基于任务驱动的“鞋楦逆向建模”教学设计

2017年第15
期
课程设计
“鞋楦逆向建模”是五年制高职模具设计与制造专业实训课程“逆向工程技术”的典型项目。

传统的实训教学，往往只注重逆向建模Imageware软件命令的理解与运用。

[1]通过学习，大多数学生可以掌握Imageware软件的点云分割、曲线构建与编辑、曲面构建与编辑等基本技能，但是无法举一反三，也无法达到学以致用的水平。

[2-3]他们最缺的是分析问题和解决问题的能力，但在传统实训教学中往往也得不到培养。

任务驱动教学法是以解决问题、完成任务为主的多维互动式教学为理念，将传统的再现式教学模式转变为以学生为主体的探究式学习模式，使学生处于积极的学习状态，使每位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题，从而恰好可以弥补传统实训教学的不足。

[4-5]本文着重进行基于任务驱动的“鞋楦逆向建模”教学设计。

一、教学分析
（一）教学内容分析
“鞋楦逆向建模”是“逆向工程技术”实训课程的项目二，6个学时。

本项目的主要学习内容包括：（1）鞋楦特征曲线的判断；（2）点云的截取与分割；（3）曲线的构建与编辑；（4）曲面的构建与编辑。

（二）学情分析
本课的授课对象是模具设计与制造专业三年
级的学生，这些学生通过项目一的学习，已经掌握了逆向建模的基本流程和简单曲面的构建方法，具备基本的软件操作能力，形象思维能力尚可，但抽象思维能力较弱，他们在教师的引导下，乐于动手和探索。

（三）教学目标分析
根据模具设计与制造工作岗位的工作要求，确定本课的教学目标为：（1）知识目标。

掌握点云截取、分割，曲线构建、编辑，曲面构建、编辑命令；（2）技能目标。

能根据点云特征，正确判断特征线并构建曲面；（3）情感目标。

通过学习任务演练，提高分析问题、解决问题的能力，培养严谨、细致和团结协作的工作作风。

（四）教学重难点分析
本课的教学重点是由点云构建曲面；教学难点是特征线的判断。

二、教学设计
（一）教学方法
本课采用的主要教学方法是任务驱动教学法，在教师的引领下以工作任务为学习目标，让学生在完成工作任务的过程中学习相关知识和技能,发展学生的综合职业能力。

（二）任务分解
基于逆向建模的工作过程，本课共设计了五个任务：（1）判断鞋楦外观的特征曲线位置；（2）截取鞋楦特征点；（3）构建鞋楦外观特征曲线；（4）编
基于任务驱动的“鞋楦逆向建模”教学设计
宋浩
摘要：通过五年制高职模具设计与制造专业“逆向工程技术”实训课程的实训项目“鞋楦逆向建模”这一教学案例，探讨了任务驱动教学在五年制高职CAD/CAM类课程教学中的应用。

实践证明，任务驱动教学提高了学生学习的积极性，能让学生学习目标更加明确，增强了学生的实践能力，进而达到学以致用的目标。

关键词：五年制高职；模具设计与制造；逆向工程技术；教学设计；专业实训课程；任务驱动
作者简介：宋浩，男，无锡机电高等职业技术学校讲师，硕士，主要研究方向为逆向工程技术教学。

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1674-7747（2017）15-0017-02
2017年第15
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课程设计
辑鞋楦外观特征曲线；（5）构建鞋楦外观曲面。

这五个任务由简入深，环环相扣，学生在一连串的任务驱动下完成学习目标。

（三）教学评价
在参考相关评价表的基础上制定了以下评价量表，如表1所示。

表1教学评价表
项目名称评价方式
自评40%
组评30%
师评30%学生姓名
鞋楦的逆向建模评价模块学习能力动手能力协作能力
完成情况
组内贡献团队协作技能掌握学习态度知识构建创新能力
评价内容
对照项目知识目标，根据实际掌握情况打分对照项目技能目标，根据实际掌握情况打分在分组任务学习过程中，自己的团队协作能力任务一：判断鞋楦外观的特征曲线位置的正确度
任务二：截取鞋楦特征点的正确度任务三：构建鞋楦外观特征曲线的正确度任务四：编辑鞋楦特征曲线的正确度任务五：构建鞋楦曲面的正确度
组内测评个人在小组任务学习过程中的贡献值组内测评个人在小组任务学习过程中的协作程度对照项目技能目标，组内测评个人掌握程度个人在项目学习过程中，参与的积极性个人在项目学习过程中，知识、技能掌握情况个人在项目学习过程中，表现出的创新思维、动作、语言等小组编号
总分
分值55555555101010101010100
得分
三、教学实施
课前，给学生布置任务，去鞋店体验买鞋过程。

新课开始，播放一段制鞋工厂制鞋的视频，创设制鞋情境，提出本课的任务：利用小明脚部的扫描数据，为小明逆向建模鞋楦，提供给制鞋工厂，定制一款皮鞋。

以此为目标，首先要判断鞋楦的特征线位置，这是本节课的难点。

为了突破难点，这里采用的方法是：教师与学生情景演绎买鞋过程，教师扮演营业员，学生扮演顾客，让学生初步了解一双合适的鞋必须在尺寸上具备哪些条件；接着，教师提供鞋楦设计工厂的设计图纸，让学生讨论鞋楦底部和顶部特征点的位置，学生通过小组讨论，发表自己的看法；在此基础上，教师提示学生可以借鉴三维建模中这些特征的建模思路，学生再次讨论，最终确定4条特征线的位置。

在正确判断特征线位置的基础之上，学生接下来要完成由点云构建曲面的任务，这是本节课的重点。

为了突出重点，先进行任务分解，在此，教师演示典型马鞍面由点云构建曲面的过程动画，让学生从中找出点云构建曲面的步骤，从而将任务分解成四个环节：（1）截取鞋楦特征点云；（2）构建鞋楦外观特征曲线；（3）编辑鞋楦外观特征曲线；（4）构建鞋楦外观曲面。

整个过程较为繁琐，如果教师演示全部建模过程会浪费时间，学生也记不住。

为了解决这个难题，可将每个过程录制成15分钟左右的微课，以供学生参考。

通过微课学习，可以实现学生分层教学，不同知识水平的学生可以根据自己的学习情况控制学习进度。

在学习中，一旦遇到问题，可以提出疑问，教师就能针对学生提出的问题,有针对性地进行答疑。

在整个教学过程中，教师不断巡视查看学生的学习过程，从而了解学生的学习进度。

对非共性的问题可以进行单独交流和指导，对大多数学生共性的问题,可以通过教学播放系统给予广播式的指导。

任务完成后，学生将完成的成果保存并提交，教师收集和整理学生完成的作品，并对作品进行
（下转第26页）
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课程改革
表1数据说明，无论是学生的学习态度，还是学生的学习行为和学习成绩，改革后较改革前都有较大幅度的改进，这显示改革是切实有效的。

值得注意的是，该课程激励机制的改革可能面临两个阻碍因素：一是课程基金的来源问题，即是否所有专业课程都有相关的建设资金作为课程基金的来源；二是观念问题，即向学生收取钱款并让学生承担风险是否可行。

从当前国家、地方和学校对高职教育专业建设的投入情况看，作为专业核心课程，争取课程建设资金不是难事，所以，
前者不应成为改革的阻碍。

而对于后者，笔者认
为，需要解放思想，只要收取的钱款不足以影响学生的日常生活，且运作透明、规范、科学，那么，这样的改革就是可以推行的。

参考文献：
[1]胡越明.高职院校课程学习激励机制问题探讨[J].职教通讯，2016（24）：22-24.
[2]张星.基于大型仿真项目的高职课程综合实践设计[J].职业技术教育，2009（29）：71-73.
[责任编辑
盛
艳]
续表
学习情况维度学习成绩
调研问题或统计指标班级的课程最终成绩平均分
学完本课程后，我对企业经营决策与分析有了较全面的
认识与掌握
改革前69.43赞同或非常赞同率
61.86%
改革后78.22赞同或非常赞同率
72.46%
（上接第18页）
点评，肯定学生的成果。

同时，教师组织学生进行思考和总结，填写工作任务书，以达到对知识的提炼和升华。

四、教学反思
使采用任务驱动教学的“逆向工程技术”实训课堂，学生学习的主动性得到了极大的提高。

“鞋楦逆向建模”作为一个完整的项目，对于学生来说，直接上手具有一定的难度。

经过教师的引导，将比较复杂的项目予以分解，先易后难,逐步推进，很好地激发了学生的学习兴趣。

由学生提交的成果可知，大部分的学生能够适应这种教学模式的转变，能够在规定时间内顺利完成教师预先设定的任务，从而达到学以致用的目的。

但是，在教学过程中也发现了一些问题，因为“鞋楦逆向建模”是一个完整的项目，任务驱动教学只是将这一完整项目进行了分解，各任务之间也是环环相扣，下一任务的开始必须建立在上一任务正确完成的基础之上。

如果有个别学生在开始的任务中就已经发生错误了，就会影响整个项目的完成情况。

在今后的教学过程中，需要加强过程评价，针对每一个任务的成果教师都要进行收集和评判，以尽早地指出学生在任务完成过程中出现的问题。

参考文献：
[1]谭昌柏.《逆向工程技术》课程教学探讨[J].中国科技信息，2008（18）：276-277.
[2]胡笑奇，林云峰.“逆向工程与快速原型技术”教学改革初探[J].丽水学院学报，2016（5）：119-122.
[3]朱裕生.中职教育《机械制图与CAD 》一体化改革的思考[J].装备制造技术，2016（4）：273-276.
[4]张洋，段磊.基于任务驱动的模具CAD/CAM 技能实训教学研究[J].中国现代教育装备，2014（1）：93-95.
[5]陈志明.大赛引领下高职CAD/CAM 课程教学改革与实践[J].职教通讯，2012（21）：70-71.
[责任编辑
赵文清]。