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CAD/CAM课程网络化教学资源库的建设与应用

作者：王卫兵

来源：《中国教育信息化·高教职教》2011年第10期

摘要：CAD/CAM课程教学资源库的建设是以视频演示为核心，同时辅以形式多样的教学素材，采用了词典式编排，将CAD/CAM软件的单个功能作为一个“词语”，制作和组织其对应的教学资源。通过在线教学平台，教师能非常方便地将各个单元组合成自己需要的个性化教学套餐，从而满足教学需求；学生能便捷地查找到所需功能应用的详细讲解，从而完成项目任务。

关键词：CAD/CAM；教学资源库；即景点播式视频演示系统；在线教学平台 中图分类号：G203文献标识码：B文章编号：1673-8454(2011)19-0032-03

一、CAD/CAM课程教学资源库建设的背景

CAD/CAM课程是制造类专业的通用课程和必修课程，课程主要面向机电产品的数字化设计与制造，培养具备机电产品三维造型、自动编程和数控加工职业特定能力的高技能人才，这一课程的相关技能对提升高职学生的就业质量有良好的促进作用。CAD/CAM课程有别于传统的教学科目，其课程教学的特点是：演示教学与操作训练并重，交互性强；教学内容多，更新快。

在职业教育的发展方向中，采用工作过程导向的“项目化”教学成为发展趋势。[1]然而，与CAD/CAM软件应用快速普及以及教学方式改革的现实不相适应。现有的教学资源包括教材及其配套的课件，存在着以下问题：首先，讲解深度与清晰程度不够，传统教材及课件对于软件中的指令讲解往往仅限于字面解释，缺乏深度的应用讲解与示范。对于学生自主学习来说，为完成一个任务而深入理解一项功能的应用在教材中往往难以得到足够的帮助。其次，教学资源是固化的，难以灵活调整，不能满足不同层次的学生需求，在教学中也难以实现有针对性、差异性的教学。再次，教学资源呈分散状态，教材、课件、练习题各自独立，互不相关。另外，当前的教学资源更新升级速度很慢，难以跟上软件更新以及新技术的发展，并且无法实现共享，教师需要进行大量的重复劳动。

针对上述问题，必须考虑课程特点，结合学生的实际水平，同时适应新的教学模式与教学方式。开发的教学资源库应当能够有效地帮助学生进行自主学习，同时能帮助教师方便地进行教学组织与实施，有效地提高教学效率，并显著改善教学效果。[2][3]

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二、CAD/CAM课程教学资源库的建设 1．教学资源库的设计思路

（1）教学资源库应帮助学生快速掌握相关知识

CAD/CAM课程教学资源库以视频演示为核心，同时辅以形式多样的教学素材。教学资源库包含了各种CAD/CAM软件常用功能的标准视频库、电子教材、PPT文档库、功能练习和综合练习素材库、试题库。同时，还提供功能完善的配套学习软件，可实现功能分类、检索、教学、课时规划。

CAD/CAM软件是一项典型的交互操作技术，视频演示的教学效果要远远优于静态文字。这里的视频是指CAD/CAM软件操作过程的屏幕录像并配上讲解音频，学生可以参照视频完成对应的练习。在教学资源库开发时开创性地使用了即景点播式视频演示系统。 （2）教学资源库应方便教师进行教学组织与实施

教学资源库应适应新的教学模式与教学方式，方便教师进行教学组织与实施，教学资源库中的各个资源应可以灵活组合。CAD/CAM课程教学资源库采用了词典式编排，将CAD/CAM软件的单个功能作为一个“词语”，制作和组织其对应的教学资源，以词典的方式进行组织，编制了多种方式的索引，并可以进行检索、查询。同时CAD/CAM课程教学资源库收集了大量的不同层次、不同应用层面的练习案例与工程案例，并且为这些案例制作了详细的学习方案。作为教学资源的基本核心，教学资源库的结构是完全开放和模板化的。教师可方便地利用教学资源中的基本教学单元，采用“搭积木”的方式快速、灵活地组合出各种个性化的教学“套餐”，并能够对其中的任何内容进行自由修改，以适应不同专业方向、不同层次、不同深度和不同学时的教学需要。[5]

2.教学资源库的单元组成

CAD/CAM课程教学资源库采用了词典式编排，对于每一“词语”，即每一单元中都包括了视频讲解、视频演示、电子教材、PPT课件、练习素材、常见问题解答等部分，如图1所示。通过这些多样素材可以使学生充分理解功能的含义与应用。 （1）电子教材：显示了对应的知识内容，类似于传统的教材；

（2）PPT课件：辅导学生学习单元内容，并可以进行条理化的处理，突出要点； （3）练习素材：是一个部件PART文件，学生可以下载这一部件文件进行对应功能的练习，同时提供了完成这一功能练习的结果文件；

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（4）常见问题解答：通过解答往届学生碰到的问题，并进行积累；将常见的具有代表性的问题提前解决，当学生在实际学习中碰到问题时，可能通过查看是否有以往的学生碰到过同样的问题，从而自行解决；

（5）视频讲解：由教师讲解这一知识单元的相关基础知识与操作要点；

（6）视频演示：采用即景点播式视频演示系统，演示对应功能的操作过程，并且学生可以在该仿真环境练习。

3．教学资源库建设中的关键 （1）视频功能词典的设计与编排

CAD/CAM软件功能多达数百个，每一功能可以涉及到数十个参数选项，即使是制作其中常用功能模块的教学资源，其工作量也是很大的。另外还要对这些独立的基本教学单元进行有效的组织和管理，使用户能够方便地使用它们从事教学，或利用它们构造出新的、个性化的教学资源。

（2）即景点播式视频演示系统的研究开发

所谓即景点播式视频演示系统，是指在CAD/CAM软件的真实界面（或者全仿真界面）中，当用户选择某一功能菜单项后，并非启动该项功能的操作，而是在当时的真实（或仿真）环境下以视频方式演示该功能的操作过程。例如用户选择直线绘制功能键时，不会进入直线绘制功能操作，而是播放该功能的操作视频。与传统的教学演示课件相比，即景点播式视频演示系统完全是在软件操作界面中播放视频课件，具有非常好的现场感和真实感。同时，点播式的学习方式与近年来新出现的SaaS（Software as a Service）模式十分吻合，因而十分适合于自学和网络学习。本课题组选择Adobe Captivate软件进行即景点播式视频演示系统的开发，Adobe Captivate 可以快速创建功能强大、引人入胜的仿真、软件演示、基于场景的培训和测验，并且自动创建基于 Flash 的交互式仿真或演示。Captivate 软件不要求任何编写程序或多媒体的知识，通过自动录制所有在屏幕上的动作，及实时建立包括鼠标移动及图文说明的展示，包括交互式评分作用及教学反馈的模拟。使用指向和按下的功能来编辑、自订或加入交互式的E-learning。使用场景向导创建出可靠的基于场景的软技能培训，包含真正吸引学习者的富媒体。[6][7]

（3）在线教学平台开发

为了让教学资源库能最大限度地发挥作用，有必要构建一个良好的在线教学平台，通过该平台，教师可以方便地制作和发布网络课程，布置和评判作业，同步或异步答疑；学习者可自主选择要学习的课程单元，并自主进行课程内容的学习。在线教学平台基于B/S模式，采用ASP.NET技术进行系统开发，系统架构如图2所示。