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关键词:机械制图;CAD;课程改革;三维建模
【中图分类号】G712
一、近几年的教学现状
近几年,我院制造大类的汽车制造与装配技术、机械制造与自动化和汽车整形技术专业《机械制图》与《autoCAD》是两门独立的课程,分别在两个学期开设,把这两门有关系的课程割裂开来,并且从内容上有交叉重复的现象,不仅增加了学习课时,还增加了学生的学习负担,学生在学习CAD时,又得回顾已学过的制图知识,效果也不佳。将机械制图与CAD合并,侧重培养学生的识图能力和空间想像能力,以计算机绘图为工具、以多媒体为辅助教学手段来实现教学目标。我们大多数学生从事的是在汽车流水线上的操作工或者检测、维修人员,能看懂图纸作为对学生的基本要求,有了明确的目标,教学才会有很强的针对性,两门相辅相成的课程结合到一起得到了很好的效果。根据学生的实际,教学对象属三年高职,学生的基础知识相对较差,空间想象能力欠缺,原来的教材学习起来有难度,进行教学改革,能更好地适应学生,原来两门课程经整合后形成适合学生和教学特点的的新课程----《机械制图与CAD》,有效的解决了学生难学、教师难教的问题,同时满足了专业对知识的需求。
二、机械制图与CAD的关系
经常有学生提问:老师,我们为何不开设《CAD》课,有了《CAD》课程我们就不要学《机械制图》,直接开《CAD》就可以了;还有学生说:既然只要看图、识图,那还开《CAD》课程干什么,只开《机械制图》就可以了。对这两种认识上的偏差,就要求作为教师有必要搞清它们之间的关系。《机械制图》课程就是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法的一门专业基础课。它的目的和任务是:学习正投影的基本理论;掌握阅读和绘制机械图样的基础知识、基本方法和技能;培养对空间的想像能力。工作中使用的《CAD》是当前流行的计算机辅助设计软件之一,它主要研究的是如何利用各种指令绘制各种图样,可以看做是一种绘图工具,对培养学生看图、画图能力及空间想象能力作用不大。而如今我们每班的学生人数多,做机械制图习题时,很多学生会没有图版、图纸、尺子甚至铅笔等绘图工具,不能很好的完成作业,从而影响学习效果。如果将这两门课整合起来,《CAD》可以看作是一种绘图工具,显示器可以看做是图板和图纸;鼠标和键盘可看做是铅笔、直尺和圆规。当然,《CAD》里的工具还要比手工工具丰富的多,它会极大的提高绘图效率和绘图质量,是机械设计及制图的一场革命。尤其是一些手工不能绘制的图形,计算机会很容易的绘制出来。除此之外,CAD还可以完成三维建模。它虽然能取代徒手或尺规绘图方法,但并不能取代制图理论和制图的一些标准、规范,相反,它是在机械制图理论、标准下开发出来的绘图软件,能够更好的帮助学生思考,更有利于学生学好《机械制图》。
三、课程教学中应注意的问题
首先,《机械制图》中的点、线、面部分可以少讲,遇到需要板图大作业时,可以放在CAD中进行。因为,在一般小企业都有计算机,手工绘图几乎被淘汰,没人愿意使用。那么让学生了解CAD绘图十分必要,应把它作为技能来进行训练。轴测图的画法也应放在CAD中进行介绍,尤其在CAD中,画椭圆非常方便,并且,设置等轴测追踪,打开正交模式,等轴测图很好绘制。
其次,在教学过程中,零件图的识读应为授课的重点,组合体视图的识读为次重点,我们要围绕这两大重点进行教学。组合体视图的识读是入门知识,着重培养的是分析和空间想象能力,有了这个基础,零件图的识读内容就好学了。零件图的识读是我们职业院校学生必须掌握的知识,也是学生就业后用得最多的知识。组合体视图的教学是《机械制图》的一个难点问题,在以往的教学实践中我深有体会。由于模型缺乏和挂图的不完整,学生的想象力差甚至得不到开发。现在,我们采用CAD可以绘制三维模型,问题就迎刃而解了。尤其是我们有了多媒体教学手段,将黑板上尺规绘制的三视图与三维模型一一对照,学生一目了然,经过多次练习,学生很快就会掌握的。零件图识读的教学可以从四方面来进行:1、标题栏;2、视图;3、尺寸;4、技术要求,也可以把零件图制作成PPT,以幻灯片形式进行讲解。在CAD中,标题栏有标准图纸样板文件可以调用;视图可以用CAD命令完成绘制;尺寸可以结合CAD中的尺寸标注样式的设置和尺寸标注命令的使用进行讲解;技术要求应结合表面粗糙度的模块的属性设置和文字的输入进行讲授。这样将它们有机地穿插在一起,会增加教学的直观性和趣味性,彻底改变传统的教学模式,学生的学习兴趣就会提高,再加上适当的上机训练,确保课堂动手训练,使学生由“要我学变为我要学”,这样也能提高教学质量和学习效率。
再次,在CAD的教学中,应该以基本绘图命令和基本编辑修改命令为重点,要求学生必需掌握。再加上轴测图的画法和一些简单的三维造型设计,来激发学生的学习兴趣。把CAD仅作为一种工具来使用,教师也只能把它作为辅助教学手段来处理,把学生看图、识图能力的培养作为重点来进行教学,这才是我们课改的正确做法。任课教师要能够针对教学课时、教学内容及进度,合理的安排这门新课的内容,如机械制图课开始学习投影基础时,可以让学生在上机课上熟悉AutoCAD软件的绘图基础,重点练习基本绘图命令和图形的编辑修改命令;学习到剖视、剖面时,在CAD课上相对应的讲授绘制面域与图案填充内容,而机械制图讲到线型及尺寸标注时,可上机练习组合体的尺寸标注。总之,每周理论课与上机课要同步进行,互相渗透,从而使学生既能够掌握制图知识,又能够掌握如何用软件来实现绘图。
结束语:我们应结合学生的特点以及社会的需求,在《机械制图与CAD》教学中注重深入浅出、通俗易懂的表达,采用图文并茂的形式,通过上机练习来开发学生的智力,加强创新能力的培养,使我们的学生将会学到更多、更有用的先进技术与技能,提高他们的综合素质,为他们今后进一步的发展打下坚实的基础。
参考资料:
【关键词】机械制图;课程项目化;测绘技能
【中图分类号】G712 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009(2016)47-0059-02
【作者简介】张忆雯,江苏常熟高新园中等专业学校(江苏常熟,215523)教师,副教授,主要研究方向为职业教育课程教学与改革。
“机械制图”课程越来越强化测绘技能培养的必要性和重要性。2013年,“机械制图与零件测绘”新增为全国职业院校技能大赛项目;2014年12月,在江苏省镇江高等职业技术学校举办了首届“中望杯”全国机械职业院校“零部件测绘、三维数字建模与制图”技能大赛。笔者在教学指导和师生参赛过程中,深感“机械制图”课程与企业对接不够,忽视测绘教学的系统性,尤其是课程项目化程度不足,学科味较浓,导致“教、学、做”分离。基于以上现实问题,笔者立足测绘技能培养,从课程项目化着手,探索“机械制图”教学改革之路。
一、定位课程项目化
课程项目化基于项目课程理论,把典型工作任务或工作项目作为课程内容,与职业资格标准衔接,达到培养学生综合职业知识和职业能力的目标。课程项目化与传统课程开发模式相比,发生了重大变革,呈现五个特征――开发主体多元化、课程结构模块化、课程内容综合化、课程实施一体化和课程评价开放化,这一举措,为培养学生良好职业品质与职业技能提供了一条可行之路。
“机械制图”课程项目化,首先要构建课程模块。按照课程内容与职业岗位要求,笔者将它整合为“平面图形、视图绘制、形体表达和零件装配”四个模块。接着精心设计项目,使各项目“一气呵成”,构成统一整体,达到通过具体任务项目实施培养制D技能的目标。这一课程模式使教学与生产直接衔接,理论与实践相互融合,找到制图知识与操作技能的最佳接合点,凸显人才培养的目标性与实效性。
二、确立测绘技能化
零部件测绘是推广先进技术、进行设备改进的重要途径,是工程技术人员的必备技能,具体是对现有装配体的零件进行测量,并绘出其装配图及零件图的过程,它是“机械制图”理论与实际紧密结合的训练过程。江苏省中等职业教育机械加工技术专业指导性人才培养方案特别强调,测绘是一项行业通用技能,它是学生未来岗位发展的根基。测绘技能化是“机械制图”课程发展与改革的新趋势,它突破原课程设置,不仅承载测绘技能任务,还需要更新课程理念,转变学生学习方式,将测绘技能强化与职业能力培养挂钩,构建“机械制图”以测绘技能为特长的课程特色。
三、课程项目化后测绘技能培养
“机械制图”课程项目化,能够解决当前制图课程“知识固化、技能欠缺;重讲解、轻实践;教法陈旧、学法呆板”等问题。
(一)测绘教学与企业要求对接调研
大多数制图教师对测绘熟悉但不够重视,有想法但缺少行动。为此,笔者设计“机械制图项目化后测绘技能培养调研表”,围绕中职校测绘教学现状与企业测绘能力要求,选取本地区三所职业学校和三个开发区开展调研。调研结果表明,当前职业学校制图教师对测绘价值与功能的认识不足,尤其是当前产业升级后,人才培养发生较大变化,要求教师不能局限于传统教学,应提高人才培养的有效度及与企业的对接度。通过调研,清楚了解企业对机械加工专业人才的具体要求,明确要加强对职业道德与职业技能的双向关注、全力培养。这项调研工作,为促进制图测绘技能培养提供了真实有效的依据,为制图教师课改提供了方向指导。
(二)“机械制图”课程项目化开发
课程项目化开发需抓住两个关键点――测绘内容项目化、测绘过程分步走。按照平面图形、组合形体、零件实体、装配部件四个由低到高的测绘程序,根据“测绘项目要与生产实践”结合的原则,笔者设计了“机械制图”测绘模块项目表,如表1所示。
实施过程分三步走。首先,确立模块。将课程模块化处理,可以抓住项目共性,便于对接生产实践,四个模块对应四个测绘过程。第一模块测绘平面图形,目的是强化制图规范,帮助学生掌握制图基本知识与技能,培育一丝不苟的工作态度;第二模块测绘组合形体,目的是通过组合体由物到图转换训练,培养学生较强的空间想象力,掌握“图示目测比例法”,体验机械设计基本要求与设计品质;第三模块测绘零件实体,目的是帮助学生掌握绘制零件工作图的方法、要领与技巧,培养工程实践能力,强化爱专业、爱动手的职业思想;第四模块测绘装配部件,参照企业岗位要求实施,提升学生职业道德,促进学生掌握职业技能,为各类竞赛挑选特长学生,实施分层教学。其次,设计项目。精心设计与生产实践密切关联的项目,突出工程实践特征,体现本专业特色。比如平口钳是机械加工最常见的设备,测绘能把专业核心课程融为一个整体,将知识融会贯通,不再局限单项知识传输,其他实训课程不妨以此借鉴,充分体现职业教育“项目无处不在”的新课程理念。最后,测绘实训。测绘是设计、测量、绘图三位一体的综合过程,将理论与实践相结合,对学生而言,是专业课程学习中难得的实训机会。笔者认为,要达到“教学做”合一,应做到:“教”,多交代方法和思路,留更多的时空给学生,让他们学会反思,善于动脑,愿意动手;“学”,教师要把“学”的过程变成“教”的延伸,让学生能丰富自己的想象力,挖掘自身的潜在力,释放个性的创造力。
四次测绘总体要求,应做到以“教”引领,以“做”促学,在实测中温故知新,融会贯通,走向“机械制图”课程“以测促画,以画促看”的教学效果。
(三)确立有效策略,培养测绘特长
以测促画策略,这是培养测绘技能的基础。分级测绘,有利于促进学生画图技能的全面提高,有助于提高学生绘制机械图样的能力。具体是:测绘平面图形,以强化和贯彻制图标准为前提,使学生初步认识工程技术语言――机械图样;测绘组合形体,以培养和提高学生空间想象力为保证,测量与绘制同步进行,让学生开始了解工程设计的基础;测绘零件实体,以工程实际零件为载体,让学生在真实的环境中感受企业文化,掌握技术技能,巩固专业思想;测绘装配部件,是以测促画的最高“境界”,不仅能培养学生扎实的测绘技能,更能培养学生团队合作精神、创新意识等综合职业素养。
班组协作策略,这是强化学生职业能力的途径。将班级学生分成若干个小组,通过学生互相协作分别担当测绘中不同的“岗位”角色,在协作中找到自己的最佳位置,使学生在团队协作中扬长避短,发挥个性特长。
关键词:项目教学法;机械制图课程;实践运用
机电专业具有很强的操作性和应用性,《机械制图》课程是技工学校机电专业的必修课程,有其自身特点和专业需求,对学生的想象能力和动手能力有更高的要求。现阶段,技工学校人才教育中两个问题较为突出,一是重视灌输理论知识,却忽视了实践环节;二是教学实践与人才需求相脱节,培育出的学生不是制造业所需要的应用型人才。正因如此,应从教学思想、教学体系和教学方式等多个方面对《机械制图》教学加以完善。笔者结合多年来的《机械制图》教学经验,对项目教学法在《机械制图》教学中的运用加以论述,期望以此更好地提高教学效率,为广大技工学校学生的后续学习、就业打下好的制图基础。
一、项目教学法的含义和特点
1.含义
一般而言,项目教学法是典型的以学生为核心的教学方法,它从工作实际和社会发展需要出发,选择具有代表性的项目作为课程内容,教师和学生共同来实施教学活动。项目教学法源于瑞士杰出心理学家皮亚杰的构建主义理论,可以让学生在广泛参与中自然地生成知识建构。
2.特点
作为一种应用范围日益广泛的教学方法,项目教学法有其自身特点,主要可概括为以下五个方面:
(1)项目教学法将学生视为核心与主体,通过项目来更好地利用新知识,这能够使学生更有学习《机械制图》课程的兴趣和
信心。
(2)实现了由课本向项目的中心转化,在《机械制图》课程中应用项目教学法,学生能够广泛地参与其中,他们的技术也可以相互促进和提高。
(3)实现了教学主流方式的转变,原来是强调课堂教学,而实施项目教学法之后,实践教学成为《机械制图》课程教学的主流方式,这样的教学方式使得学生的学习印象更为深刻,所掌握的知识也更为牢固,而不同项目课题的设置与推行,也使得学生有更多的机会了解不同的环境和实际问题,眼界也更为开阔。这样,学生在学校时就已具备一定的工作能力。
(4)采用项目教学法开展教学活动,实现了真正意义上的“教、学、练”一体化。
(5)项目教学法推动教师队伍建设向“双师型”发展,教师身份也有所转变,由原来的说教者转变为教学启发者,引导《机械制图》课程向更好的教学方向发展。
二、《机械制图》课程中应用项目教学法所起到的作用
项目教学法在《机械制图》课程教学中发挥了极为重要的作用,主要表现在以下五个方面:
1.提高学生的积极性和主动性
在《机械制图》课程教学中采用项目教学法,能够使学生更为理解项目理论知识和工艺技术,也能够使他们深切地感悟到生产劳动的快乐和不易,对于学生学习和实践过程中所出现的问题,也更易于寻求到处理问题的方法。原有的教学方法中往往采用的是“教师讲述、教师演示、教师提问、学生实习”的教学步骤,而采用项目教学法则不同,教师选择学生喜欢的内容作为项目课题,
也更为接近真实的工作环境和操作设备,学生在绘图实践中可以实施“构思、绘图、检查、审核”的操作程序,这样更能提高学生学习的积极性和主动性。
2.提高学生的协作能力和创新精神
项目教学法中采用小组教学的方式,这样既能够锻炼学生的思维能力、实践能力、操作能力和分析处理问题能力,也能使学生认识到团队协作的重要性,使学生的协调能力和合作意识都大为增强,学生的创造力也被激发出来,使得学生能够乐于学习《机械制图》课程。
3.更好实现学习与应用的一体化
机电专业具有很强的技术性和应用性,一般而言,很多技工学校都具有自身的实习基地,从而为实现《机械制图》课程教学中的实习和应用一体化提供了有利的条件。依据《机械制图》专业需求,可以在教室或实习车间的适当位置悬挂或张贴各类图表,配置多媒体、播放器、器械设施等,从而使教师的陈旧教学方式得以转变,由注重理论教学转为更为注重实践教学,从而实现学习应用一体化。
4.完善课程教学环节和教学评价
采用项目教学法实施《机械制图》课程教学,教学基本标准是提高学生的技术水平、提高知识使用率、提升创新能力,因为这种将理论和技能相融合的教学方法,能够使教师得出更为合理的处理决策,不断地完善课程教学的各个环节,也使得《机械制图》课程教学评价更趋于完善。
三、如何在《机械制图》课程教学中实施项目教学法
在《机械制图》课程教学中实施项目教学法,需要广大师生将这一学科的教学内容当做项目课题来做,以此来推行课程教学的各个环节,从而最终实现课程教学目标。机电专业的基础课程有很多,而《机械制图》是其中较为重要的一门课程,采用项目教学法来推行《机械制图》课程教学,能够使学生更具有想象能力和逻辑思维能力,使其成为更符合市场需求的人才,即高能力型与实用型专业人才。技工学校教师也应该思索如何更好地在《机械制图》课程教学中实施项目教学法,从而获得更好的教学效果。笔者认为,在《机械制图》课程教学中应用项目教学法,应关注其主要步骤环节,主要表现为六点:
1.分析教学目标
教师应明确绘制零件草图的基本要求,再让学生学习机械制图,这样的教学环节设计能够使学生明晰教学目标,也更易于提升学生的动手能力及实践素养,也易于形成较好的与他人协作的能力。
2.分解项目目标
项目教学法采用的是小组教学方式,这样有益于实现小组成员间的团结协作。
3.制订项目规划
教师在充分利用已有知识的基础上制定项目规划,如分析有代表性的零件及其技术时,可以由各小组成员来探讨零件的特点、
零件节图、尺寸标注、技术要求、绘图方法等。
4.实施项目规划
在《机械制图》课程教学中可以参照原有成功的教学经验,实施小组教学方法,教师将知识点及教学内容设计为项目课题,并制定出任务书及项目流程,各小组成员合作绘制零件草图并进行交流沟通,而教师对其进行巡视与指导。
5.进行项目评价
项目教学法以提高能力为根本目的,在《机械制图》课程教学实施的过程中,教学基本标准是提高学生的技术水平、提高知识使用率、提升创新能力,因此,可采用理论与技能双重评价标准,及时指出学生学习实践中的不足与建议,使学生得到改进,从而激发学生的真正能力。
6.展示实习效果
教师在对学生学习及实习情况作出综合评价后,可以让其展示自身实习成果,从而使学生获得更多的交流学习机会。但我们应该注意,项目教学法对教师的理论知识和操作能力都有严格
要求。
在《机械制图》课程教学中采用项目教学法,应注意以下几个关键部分:一是优化教学模式,尽量塑造技工专业学习氛围;二是注重对学生的有关识图能力和画图能力的训练;三是师生间存在良好的、及时的总结、交流和推广。总体而言,《机械制图》课程项目开发不能拘泥于形式,而应在课程教学项目设置的基础上实施项目教学法,应注重不同学生间的差异性,在皮亚杰建构主义思想观念基础上,不断探索《机械制图》课程教学中项目教学法的运用情况,从而实现《机械制图》课程的项目化,并使之成为技工学校课程改革的重要内容。
参考文献:
[1]武交峰.浅谈推进“项目教学法”在PLC课程教学中的必要性[J].中国西部科技,2010(32).
【关键词】机械制图;学业水平测试;教学质量
【中图分类号】G715 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009(2016)29-0065-03
【作者简介】蒋文亚,江苏省锡山中等专业学校(江苏锡山,214191)教学工作处主任,高级教师,数控车工高级技师,主要研究方向为职业教育教学管理和机电技术应用专业建设。
2016年起,江苏省正式实施中等职业学校学生学业水平测试,学业水平测试包括公共基础、专业基础、专业技能三部分,其中,专业基础测试内容主要包括各专业群应掌握的专业基础知识。
“机械制图”是研究识读和绘制机械图样原理及方法的一门技术基础课程,通过课程的学习,帮助学生学会看图和画图,掌握“图样”这一技术语言,准确地表达设计意图,顺利地进行技术交流,是工程技术界的“工具类”课程。“机械制图”也是教育部编《中等职业学校专业目录》中加工制造类34个专业中19个专业的专业教学主要内容,属于“专业群应掌握的专业基础知识”。因此,虽然截至目前,还没有明确“专业基础”学业水平测试具体的课程(或知识点),也没有考试大纲等相关信息,但作为从事一线教学的教师,需要主动思考学业水平测试对课程教学的新要求,在平时的教学工作中做到“三学三用”,积极迎接2016年开始的学业水平测试工作。
一、坚持“三学”,把握“机械制图”课程教学方向,为推断学测方向提供依据
(一)专心学教学大纲,精确掌握课程的要求
教育部印发的中等职业学校“机械制图”教学大纲(教职成〔2009〕8号)规定,“机械制图”教学内容由基础模块、综合实践模块和选学模块三部分组成。基础模块是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求;综合实践模块是综合应用部分,以测绘教学为主;选学模块是由学校根据专业培养的实际需要自主确定的选择性内容,包含了计算机绘图等内容。其中,基础模块教学单元包括制图国家标准的基本规定,常用尺规绘图工具,常用几何图形画法,正投影法和视图,点、直线和平面的投影,基本体、轴测投影,组合体、图样画法,标准件、常用件及其规定画法,零件图、装配图。教学大纲通过用“了解”“理解”“熟悉”“掌握”“会使用”“会运用”等不同的措辞对这些内容分别提出了有区别的教学要求。专心学习教学大纲,有助于一线教师精确把握教学中的“深浅度”。
(二)用心学专业教学标准,准确理解专业的要求
教育部编《中等职业学校专业目录》中加工制造类19个专业的专业教学主要内容涉及“机械制图”。这19个专业包括金属压力加工、钢铁装备运行与维护、有色装备运行与维护、建材装备运行与维护、机械制造技术、机械加工技术、机电技术应用、数控技术应用、模具制造技术、机电设备安装与维修、汽车制造与检修、船舶制造与修理、船舶机械装置安装与维修、金属热加工、焊接技术应用、机电产品检测技术应用、工业自动化仪表及应用、电机电器制造与维修、制冷和空调设备运行与维修。这19个专业中,除了有色装备运行与维护、建材装备运行与维护、船舶制造与修理、船舶机械装置安装与维修、金属热加工5个专业外,其他14个专业的专业教学标准都收录在教育部编《中等职业学校专业教学标准(试行)》中。这14个专业对于“机械制图”课程教学要求,在专业教学标准“专业知识和技能”中有明确的说明,普遍要求学生具备识读零件图、装配图的能力以及绘制零件图的能力。用心学专业教学标准,有助于帮助一线教师准确理解专业的要求,在教学中关注学生的专业发展。
(三)细心学人才培养方案,正确把握人才培养的要求
江苏省教育厅编《江苏省中等职业教育指导性人才培养方案》中,有加工制造类19个专业中的机械加工技术、机电技术应用、数控技术应用、汽车制造与检修4个专业的指导性人才培养方案。其中,机械加工技术、机电技术应用、数控技术应用专业指导性人才培养方案对“机械制图”课程教学的主要内容有详细的说明和要求。
比较这三个专业“机械制图”课程的主要教学内容,有10项内容完全一致:机械制图国家标准,几何作图,正投影法和视图,点、直线、平面的投影,基本体,组合体,零件图,标准件、常用件及其画法,装配图,计算机绘图。不同的内容有3项:极限与配合,图样的表达方式,典型零部件测绘。“极限与配合”可以在“零件图”中讲授,“典型零部件测绘”可以在“零件图”和“装配图”中讲授,这两项的区别是在教学过程中内容是单列或整合,对教学没有影响。“图样的表达方式”是“机械制图”课程的重要内容,教学大纲中有明确要求(教学大纲称之为图样画法),三个专业中只有机电技术应用专业主要教学内容中有,建议各个学校在制定“数控技术应用专业和机械加工技术专业实施性人才培养方案”时进行增补,以提高人才培养方案的严谨性和科学性,确保教师(特别是新教师)传授知识的完整性和系统性。
这三个专业“机械制图”课程的主要教学内容与教学大纲比较,还缺少“常用尺规绘图工具”和“轴测投影”两项,“常用尺规绘图工具”可以在几何作图中讲授,“轴测投影”可以在基本体和组合体中讲授,对教学没有影响。
二、坚持“三用”,提高“机械制图”课程教学效果,为达成学测要求提供保障
(一)用好国家标准,提高标准化意识,确保教学内容的规范性
国家标准是工程技术领域里的基本法规,是使图样能真正成为工程界共同语言的保证,也是“机械制图”课程教学的根本依据。教师可以通过中国标准出版社购买各类标准汇编、重要标准的宣贯图书、国家标准光盘及其他多媒体电子出版物,跟踪最新标准信息,及时更新教学内容。
教育部印发的中等职业学校“机械制图”教学大纲(教职成〔2009〕8号)在分析剖视图的教学内容与要求时提到了“斜剖视”,这个术语事实上已经不再使用。旧标准将剖切面分为“单一剖、旋转剖、阶梯剖、复合剖、斜剖”5类,新标准将剖切面的分类调整为3类,即“单一剖切面、几个平行的剖切平面、几个相交的剖切面”,新的3类剖切面涵盖了原有的5类剖切面,但为了与国际标准一致,不再规定剖切面的简称,因此,不再使用单一剖、旋转剖、阶梯剖、复合剖、斜剖等术语。显然,在技术创新日新月异的当下,国家标准也需要与时俱进、不断修订,一线教师需要用好国家标准,提高标准化意识,确保教学内容的规范性。
(二)用好教材,学会取舍,确保教学过程的灵活性
“机械制图”课程教材很多,由全国中等职业教育教材审定委员会审定通过的国家规划教材就不少,例如,王幼龙主编、高等教育出版社出版的《机械制图》,金大鹰主编、机械工业出版社出版的《机械制图》,柳燕君主编、高等教育出版社出版的《机械制图》,等等。不同的教材反映了编者对课程的不同理解,有的教材内容完整,表述详尽,系统性好;有的教材标准更新快,表述严谨,规范性强;有的教材配图典型,色彩鲜艳醒目,直观性好……教师只看一本教材是不够的,需要研究多本教材,比较教材之间的异同,这样在教学中才能恰当取舍,灵活应用。
(三)用好信息技术,提高信息化素养,确保教学手段的现代性
在信息技术迅猛发展的今天,人们的工作方式、生活方式和学习方式正在悄然改变,计算机和网络已成为最普通、最普及的一种工作、生活和学习的工具,利用信息技术进行教和学,必将成为教师和学生必备的基础能力。
1.信息技术环境下,要善于应用网络,充分利用网络资源
“机械制图”是一门非常成熟的技术基础课程,不论是高职院校还是中职学校,一般都建成了精品课程,积累了丰富的课程资源,有电子教案、电子课件、动画素材、视频素材、题库等等,教师可经常上网浏览,充分利用网络资源,提高“机械制图”教学的实效。
一些动画素材有助于师生理解零部件的空间形状和结构,为看图和画图打下基础。例如,在学习“看零件图”这一节内容时,需要了解典型零件在部件或其他装配体中的位置和功用,从而分析清楚其结构,帮助学生正确看图和画图。比较典型的部件有滑动轴承、减速器、铣刀头、台虎钳等,在百度或者一些精品课程网站中输入“滑动轴承”或者“铣刀头”进行搜索,就能搜索到相应的动画素材,直观演示滑动轴承或者铣刀头中各个零件的装配和拆卸过程,学生一看就明白了其中的轴承座和轴等典型零件的形状、结构,能顺利、迅速地看图和画图。
一些视频素材有助于师生熟悉真实的生产情境,提高职业能力。“机械制图”课程教学,目的是帮助学生学会看图和画图,这里所说的图是指生产用的零件图和装配图。作为指导生产的技术文件,在生产过程中的实际应用如何?选取生产中常见的滑动轴承为例,请学生观看生产过程的视频,然后阅读产品说明书,进行观察和拆卸,了解滑动轴承的用途、性能、工作原理、结构特点、零件间的装配、连接关系和相对位置等。拆卸过程中,应将零件分类、编号,然后画出装配示意图,接着画零件草图,最后完成装配图和零件图。按照实际加工生产的流程和思路进行看图和画图,在具体的工作情境中提高学生的职业能力,让学生的思维走出教室,走出书本,走向车间,走向生产。
2.信息技术环境下,要善于积累资源,建设自己的资源库
网络上的资源很多,不乏优秀的资源,但它们不可能结合不同学校和师生的实际情况,并不一定是最好的,况且,不同的层次(如高职、中职)对“机械制图”课程有不同的要求,不同的专业(如机械类和非机械类)对“机械制图”课程也有不同要求。因此,需要教师建设自己的课程资源库,针对自己学校、专业和学生的实际情况,积累比较完整和系统的素材。例如,可以制作微课实现课堂翻转,可以建立试题库模拟学测等等。
3.信息技术环境下,要构建学习平台,积极优化网络教学环境
(江苏省南京技师学院 江苏 南京 210033)
摘要:循序渐进原则是指教学内容、教学方法等的顺序安排,由易到难、由浅入深、由简到繁,使学生系统地掌握基础知识和技能,帮助学生形成缜密的逻辑思维能力,并培养学生系统学习的好习惯。教学实践证明,在教学中遵循循序渐进的教学原则,能大大提高教学质量。
关键词 :循序渐进;机械制图;教学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)07-0119-03
循序渐进原则是教学的基本原则之一。它是指教学按照学科的逻辑系统和学生认识发展的顺序进行,使学生系统地掌握基础知识和基本技能,形成严密的逻辑思维能力。我国古代的教学就注重按一定顺序进行,强调不可“躐等”、“跃进”,要“循序而渐进,熟读而精思”。在国外,许多教育家,如夸美纽斯,也主张“应当循序渐进地学习一切,在一个时间内只应当把注意力集中在一件事情上”。按教学大纲和教科书的要求、体系进行教学,是为了保证科学知识的系统性和教学的循序渐进性。机械制图教学也不例外,应严格遵循循序渐进原则,由易到难、从简单到复杂、由浅到深地进行。
在机械制图概念教学中要循序渐进
机械制图的概念是解决机械制图问题的基础,是进行相关分析、判断和推理的前提。学生只有确切地理解并牢固地掌握概念,才能灵活地应用概念,思维能力才能得到充分发挥,制图才不会失误。机械制图的相关概念,都是现实世界中空间形式和图形关系及其特有属性在思维中的反映,其形成与发展过程是漫长的。因此,概念教学必须坚持从学生的认识实际出发。有的概念可借助多媒体或者实物模型,运用生动的直观教具,使学生从感性认识逐步上升到理性认识,逐步形成概念;有的概念是其他概念的深化与发展,就可以通过对比进行讲解。
如螺纹直径的概念,将其与圆柱体的直径分解对比着讲,学生更容易接受和理解;概念中的“大径”和“小径”与所讨论的圆柱体中的直径有关。在讲解外螺纹时,可用一个圆柱体实物零件来展示,让学生回顾以前学过的圆柱体的直径和视图的概念和知识,然后用外螺纹的实物来引出需要探究的问题——圆柱体变成螺纹,直径有变化吗?对所产生的新直径进行名称的定义——大直径与小直径(简称大径与小径)。大径和小径可以用如下关系来表示:小径 ≈ 大径 × 0.85。引出内、外螺纹均有大径和小径两种直径,大径又称为公称直径。在采用图形比较后学生不难发现,外螺纹与圆柱体画法基本相同,只是在轴向视图中外螺纹多了小径的细实线和螺纹终止线;在径向视图中,外螺纹多了小径的3/4圈细实线。找出它们之间的相同之处和不同之处后,学生一看就明白了外螺纹的画法。这样的比较使学生既方便记忆也容易掌握,效果很好。可见,在教学中采用比较法能起到或加强直观效果。
有了比较才能鉴别。比较教学法可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识,扩大原有知识的范围,加深对原有知识的掌握程度。可以利用多媒体教学的特点把不同的螺纹组图放在一起进行比较,让学生找出它们的异同。通过对相近图形的直观比较,学生不但能巩固旧知识,而且能掌握新知识,开阔视野,扩大知识面。中职学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,比较法是培养和提高学生逻辑思维能力的重要方法。概念必须循序渐进地讲解和讨论。在比较内、外螺纹各种属性时,应以讲清概念、强化应用为教学重点,让学生的理解能力得到提高。
在机械制图画图方法教学中要循序渐进
机械制图的画图思路与方法属于教学的基本知识和基本技能。熟悉和掌握它们,是提高画图能力的一种途径。在机械制图教学中,画图思路包括二维图、三维图、基本视图、三视图、剖视图、断面图、其他视图、零件图和装配图等等。画图方法有形体分析法、线面分析方法、徒手绘图法、描点做图法、尺规画图法、简化画法和计算机绘图法等等,举不胜举,故不能,也不可能将这些思路与方法一下子灌输给学生,而只能有计划、有步骤地向学生介绍。
机械制图是比较抽象的课程,比较困难的一个教学环节就是对学生空间想象力的培养。由立体到平面,再由平面到立体的转化,是一个循序渐进的过程。可以运用投影规律引导学生认识实物与图形之间的关系,让学生在看得到、摸得着的环境中获得直观的认识。教师在实际教学中应选择一些模型让学生自己思考,锻炼学生的空间想象能力。课后如有困难可以鼓励学生借助橡皮泥、食材、泡沫塑料等,自己动手做模型。对于结构比较复杂、制作模型又很困难的模型,教师无论如何讲解,学生都难以想象出形状,就要充分发挥现代教育手段的优势。多媒体教学具有图文并茂的特点,充分发挥多媒体的形象化优势可弥补传统教学手段的不足,可使课堂教学组织更为灵活,学生也会对知识融会贯通,加深理解。例如,在讲解平面切割类与叠加类形体时,从简单的长方体入手,利用形体分析法把组合体分解成若干个基本立体,分析各基本立体之间的相对位置及各立体表面间的过渡关系,再进行画图或读图,这样循序渐进地过渡到复杂的各种形体当中。
对简单形体,学生在脑海中就能想象出物体形状,但对复杂的形体就很难完整想象出物体形状,就得借助立体图分析表达。教师可运用各种绘图软件讲解这两类形体的形成过程。学生可以直观地通过多媒体课件看到虚拟的三维世界,并根据自己的想象提出自己的想法。教师根据学生的反映运用绘图软件将学生的想象变为虚拟的现实来验证学生的想象,这样循序渐进有助于学生掌握这部分知识。例如,形体分析法和线面分析法是画图和读图的基本方法,在绘制组合体的视图时,要弄清它由几个基本几何体组成,各基本几何体的形状、位置,相邻两基本几何体的组合形式,这就是分析的过程。按照每一个基本几何体的所在位置逐个画出它们的三视图,注意根据组合形式正确画出相邻基本体视图的交线,这样就能把单个的分析综合起来,从而得到组合体的视图。用形体分析法来读图也依据一个图框代表立体上一个面的投影规律,把组合体的视图分解为若干个图框,利用投影关系对应找出每一图框的其余投影,抓住形状特征视图看懂各部分的形状,再结合位置特征视图,把各部分组合起来,想象出该组合体的形状。这样深入浅出,循序渐进的教学,有助于学生更好地掌握所学内容,从而让学生从知识的摄取和感应中受到启发,寻求解决问题的思路,提出自己的独特见解,促进他们创造性地学习,促进学习效率的提高。
在机械制图教学顺序上要循序渐进
现行的技工学校《机械制图》教材在编排上,一般是先讲三面投影作图法,再讲轴测图画法,最后才讲机械图样的绘制。这样的编排对于技工学校学生而言并不合适。因为如果先讲三面投影作图法,必然要先讲点、线、面的三面投影等画法几何方面的基础知识,而这些内容比较抽象。特别是刚刚进入技工学校的学生,尚未学过立体几何,空间想象力和抽象思维能力还没有得到很好的开发和培养,学习起来难度较大。学生没有掌握必要的感性知识,学习书本上的概念、公式、原理等如同“生吞活剥”,食而不化,很难达到理想的教学效果。
若是将轴测图这一章放在前面讲解,即放在正投影法三视图画法之前,让学生先学习简单零件的轴测图画法,由于涉及的理论知识较少,主要是具体的画图方法,学生学习起来相对比较容易。学生通过一段时间的练习,画出来的图样立体感和直观性都比较好,很容易产生成就感,从而激发出学习兴趣和积极性。这样也能培养学生的立体感和空间想象力,为学习本课程其他章节的内容奠定扎实的基础。
在进行重点内容“组合体视图的读法”教学时,根据“使学生掌握读图方法”这一教学目的,应抓住“读图方法”这一主线,按“读图时应注意的问题、读图方法及读图方法的具体运用”的顺序组织教学内容。应讲清方法(形体分析法和线面分析法)、指出难点(分析图框)、点明关键(不同组合型式的视图特点),再举例讲解读图方法的具体运用。而且应让学生画一些简单机械零件不同摆放方位的轴测图,使学生明确物体在不同方向有不同的影像,为以后学习正投影三视图打下较好的理论基础。实际上,在讲授正投影法的基本原理时,除去使用模型教具以外,我们总是要利用物体的轴测图来辅助说明物体和三视图的关系。所以,将轴测图移到正投影的三视图之前来讲,让学生先掌握轴测图的画法,更符合由浅入深,由表及里,循序渐进的认识规律。
在机械制图应用教学中也要循序渐进
机械制图整个教学过程分为两个阶段:以投影理论为主的基础阶段和以识读与绘制零件图、装配图为主的应用阶段。其实,按教学大纲要求,技工学校学生并不需要有很高的绘图能力,只要求有初步的图示表达能力,而对识图能力要求较高。由实物画图能使学生对图和物体建立一一对应关系,从而提高识图能力。学习机械制图的目的在于应用。机械制图的应用包括零件图和装配图识读与绘图两方面。对这部分的教学也应该循序渐进。
例如,在识读零件图方面,零件图是设计部门提交给生产部门的重要技术文件,反映了设计者的意图,表达了机器或部件对零件的要求(包括对零件的结构要求和制造工艺的可能性、合理性要求等),是制造和检验零件的依据。识读零件图的要求可以从以下几方面把握:(1)看标题栏,了解零件的名称、用途、材料等。(2)进行视图分析,了解组成零件各部分结构的形状、特点和功用以及它们之间的相对位置。(3)进行形体分析、线面分析和结构分析,想象结构形状。(4)进行尺寸分析,了解零件的大小、制造方法和所提出的技术要求。
又如,在画装配图方面,画装配图的目的是要满足生产需要,为生产服务。因此,既要保证所画部件结构正确,更要考虑工人在加工、装拆、调整、检验时的工作方便和读图的方便。生产上对装配图的表达要求是完整、正确、清楚。画装配图的步骤可以这样安排:(1)按照选定的表达方案,根据所画对象的大小,决定画图的比例、各视图的位置以及图幅大小,画出图框并定出标题栏和明细表的位置和大小。(2)画出各视图的主要基准。(3)画出主要的装配线。(4)依次画出其他装配线的左视图和局部剖视图相关结构。(5)画出细致结构。(6)经过检查以后,画上剖面线、标注尺寸和配合代号,编零件序号,填写明细表、标题栏和技术要求。(7)描深粗实线等,完成全图。
综上可知,循序渐进原则应贯穿机械制图教学的全过程。它既是对教学的基本要求,又是指导教学实践的一般原理。教学只有循序渐进,才能使学生有效地掌握系统知识,发展丰富的空间想象力和缜密的作图思维能力。
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【关键词】制图 空间想象能力 动手绘图能力 培养
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2011)10-0192-02
《机械制图》是机电专业的入门课程,它是机电专业学生进入职校以后所接触到的第一门专业基础课,《机械制图》的教学目标是培养学生具有一定的识图、读图和制图能力,并培养学生具有一定的空间想象能力。要能在机械零件和对应的平面图形之间熟练地转换,即能把一个具体的机械零件用平面图形进行表达,也能把一个平面图形想象成立体的机械零件,这一教学目标和要求,对于基础素质较好的学生来说,看起来好像有些简单,实际上这正是制图教学上的难点。更何况职业学校生源都是几经筛选后的“末班车”,就更不那么容易了。经过十几年的教学实践,笔者认为要想达到以上教学目的,关键是要发挥学生的学习主体作用,充分调动“主体”的主动积极性,培养学生自身的空间想象能力,激发和培养学习兴趣。
一、激发学习潜能,充分发挥学生的学习主体作用。
《机械制图》的学习和语文、数学不一样,少有记忆和背诵的知识,计算也很少,与初中各科的联系不大,学生开始学习时都处于同一起跑线,没有好差之分,所以这时他们会表现出较浓的兴趣,但随着进一步的学习,稍一遇到难度就不知所措,就会知难而退,这是因为技校的学生“先天”就缺乏学习信心,缺少学习恒心,解决问题的能力不够。所以我认为,做到以下几方面很有必要:
1.讲好课程绪论
要想讲好《机械制图》,我认为绪论很重要,通过对绪论的讲解,向学生提出具体而明确的学习目标,让学生认识到学习的目的、任务、要求,在实践中的应用价值,以及在知识体系中的地位,明确的学习目标能引起学生学习的积极性。以往届学生的优秀制图作业为例,如手柄的平面图形、空间立体图、简单机械零件的三视图等,让同学们知道制图的一些基本要求和标准,这样,很多学生在以后自己的作业中,就会仿效这些优秀的制图作业,给他们一个高的起点,当看到自己绘制出同样好的图样时,就会有一种成就感,这是他们在初中阶段所欠缺的,同样就会激发学习兴趣,提高学习的积极性。
2.适当的激励机制
在教学过程中,适当的采用一些激励机制,可以不断地给予学生学习的信心,从而实施成功教育。例如:组织一些制图竞赛活动,这样的竞赛可以是个人之间竞赛;可以是过去与现在的自我竞赛,在结果中老师给予他们最中肯的评价,这些中肯的评价在学习动机方面都有或多或少的激励作用。老师对学生的肯定性评价能够强化学生的学习积极性,使学生再接再厉、不断前进;适当的批评也会避免某些学得好的学生偶尔的得意忘形,提醒他们学习上不能骄傲,要让自己不断进步;对于不肯好好学的学生适当的批评可以让他们认清自己现在的形势,明确自己的任务,知道只有好好学习将来才会有前途,将来就掌握在自己的手里。不同的评价方式对学习动机的激发有不同的作用。一般来讲,赞扬、表扬、奖励比责备、批评、惩罚更具有激励作用。
二、落实好课程中的三大核心内容
1.点、线、面基本几何元素
在点、线、面的投影教学中,要做好三等关系和六向关系的基本训练工作,着重突出空间概念的培养,这是培养学生空间想象力的起步。在教学中,要突出空间位置的判断,点是基础,以点带线,以线带面。线和面的投影特性和辨认方法是线面分析法的基础。
2.掌握基本几何体的方法
基本几何体是组合体的组成单元,学好基本几何体的投影知识,将为组合体的学习奠定重要的基础,在这一节的表面求点的内容中,教本中缺少归纳总结,讲得有些繁琐,建议采用以下步骤,便于学生的掌握:①根据已知投影点判断空间点在哪个表面上。②判断该表面有无积聚性(是特殊位置的面还是一般位置面)。③采用不同的求解方法:有积聚性(特殊位置面)――直接采用积聚性求点。无积聚性(一般位置面)――用辅助素线(截面)法求点。④判断可见性。这是学生在作业时最容易忽视的,每次练习时都要再三提醒他们注意,而且要正确标注不可见的点(在表示点的字母外面加上括号)以使他们在独立作业时能养成这样的好习惯。
3.组合体是投影作图一章的重点内容
前面学习的点、线、面及基本几何体的内容实际上都是在为能够看懂组合体视图做准备。在组合体的作图中,应始终贯彻以形体分析为主,线面分析为辅的方法,形体分析的一般思路是:
(1)叠加类组合体――应认清有哪些基本几何体叠加在主体的哪个基本体上及其组合形式。
教学过程中通常采用分离法。根据视图中线框,先把这个组合体分成几个小基本体,根据线框形状特征分别想象出各部分的形状分别画成各自的轴测图,一般顺序是先看主要部分,后看次要部分;先看容易确定的部分,再看难于确定的部分;先看整体形式,后看细节形状。然后分清每个基本体的组合方式,将分离的各基本体,按原方位逐步组合还原。
教学过程中要注意:①分离视图时,要分清各基本体,分别所对应的不同视图(最好用不同颜色粉笔画);②搞清哪些基本体是相切或相交,哪些组合面是平齐的,特别注意相交时的交线和相切时切线的正确画法。
(2)切割类组合体――应认清切割前的主体,如何进行切割及切割的位置。许多机件组合体都是从基本几何体切割出来的,绘图时被切割后的轮廓线必须画出来。
三、培养一定的空间想象能力
图样是表达空间机件的工具,而识图和绘图是两个互逆过程,它们都要通过空间想象来完成。因此,在大脑中构思图形,切制由图样所表达的空间机件的模型或画出其轴测图,培养空间想象能力就是要靠这样的训练来实现。另外,也可以利用计算机辅助教学,向学生提供形象、动态的画面,这种教学方法不仅能吸引学生的注意力,而且可以激发学生的想象能力,逐步思考问题,从而主动地寻求和掌握新知识。
1.直观性教学
俗话说:“有所见才有所感”。直观教学是教师通过实物、模型、现代化教学手段进行教学。学生对知识的理解是通过思维活动实现的。制图教学不仅要能观察物体、分析物体,而且还要看懂图和会画图,要充分利用教学模型,有时要求学生自己动手制作一些模型,如利用橡皮泥、萝卜或者瓜果来进行切制,这样不仅增加教学的直观性,而且锻炼了学生的动手能力。自制模型即是以实际动手训练为主的教学方法。学生在自制模型时,首先要想象出所表达物体的结构,这样才能制作出正确的模型。在课堂上适时的采用让学生自己动手做模型,可以激发学生的兴趣,锻炼学生的空间思维能力,而且,当学生做出一个正确的模型时,便会产生一种自我欣赏感、一种成就感,从而提高了学习的积极性。这样课堂的教学目标和效果也就达到了。
2.运用多媒体教学
运用多媒体教学是将声、文、图集于一体的先进教学方法,它能使传递的信息更丰富形象,可以使接受者通过各种感官接受信息,加速理解,并有利于进行联想和推理等思维活动。所有这些因素都使得人们能在较短的时间内获得更多的信息量,并能留下深刻的印象,从而大大提高知识信息传递的效率。
将多媒体手段运用于制图教学中,借助动态旋转、切割、放大等功能,使操作得心应手,教学形象生动,效果明显提高。更重要的一点是:由于多媒体技术可以方便地将相关学科知识联系起来学习,使学生的学习内容相互贯穿,进而融为一体,便于学生联想激发创新思维。所以,利用计算机辅助教学,能更好的体现“教为主导,学为主体”的教学思想,优化制图教学,培养学生的思维和空间想象能力,达到制图教学的根本目的。
总之,在《机械制图》教学实践中,只要教师对教学方法进行适当的改进,“以生为本”,让学生爱学、乐学,空间想象力、动手能力、创新能力得到培养和提高,那么这门难学的课程也会变得轻松易学。
参考文献
1 王幼龙.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2007
随着计算机在制造业、建筑业等方面的应用以及现代工程制图的发展,绝大多数企业及设计单位已经使用而且离不开计算机绘图,因此,计算机绘图是工程技术人员的必备技能。鉴于高校教学为社会服务这一宗旨,大多数高校都已开设了工程制图及计算机绘图课程。
计算机绘图技术的基础是画法几何及机械制图。这两门课程的实践性很强,学生不仅需要做大量的作业,而且需要结合实际,多思考、多实践。工程制图自学学习系统旨在指导学生变被动学习为主动学习,培养学生的实际应用能力,激发学生的学习热情,实现以学生为中心的开放型教育。这个系统集练习和测试于一体,符合当今教学改革的发展方向。
1 自学学习系统的建设
工程制图自学学习系统的设计是一个多学科的综合工作,其内容多、分类细,需要反复推敲才能设计出得心应手的题库系统。系统可以考查学生对工程制图的学习情况,以及学生动手绘图的能力和掌握计算机绘图基本知识的情况。工程制图自学学习系统的设计理念突出在两个方面:
(1)教师可以使用题库系统进行随机组卷。
(2)学生可以通过题库系统进行练习,在学生练习环节,系统对复杂的机构配有三维模型演示。
建立自学学习系统要先明确试卷由多少道试题组成,试题包括哪些类型,试题的难易程度,即自学学习系统模式。对于不同的专业,不同的学时,试题的要求也不同。以北京科技大学天津学院为例,独立学院工程制图自学学习系统初步可按机械制图、建筑制图分成两个类型来创建,每个类型根据教学阶段和学时数的不同建立2~3个试卷库模式,这样可基本满足考试的需求。设计工程制图自学学习系统的主要工作包括:建立一个符合教学大纲要求、合理、具有很好开放性和可扩充性的,且初步拥有一定题量的题库;建立一个操作方便、便于使用的自学学习系统。
2 自学学习系统的功能
自学学习系统主要包括四个功能模块:试题管理模块,学生学习模块、学生考试模块和选题组卷模块。
试题管理模块是将试题分类别集中在一起,便于学生学习模块和考试模块的试题选取。题库系统中的试题要求实用、先进,具有良好考核功能的优质试题。
收集整理各种习题,根据客观题、主观题(基本题、综合题、提高题)等类型给定难度系数,按题型、难易程度分等级汇总;试题模块完成操作试题的功能,包括修改、查询、增加、删除的功能。在系统登录界面设置不同权限,教师可以对试题进行调整、对各知识点的题量进行修改和补充。
学生练习模块和学生考试模块是系统的重要部分,能够实现主、客观题型的练习与考试。由于工程制图课程的特殊性,需要对一些模型和机构有比较直观形象的认识,仅靠普通的文字和图片则难以达到很好的效果。针对独立学院学生的实际情况,在学生练习模块,系统初步设计思路是采用三维模型演示,直观形象地反映出机构和模型的特征,从而有助于培养学生的空间想象力,指导学生作图。在计算机环境中,学生可以独自练习与测试。
选题组卷模块不仅可以根据所属的章节自动组卷,还可以根据需要由人工组卷。教师可以随机抽取试题给学生布置作业及进行考试,测试学生的学习水平。组卷选题时应考虑到整套试卷中试题组合的合理性。考核内容要合理,试题的难易程度分配也要合理。两者兼顾才能达到合理的组卷效果。
3 试题类型设计
依据课程的教学基本要求设计出多种形式的练习题,如选择题、判断题、基本作图题、综合作图题等。选择题、判断题主要包括基本理论、基本概念、基本作图及国家标准的有关规定等内容,这类型试题要求题目明确,答案唯一;基本作图题尽量做到一题考核一项内容。例如:练习题中将组合体的补视图、画剖视图、标注尺寸等需要分别考核的内容放在一题中;综合作图题,注重空间思维能力、逻辑思维能力的考核,要减少与测试要点无关的作图量。
机械制图课程的试题内容涵盖表面交线、组合体“二求三”、组合体的尺寸标注、机件形状表示方法(剖视图)、标准件常用件的规定画法、看零件图补图并回答问题、看装配图拆画零件图等。建筑制图课程的试题内容另外增加建筑识图题,即要求学生能读懂图纸内容。
4 试题分值的确定
综合来说,各类型的试题均可按试题的难易程度分为容易、中等、难三种等级。具体赋分时则综合考虑:
(1)考核知识点的重要性。若试题为教学的重要内容时,所占学时较多,分值也就越高。
(2)考核的目的性。若试题为测试基本内容的掌握程度(即基本题),则分值应较高;若为拔高类的难度试题,分值应控制在一定的限度内。
(3)考核内容所占的工作量。解题所需要的时间越多,说明该题所包含的概念和作图方法也较多,分值应相应提高。
5 结 论
建立独立学院工程制图自学学习系统,是提高教学质量的需要。一个好的自学学习系统,应该能覆盖教学基本要点,既能测试出学生对工程制图课程的基本理论和基本作图方法的掌握程度,同时具备多类型、多层次、赋分合理且组卷方便的试卷,可以减轻教师的负担、实现教考分离。建设工程制图自学学习系统需要花费大量的时间和精力,所以工程制图自学学习系统应具有很好开放性和可扩充性。
参考文献
关键词:制图;教学内容;教学方法;课堂教学;创新思维
中国分类号:TH126
机械制图是理工科专业的一门重要技术基础课,重点是为了培养学生的看图、识图和绘图的能力,提高学生的空间想象力,增强学生的分析判断力。随着科学技术的迅猛发展和计算机的广泛应用,生产实际中对制图的要求也随之发生了很大的变化。图板、丁字尺等绘图工具已经被计算机所取代;图纸等技术文件已经放进了计算机磁盘;手工绘图已经被计算机绘图所取代。因此制图课的教学也必须跟上时代的发展和技术的进步,及时调整我们的教学内容,对学生提出新的要求,采用现代教学手段,提高学生空间思维能力、增强学生的学习效果和制图水平。
一、确定适当的教学内容
目前,机械类行业发展迅速,已与国际接轨。特别我国有许多大中型机械类企业使用图纸是第三角画法来加工机械零件,并且计算机软件绘图也越来越多样化,如AutoCAD、UG等绘图软件。至此课程教学内容的拟定要考虑学生适应企业的需求,那么如何才能使学生学到新知识,新技术,能学以致用呢?那么教学内容的确定就显得尤为重要。我认为制图课教学内容的确定,应以学生现有的理论知识为基础,并根据学校现有的计算机设备实际情况而确定。比如:目前占主流绘图软件的是AutoCAD2010、UG、Mastercam等绘图软件。如果学校计算机设备许可,学生又具备一定的计算机软件绘图基础,可以让学生学习AutoCAD、UG、Mastercam等相关软件绘图技能;同时还要讲解第三角画法以适应目前迅速发展的机械加工技术的需要。
另外,制图课的特点既有系统理论,又有较强的实践性,不同教学内容又有一些具体特点。有的内容概念性较强,有的要求空间想象力较强,有的则标准规范较多,这就要求教师要合理地组织讲解、自学、辅导,以及习题课、示教、参观等教学环节。这里既有科学性也有艺术性,组织安排得好坏,会直接影响教学效果。所以教学内容要层次分明,既符合知识的逻辑顺序,又符合学生的认知规律,由浅到深,循序渐进,各层次间要紧凑协调,过渡自然,从而使学生注意力集中,眼、耳、口、手、脑始终处于积极状态,同教师思维产生共鸣效应,也只有这样,才能很好地、高质量地完成该节课的任务,达到良好的教学效果。
二、选择恰当的教学方法
机械制图课是一门实践性很强的工程训练课,要使学生掌握画图、看图的方法和技能,具备空间想象能力,通过充分的实践才能实现。当然选择合适的教学方法,将对教师的教学,学生的学习都起到事半功倍的作用。
1、教法选择应体现教师为主导,学生为主体,练习为主线的有机结合
教师是教学的主导。教师要明确教学基本要求,熟悉教学内容,认真做好课前准备。教学中要注重启发、讲求互动,避免注入式。要努力做到概念清楚,重点突出,板书(图)清晰;讲述深入浅出,条理分明,语言精炼,生动活泼地把知识传授给学生。学生是教学的对象和主体,教师应注意发挥学生的主体作用。教学中要教育和引导学生明确学习目的、端正学习态度,提高学生学习的自觉性。在辅导过程中要教思路、教方法,启发学生独立思考问题,独立完成作业,切忌包办代替,以充分调动学生的主观能动性。在教学过程中,要注意对学生学习能力的培养,不断提高他们分析问题和解决问题的能力。
2、运用形象教学法
要作好投影图首先应把物体的空间形象弄清楚。要弄清空间形象,可先借助教学模型、挂图、教师手势等进行仔细分析,然后逐步过渡到立体图,再发展到由投影图想象空间形体。例如在讲到螺柱连接及螺钉连接时,学生往往搞不清投影线的关系。本人采用挂图及实物,首先分析螺纹孔的加工工具――钻头的形状,因为其头部120°锥角而使加工出的孔的底部成圆锥形;然后再分析内螺纹的加工工具――丝锥头部形状,由此可知内螺纹不可能加工到孔的最底部,即内螺纹终止线不可能与底部圆锥与圆柱相接的线重合。再看螺钉或螺柱的末端,因都有倒角,所以投影图上有一根倒角线及端面线,且与轴线垂直。当螺钉或螺柱旋入螺纹孔后,画它们的连接图时,在全剖的主视图的底部就应有四条与轴线垂直的线。绘制和识读机械图样的空间想象,主要是依据实体的空间形体投影规律。为了培养学生的空间想象能力,完成从实体到图例,使用直观教学法,先引导学生进行观察实体,然后再从观察中得出空间形体投影规律。
3、教法选择应注重分层教学,让学生尝试成功的喜悦
因材施教,这是教师一贯倡导的教风,它要求教师不但要备课,关键要备学生。要根据学生不同的情况进行有的放矢的教学。分层教学无疑地增加了教师备课的难度,要面向全体,面向不同层次的学生,因此我们要抛弃传统教育模式,要打破“一律化”“齐步走”的陈规。在具体教学中,使用分层教学方法,善于发现学生的优点,使各类学生都经常体验到进步的喜悦。
分层教学不是简单地把学生分成几等,在《机械制图》教学中,根据不同层次的学生进行分层教学,就是让每个学生都有所提高。著名的教育家魏书生老师讲:“课堂教学是艺术园地,这一园地应百花齐放。”分层教学正是让每个学生都有所成功、收获、发展,达到百花齐放的效果。首先,我对全班学生进行了摸底,按其学习基础和空间想象能力分成三个层次,并在课前准备了三类不同层次的木模,一类为最简单的正方类,一类为以方形为主的叠加类,一类为切割类(或带斜面),放在同一箱中。然后,在课堂中,把不同的木模分发给相应层次的学生,让他们分别画出三视图。结果几乎所有的学生都能正确地画出,而且有的学生还说下次给他们发一些难点的。通过多次的训练,不但那些原来基础比较差的那部分学生的空间想象能力得到了较大的提高,而且也缩短了和高层次学生的差距。
三、选择合适的教学步骤
机械制图课是一门具有较强的实践性学科,教学步骤设计不好,安排不紧凑,将会导致浪费时间,学生学不到知识的结果。因此,教学步骤设计是否合理,直接影响到课堂教学的整体效果。
教学步骤要具有整体性。所谓整体性是紧紧围绕教学目标而使教学各个环节衔接自然,协调有序,有机结合,浑为一体,从而产生课堂教学的整体效益。因此,要求每个步骤都有明确的目的,严密的逻辑,预期的效果,步骤中无重叠、无脱节。而有部分教师对教学步骤的设计不够重视,导致上课时松散不紧凑,浪费时间,学生练习也没有连贯性,最终达不到预期的目标。因此,必须精心设计教学步骤,设计好供学生练习的习题。
四、精讲多练,讲练结合,活跃课堂气氛,调动学生积极性
机械制图是一门实践性较强的理论课,教材上所涉及的理论知识,需通过相应的实践活动才能掌握。学生学习过程中的主要实践活动是在老师指导下的各种练习,这是学生巩固知识、培养各种学习技能和能力的基本方法。学过的知识如不及时练习、运用,很容易遗忘,正因为如此,适量的练习非常重要。在知识转化为技能的过程中,练习的作用是不可替代的。因此在课堂教学中,应留有必要的时间,有针对性的进行课堂与课后练习,以使学生通过感知――概括――应用的思维过程去发现真理和掌握规律。这既是学生掌握知识的过程,又是发展能力的过程。
在学生练习过程中,教师应注意营造民主和谐的教学气氛,发挥学生自主性,成为学生学习的引导者,激励者和点拨者。学生只有在浓烈的民主氛围中,轻松的情景下,思维才会得到充分的发展。教师要善于发现学生思维的闪光点,注重对学生自信心和语言表达能力的培养,要求学生敢想、敢说、敢做,对学生的错误不要一味的指责,要充分利用学生求新、争强好胜、渴望成功的心理,激发学生的学习的兴趣。教师应多鼓励学生,而不是随意批评甚至嘲讽学生,要尽量淡化学生对自己回答失败的自卑心理,以增强基础较差学生的自信心,激起他们的竞争意识,尝试表现的欲望。
五、估计课堂可能出现的问题,确定解决问题的办法
制图教师除了课前必须检查上次课学生掌握的情况外,还要检查多媒体设备、机房设备是否完好等问题,而有关这些问题都要求教师及时解决,也只有及时解决,才能确保教学的顺利进行,确保学生在45分钟内掌握所学的有关知识,才能保证教学任务的完成,才能提高教学效果。因此,制图教师应根据自己的教学经验及教学内容估计课堂可能出现的问题并确定解决问题的办法。
总之,提高机械制图课教学效果的途径多种多样,只要我们在教学中不断结合知识规律,根据不同教学内容,大胆的进行课堂教学实验创新,定会寻找出一条有效的途径。同时班与班之间采用不同的教学方法实验比较,得出了很多成功的教学经验,取得了良好的教学效果。
参考文献
[1]钱可强.机械制图[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
【关键词】机械制图;教学质量;双边
机械制图是机械类学生的一门重要的技术基础课, 它的主要任务是培养和发展学生的空间思维能力。该课程的理论性和实践性均较强,同时, 在学习过程中也比较抽象、枯燥。而且这门课程教学质量的好坏将直接影响到学生后续课程的学习包括课程设计、毕业设计及毕业后学生从事工作的能力。要圆满完成本课程的教学任务, 就需要教师不断探索新的教学方法, 提高教育教学水平,充分发挥教与学双边的积极性, 从而提高教学的效果,以培养适应市场经济的技能型应用人才。
1 做好课前准备
课前预习是课堂学习的前奏, 它不仅为上好上满五十分钟奠定基础, 还打破了传统教学方式——满堂灌。通过预习,调动了教师和学生的教与学双边的积极性和主动性,提高了课堂教学的起点和效果。课前预习既要充分发挥教师的主导作用,有计划地组织学生自学教科书,把基本原理和方法放给学生去思考,从而把课堂教学的重点放到对基本原理和方法的应用方面,利用有限的时间加强课堂练习和辅导。同时,通过课前预习, 使学生从预习中发现问题,来提高课堂听课效果, 进一步培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 因而安排学生课前预习是非常重要的。学生通过课前预习,积极的思考,带着问题进课堂,学得主动、听得认真。预习要了解其大概内容,并分析课程内容, 找出重点、难点, 做好记录。预习时还要培养学生善于观察事物的现象, 从中找出观察事物的方法,如: 四棱柱、圆柱体??是企业接触最多、最简单、最基本的形体, 对这些有规律的基本形体进一步分析, 转化到《机械制图》的教学上, 找出空间的形状转到平面图形的方法。同时,坚持课前预习,久而久之, 学生由不自觉到自觉, 逐渐养成自学习惯, 形成自学能力。
2 上好课堂分析
课堂是传授知识的重要阵地, 讲课是传授知识的主要形式。教师必须通过课堂讲授把事先准备好的知识科学地、系统地、准确地传授给学生。在课前预习的基础上, 课堂分析同样是培养学生能力的一种行之有效的方法。教师在深入钻研教材的基础上, 围绕教学重点, 难点和关键,结合学生的实际情况, 精心设计问题, 让学生充分理解抽象概念, 并形成正确的表象, 活跃课堂气氛, 来吸引学生注意力。课堂教学实践告诉我们:知识的传授最忌平淡或一览无遗,而贵在藏而不露、引而不发,给学生留下充分地思考余地,使之始终处于跃跃欲试的状态。学生在获得知识的同时形成了技能、发展了思维、提高了能力、学会了独立探求新知识的本领。而制图课程又有它自己的特点,不像数学那样主要靠逻辑推理,更不同于物理、化学那样立足于实验,它的突出特点是实践性和直观性。因此,需从课程特点出发考虑教学方法,要注重实践,根据不同的教学内容,采用课堂教学、模型及课件相结合的教学方法。
2.1通过提问和讨论创设情境,激发创新思维
现代认识理论认为,思维通常是由问题情境产生的,而且以解决问题为目的。所以,教师在传授知识的过程中,不能简单地直接向学生灌输,而应该不断提出问题,为学生创设问题情境,从而唤起学生的思维,激发其内动力,让学生进入问题探索者的角色,真正参与到学习活动中,从而达到掌握知识、训练思维能力的目的。例如老师给出某个机件后提问: 为了表达机件上的结构,采用哪些视图表达?哪个作为主视图的方向表达?每个视图又采用什么样的表达方法?这些问题提出后,立即引起了争论,有的说三个基本视图,有的说两个基本视图加一个局部视图。经过激烈的讨论分析,最后总结两种表达方案的各自特点,从而得出最佳的方案,通过这样的讨论,让学生更加明确各种视图表达的特点和用处。
2.2利用直观教具创设情境,激发学生学习兴趣。
机械制图课所表达的物是具体、直观的,具体直观的实物总是比抽象的易于理解。因此,在机械制图课教学中,根据具体情况,适当灵活地运用实物、模型、挂图等直观教学模具,以具体直观的形式来创设情境,进行情境教学,可以让抽象的概念具体化,死板的描述形象化,枯燥的知识趣味化。创设直观情境,使学生在看得见、摸得着的情境之中留下深刻印象,引发学生更深入地思考,例如讲“投影”这一重要概念,就可以利用物体在太阳光或灯光照射下,在地面或墙壁上出现该物体的影子这个学生所熟悉的自然现象导出,从而使学生对“投影”的概念理解得更深、记忆得更牢。使学生听起来浅显易懂、看起来直观形象,又如,讲三投影面体系时可以以教室的两面墙和地板来组成三投影面体系讲解。同时在投影基础的讲解中由老师亲手在黑板上,边讲边画,会给同学们留下很深的印象。在讲直线和平面的投影时,给学生把判断直线的位置编成一段话:“两平一斜是平线,平的位置由斜来确定,两平一点是垂线,垂的位置由点来确定,三斜一定是一般位置线”。编写形象生动、朗朗上口的知识口诀,也不失为贯彻直观性原则的一种方式。还可以让学生自己动手对照三视图用橡皮泥、萝卜块、土豆块等切割泥型 , 找出各视图间的内在联系, 从而想象出空间形体的形状。
2.3采用多媒体教学法,提高教学效率
在制图教学中如果只用的直观模型、挂图等辅助教学用具,这样会使教学节奏忙乱,从而导致教师只管讲,学生只管听的枯燥的教学模式。计算机技术的发展进步,特别是计算机图形处理技术的发展,为机械制图的改革和发展提供了良好的机遇。如在讲解组合体读图时,可以通过电影或者多媒体flans的形式首先根据视图的特征分解形体,利用“三等”关系对投影确定形状,然后综合起来想象整体的空间形状,之后给出该形体的轴测图,让学生对自己想象的形体和直观模象进行比较,以此使组合体读图达到较好的效果。还可以将部件的工作原理及装配、拆卸的过程以动画形式演示给学生看,加深学生对该部件装配图的理解。另外,将一些基本原理以课件的形式播放,以减少板书的时间。
3 做好课后练习
练的目的是让学生把所学知识真正变成自己的本领, 并学会运用, 运用所学知识去独立思考, 分析和解决问题。学生的听、说、读、画不是教师教出来的,而是学生自己练出来的, 课前预习已经包括了“读”的训练,“听”“说”主要是在课堂上进行, 而“画”把它放在课后进行, 能力的培养主要是靠“练”出来的, 学生的“练”是为了牢固地掌握学到的规律性的知识, 学会举一反三的真正本领。“练”通过“写”“画”的形式体现出来。应用练习必须讲究质量, 避免题海战术。首先要选择典型题。典型题不一定是难题, 繁题, 而是能反映本次教学基本要求的, 有代表性, 典型性的题目。其次要分清题目类型, 安排好练习程序, 注意训练梯度, 习题课综合练习题的比例要统筹兼顾,培养学生独立完成作业的习惯。通过“自测”的形式来检查所学知识,训练学生养成良好的空间概念和空间想象能力。
总之,以上是本人在《机械制图》教学过程中所采用的教学方法,达到了良好的教学效果。当然,在教学过程中,还有许多教学方法和手段。我们要从培养学生学习兴趣着手,围绕学生空间想象能力、看图能力、绘图能力的培养与提高来组织教学,要尽可能地发挥学生的主观能动性,采用各式各样好的教学方法和手段,激发学生的学习兴趣和主动性,这样才能取得良好的教学效果,真正达到提高教学质量的目的。
参考文献:
[1]张连祥.浅谈《机械制图》课的教学方法[J].黑龙江科技信息,2008,(24)