可以依托实际生产设计案例，为学生创设真实的学习情境，利用“互联网+”学习资源激发学生自主学习能力，以开放性的问题支撑学生创造力的答案。

2 教学基础

PBL教学模式需要学生具备较强的自学、自探、自究能力，为了保证教学内容和教学质量，教师需要为学生提供有效的教学资源和合理的问题设置，充分发挥引导作用。

2.1 教学资源的建设

通过“互联网+”搭建的教育资源大平台，保证了PBL教学模式能在有限的课堂教学时间内展开。本课程教学资源的建设应包括如下内容：

①网络课堂中的教学资源建设。本课程为专业性较强的实践类课程，其网络课堂中应建设大量的软件基本操作视频和船舶基础知识解析，辅助学生自学。

②配合网络课堂采用新型教材。教材内容要和网络课堂相结合，对于一些拓展知识或操作性强的知识点，可在教材中嵌入二维码，链接网络课堂中的相关视频，为学生进一步解答。

③建立高效的交互性平台。本课程的交互性一方面指教师与学生、学生与学生之间的交流，课上操作性的交流可以依靠由局域网控制的电子教室，课下交流可以依靠网络课堂留言或其他交流软件直接对话；另一方面，指学情的反馈，网络平台提供的数据分析，可以很好的反应学生掌握新知的情况，教学内容可以根据实际情况进行调整。

2.2 驱动性问题设置

PBL教学模式的重点是驱动性问题的设计，本课程创设的问题应紧密联系实际生产，并体现相关性。学生通过解决问题，可以实现“产教融合”，掌握计算机软件在船舶设计、建造和检验过程中的使用方法。同时，问题应源于生产，基于教学，其包含的知识点要符合教学内容和学生学情。

3 基于PBL教学模式的教学设计

基于PBL教学模式的《船体CAD/CAM》课程要紧密结合生产实际，利用网络资源收集和整理优质的教学资源，将多学科专业知识联合，引导学生自主分析、创新解答。

3.1 课程内容

本课程教学内容模拟实际生产，将教学任务细化为7项工作任务[3]10大驱动性问题，教学案例联合《船体结构与制图》课程中3000t货船相关图样，配备网络课堂中大量软件操作视频和结构制图知识点分析，将学生分组进行项目分析和问题解答，呈现形式为任务单和小组演示两大类。其7项工作任务分别为：

任务1、任务2(基本绘制和编辑命令)：计算机绘图的基本技能——使用AutoCAD绘制和编辑基本图形。

问题设置：分析给定图样的绘制步骤及主要运用的绘图和编辑命令，并完成任务单。

任务3(样条曲线绘制和编辑)：计算机绘制船体型线图——使用计算机绘图软件绘制船体型线图。

问题设置：①分析型线图的绘制步骤及主要运用的命令，并完成任务单；②在绘制型线图过程中，如何保证型线的光顺。

任务4(图层的设置和应用)：计算机绘制基本结构图——使用计算机绘图软件绘制基本结构图。

问题设置：①如何管理基本结构图中各类线型；②分析基本结构图的绘制步骤及主要运用的命令，并完成任务单。

任务5(工程基本量的测量)：计算机绘制外板展开图——使用计算机绘图软件绘制外板展开图。

问题设置：①如何利用其它船体图样绘制外板展开图；②分析外板展开图的绘制步骤及主要运用的命令，并完成任务单。

任务6(船体尺寸标注和文字标注)：计算机绘制分段结构图——使用计算机绘图软件绘制分段结构图。

问题设置：①如何对船体图样进行标注，请举例说明；②分析分段结构图的绘制步骤及主要运用的命令，并完成任务单。

任务7(三维绘图)：计算机绘制结构节点图——使用计算机绘图软件绘制船体结构节点三维模型。

问题设置：分析船体结构节点的构件组成和连接方式，填写所给图样的绘制步骤及主要运用的命令，并完成任务单。

3.2 教学实施

每项任务开展前会给学生下发一套任务单，任务单的主要作用是明确问题和记录设计方案，学生以小组形式完成任务。在解决问题的过程中，需要学生自行分析，解决问题的关键项有些是可以通过已掌握的知识解决，有些则需要扩充新的知识。学生扩充新知识的方法可以有多种：①通过网络课堂资源；②通过书本资料，扫二维码了解操作；③自行研究；④老师解答等。每个项目需要团队成员互相讨论研究，最终做出一套解决方案，并通过电子教室现场演示，接受三方评估。图1为本课程教学实施过程图。

图1 教学实施过程图

3.3 考核评价

采用多元体系的评价方式，更为科学合理的评价学生的成绩。问题式学习方式具有开放性特点，针对不同的问题，每个项目采用的考核方式也不同。本课程主要采用三种考核方式为：三方评价、书面报告和操作考核。其中，三方评价的考核方式成绩组成为：学生自我评价(30%)、组间各成员互评(40%)、教师评价(30%)。同时，三方均有相对应的评估量表，旨在更为全面科学的测评。

4 总结

基于PBL教学模式的《船体CAD/CAM》课堂教学以驱动性的问题作为项目引导，鼓励学生自主分析、合作解答。同时，本课程结合“互联网+”优化教学资源，支持学生个性化发展，创新化学习。但是，在该教学模式下，如何扩展互联网服务方式还需进一步研究。