增材制造技术课程对分课堂教学实践

王 微

(安徽机电职业技术学院 航空与材料学院 ， 安徽 芜湖 241000)

0 前 言

近年来，信息化技术手段迅猛发展，信息化教学平台层出不穷，基于信息化背景下教学模式如 “翻转课堂”“微课”“慕课”等，使传统教学模式面临巨大挑战。“微课”“慕课”这种教学模式使学习的空间和时间变得更加自由，但面对高职院校的学生，他们自律性相对较差，大部分学生还不能科学合理的安排自己的学习时间，单纯的依赖信息化平台教学，学生不一定能够按质按量的完成学习任务，也会造成他们基础知识不牢，无法取得理想的教学效果。根据教学内容适时整合多种教学方法，如将传统教学(Face to Face)与网络化教学(E-Learning)相结合，这种优势互补的混合式教学，成为目前高校教学改革的一个重要研究方向[1-4]。对分课堂[5,6]倡导的“讲授-吸收-讨论-讲授…”往复循环的模式，既注重传统课堂的讲授，又给了学生足够的思考空间，经过近几年的推行逐渐形成了独特的教学模式，复旦大学刘明秋[7]在生命科学专业基础课程《微生物学》的教学实践中，应用对分课堂模式，成效明显。此外庄昌凌[8]、曲红梅[9]、曲春英[10]等均将对分课堂的教学模式引入到自己的教学中来，充分证明了对分课堂的优势。

增材制造技术课程是本校材料成型与控制技术专业的职业方向必修课程与核心专业课程之一。授课对象为大二年级学生，总学时44学时，是一门理论性与实践性都较强的应用科学，其任务是介绍增材制造技术与3D打印设备的结构组成与基本原理。以往，这种理实一体课程的教学方法多采用教师教授引导，学生被动接受的方法，教学过程单调枯燥，加之大专学生本就基础薄弱，学生积极性下降、学生课堂参与不足，教学效果难以满足社会发展对复合型技术人才的实际需求。笔者尝试了将信息化平台与对分课堂结合起来，学生线上借助信息化平台可浏览电子课件及教案、电子教材、教师推送的资源完成自学，参与预习测试、线上讨论、课后巩固等活动，使信息化教学与实体课堂互相补充，以取得更理想的教学效果。

1 对分教学模式实践

1.1 教学设计

开课之前制定好对分教学方案，上传至教学平台，给学生分组，为便于讨论分为5人一组共7组，每组自行确定组长、发言代表、记录员。对分的整体方案为隔堂对分，本课程每周两次课，第一次课教师讲解重难点知识、布置对分任务，第二次课展开对分互动。课前教师将资料上传至课程平台，供学生预习与自学巩固。学生在平台上完成预习任务、课后阅读教材并完成平台作业和对分作业、课堂参与对分。具体教学设计方案如图1所示。

图1 对分课堂教学设计方案

1.2 对分形式及考核方式

1.2.1 对分作业的形式

(1)读书笔记：重点章节的读书笔记(4次)，每次不少于1 000字。形式可以为复习提纲、精彩内容摘录、学习心得等，每部分内容学习结束后上交。

(2)专题讨论：分小组在课堂进行，根据学习的主题内容，参阅平台资源在专题讨论会上交流，每周的对分课堂上给出30 min的时间供组内讨论交流，本组代表上台分享讨论结果，随后采用“亮考帮”的模式，进行组间互动，最后教师总结。图2为对分课堂中学生分小组进行组内讨论，图3 为代表发言分享本组讨论内容。

(3)制作竞赛：利用所学的知识技能，自行设计产品，要求制作出实物，并将设计理念、制作流程以及最终的用途做成PPT，分组汇报答辩，每学期一次。通过这种活动，培养学生创新意思、团队合作以及精益求精的工匠精神。

图2 对分课堂小组讨论

图3 小组代表分享观点

1.2.2 考核方式

改革以往考核模式，采用过程化考核，期末不再以笔试的形式组织考试。考核比例为读书笔记 30%、专题讨论 30% 、制作竞赛20%、考勤20%。编制课程教学调查问卷，采集原始数据，对教学效果进行评估。根据教学反馈进行持续改进。

2 案例实施与教学反馈

2.1 课前任务

课前教师在教学平台推送课程资源、发布预习任务，学生完成相应的预习任务。教师查看课程平台上学生预习作业情况，根据学生完成情况着重突破重难点，笔者从教学平台发现学生对于模型摆放这一知识点出错率较高，故将其作为课堂重难点内容。

2.2 重点突破

课上改变教学方式，由讲授型课堂向自主学习型课堂转变。使学生在思考中学习，针对预习中存在的问题有针对、有重点地进行，不重复教学，提升课堂教学效率。利用平台随机抽取学生回答问题，互相借鉴，取长补短，提高学生的表达与沟通能力。生生交流、师生互动，层层推入课程教学内容，深化学生对知识的理解与掌握。教师梳理重难点理清课程脉络，总结模型摆放对打印精度、支撑材料、成型时间、打印强度的影响。围绕本次课程主题布置对分作业:下载平台上的模型，借助CURA软件制定本组的打印方案，在做课堂分享，按照“亮闪闪”“考考你”“帮帮我”的要求归纳总结自己的收获与问题，以备课堂讨论使用。

2.3 课堂对分

课堂上首先给各小组15 min 的时间将本组的方案组织好，随后各组代表分享。小木屋模型的方案学生共给出四种方案，其中方案1、2、3的各一组，其余四组的方案为方案4。小木屋比较重要的面是屋顶和后墙，这是在摆放时要加以注意的。各小组分享方案，同时利用CURA软件直接模拟打印方案如图4，直观的呈现出每种方案的优劣性。通过各组的分享，学生可以很清楚的理解此处方案1和2虽然考虑了重要面的质量，但是内部支撑太多不易去除，还会增加打印时间，方案3支撑材料用的少了，但是表面质量会受影响，方案4既减少支撑材料的使用，同时保证了表面质量，使得其精度提高和支撑材料减少，是最佳方案。

图4 小木屋打印方案

随后，各组之间就支撑到底要不要加的问题进行了激烈的讨论，有的同学提出零件要不要加支撑和零件的形状有很大关系，对于复杂结构的零件，重心过于分散时必须要加完全支撑。有的同学提出根据45°原则，当所打印零的某个面与垂直方向大于45°且悬空时，也必须加支撑，反之则无需加支撑。通过讨论学生对知识点有了更深入的了解，尤其是对于打印方案的制定融入了自己更多的想法。

2.4 课后拓展

学生利用平台完成在线测试，及本节课程的课后作业及下课次预习任务，在讨论区可以继续就自己感兴趣的问题进行交流互动。

2.5 教学反馈

通过对分课堂实施情况来看，总体上同学能够积极参与配合，反应良好。对分课堂小组讨论氛围热烈，学生积极性、主动性提高。组间讨论与组内互动时，能够不拘一格，大胆提出观点。读书笔记按时提交，从提交的质量来看，大部分同学都认真学习了教师推送的平台教学资源包，并且总结出自己的学习心得，有归纳也有创新，效果出乎教师预料。制作竞赛更是热烈，组内成员出谋划策，发挥想象力设计出很多优秀的有创意的作品。同时适时引入信息化手段，学生讨论时有资源可参考、预习及课后巩固情况也能够通过平台后台数据实时监控。

实施过程中存在的问题如下：

(1)对分任务设置。让学生讨论教材内容，陈述彼此的学习心得，使得对分任务缺乏重点，学生在参与活动时，热情减退。将对分任务设置为具体问题，列举重要概念或实际案例时，学生参与的积极性很高。因此，在今后的对分课堂中，对分任务要合理设置，便于学生使用书面报告或是PPT展示。

(2)课堂讨论情况。存在课堂讨论偏离主线的情况。教师巡查时发现，某些组讨论的前半段进行的很好，后半段小组成员会讨论任务以外的事情或是玩手机，或是整个小组前半段讨论的比较积极，后半段无话可说，讨论无法进行下去。此时，教师应进行积极干预，提高成员参与课堂的积极性，并对讨论内容加以指导，重新将学生的思路引导到主题上来。

3 结 语

本课程在采用对分课堂后，学生的自学能力、资源整合与归纳能力、语言表达能力以及团队合作精神，均有了较大的提升。采用过程性评价和信息化手段的介入使教师能全程监控学生的个人学习情况，及时关注后进生，同时对于积极的学生给予足够的发展空间，实现个性化学习与指导，达到了预期教学效果。