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[关键词]独立学院;工程制图;自学学习系统
[中图分类号]G622 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2011)10-0166-01
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:
[1]尹常治.机械设计制图[M].北京:高等教育出版社,2004
[2]朱建国,叶晓芹.建筑工程制图[M].北京:清华大学出版社,2007
职业学校的学生,底子薄、基础差,抽象思维能力相对较差。在专业课教学中教师应根据学生的实际情况,结合学生的年龄特点,充分运用直观教学引起他们的兴趣,调动他们学习的积极性。学生的学习欲望或兴趣,总是在一定的情境中产生的。因此,在运用直观教学的同时,教师要给学生创造能激起求知欲望的环境,配合培养学生的形象思维。无论是讲解、提问还是答疑,教师都要善于挖掘。例如,在机械制图课的测绘教学中,教师可在实训室拿学生加工的零件进行测绘练习。教师要善于抓住学生对机械零件感兴趣的契机,给学生讲解学好机械制图的重要性,并讲解零件加工的方法。这样,学生在测绘零件想画视图的同时,不但能培养形象思维和动手能力,而且能激发学习专业知识的浓厚兴趣,收到事半功倍的效果。又如,教师在运用多媒体展示三维零件加工和装配的教学中,可以借助学生对动画感兴趣的有利条件,充分展示零部件的各个形面,让学生在头脑中形成每个零件的视图,从而培养学生见到视图就想到实物的能力。另外,教师还要结合学生对现代机器人感兴趣的情况,引导学生在课余大量阅读机械加工与装配方面的书籍,广泛学习机械知识,逐步培养他们学习的自觉性、主动性和创造性。
二、运用比较教学,培养学生的归纳思维
在专业知识教授过程中,有时由于知识点多、面广且杂,不同章节的相似知识或同一章节的相似加工方法之间相互干扰,学生容易产生混淆。为使知识之间条理清楚、便于理解和记忆,教师在教学过程中要重视利用表格进行综合比较,让学生在学习新知识的同时巩固旧知识,起到温故而知新的作用,更重要的是使学生不致把新旧知识割裂开来。学生通过比较能够掌握方法,理清思路,提高利用图表进行归纳思维的能力。例如,在机械制造工艺基础课上,学习完刨削和插削这部分内容后,教师可列表分析归纳总结。在讲授铣削加工时,圆周顺铣与圆周逆铣的知识学生不易理解,又容易混淆,教师采用比较教学不但可以较好地解决这一问题,而且可以培养学生的归纳思维能力。
三、运用示范教学,培养学生的观察思维
著名心理学家鲁宾斯指出:“任何思维,不论它是多么抽象的和多么理论的,都是从观察分析经验材料开始。”观察是智力的门户,是思维的前哨,是启动思维的按钮。观察的深刻与否,决定着创造性思维能否形成。因此,教师要引导学生明白:一个问题不要急于按想象的套路求解,而要深刻观察、去伪存真,这样不但能为最终解决问题奠定基础,而且可能会创见性地寻找到解决问题的契机。实训教学最重要的一个环节是示范教学,学生通过观察、模仿教师的示范操作,能逐步达到技能动作熟练、协调、自然,直至完美。但在日常的教学中,学生往往不重视观察教师的示范,认为知道怎么做就行了,模仿时粗枝大叶,这是实训教学中的大忌。教师一定要给学生讲清动作准确的重要性,让学生细心观察教师的示范操作。一方面,动作的准确娴熟有利于技能的学习和安全操作,更重要的是教师通过示范,可以培养学生的观察思维能力。如在讲授锉削姿势时,由于锉削的姿势对锉削质量,锉削力的运用和发挥,以及对操作时的疲劳程度都起决定影响,因此教师从一开始就要给学生讲清它的重要性,让学生引起足够的重视。学生要掌握这些正确姿势,就必须从握锉、站立步位与姿势动作和操作用力这几个方面进行协调一致的反复练习。具体操作示范时,教师要讲解—示范—再示范—再讲解,画图讲解、慢动作演示、分解动作演示和连贯示范相接合反复进行,让学生细心观察每一个环节与步骤,并对重要部分进行提问,以引起学生的足够重视。如锉削行程开始前四分之三行程时,身体与锉刀一起前进,此时重心是在哪只脚?四分之三行程后身体的重心又是在哪只脚?在讲解锉削两手用力的变化时,右手的压力是随锉的推动而逐渐增加,左手是减小,这是为什么?学生为了寻找正确答案,就会认真观察。教师在组织学生讨论后,再结合受力图进行分析讲解,学生肯定会理解深刻。
在机床精度检验时,学生更需要认真、仔细地观察,否则,任何一个细节观察不仔细,都会测出错误的数值,进而影响机床的加工精度。如在测量尾座移动对床鞍移动轨迹的平行度时,需分别测量在铅垂平面内和水平平面内的平行度。将百分表固定在床鞍上,使其测头触及近尾座体端面的顶尖套上,锁紧顶尖套,使尾座与床鞍一起移动,在床鞍全部行程上检验。此时,学生要认真听讲,仔细观察。因为百分表在铅垂平面内和水平平面内的允许误差是不同的,在任意500mm测量长度上为分别为0.02mm和0.03mm。在整个测量过程中,无论是将表座擦拭干净放置在床鞍上,还是将触头与尾座套之间的接触,都不许有丝毫的马虎和疏漏。这就要求学生聚精会神地观察,认认真真地思考,对测量过程中出现的任何细节都要进行仔细分析、研究,找出存在的问题,并加以克服,这样才能真正起到培养学生观察思维的能力的作用。
四、运用联想教学,培养学生的发散思维
联想是由来源材料分化多种因素形成的发散思维的中间环节。善于联想,就是善于从不同方面思考问题。有些探索性的命题,没有明确的条件或结论,条件要人去设定,结论要人去猜想,体系要人去构想。发散思维又称求异思维、辐射思维,是指思维主体在展开思维活动时,围绕某个中心问题向四面八方辐射的积极思考和联想,广泛地搜集跟这一中心问题有关的各种感性材料、有关信息和思想观点,最大限度地开拓思路,从而引出一系列的发明与发现的一种思维品质。不少心理学家认为,发散思维是创造性思维的最主要的特点,是测定创造力的主要标志之一,它具有流畅性、灵活性、独创性三个主要特点。加强发散思维能力的训练是培养学生创造思维的重要环节。根据现代心理学的观点,一个人的创造能力一般来说与他的发散思维能力是成正比例的。所以,教师在教学过程中,要特别注意运用联想教学,培养学生的发散思维。例如:钳工实习教学中,教师在讲到攻螺纹与套螺纹这一课题时,如果只单纯讲授内外螺纹的加工,那么学生就只懂得这两种加工方法,对螺纹的其他加工方法和相关知识可能一无所知。而采用联想教学法则可弥补这一不足。首先,从内外螺纹的加工引出机械基础课中对螺纹的定义:“螺纹是在圆柱或圆锥面上,沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。”其次,学生可以了解到螺纹的种类有内螺纹和外螺纹,按旋向不同螺纹可分为左旋和右旋,按用途不同可分为连接螺纹和传动螺纹,并可进一步了解到螺纹的主要参数、代号、标注方法和应用等。从“螺旋线”概念涉及数学上点的轨迹知识,从“牙型”概念又涉及车工实习教学、钳工实习教学中螺纹的加工方法,这些都是构成“螺纹”这一概念不可缺少的知识。教师如果单纯让学生理解概念,概念可能是抽象的、孤立的;如果单纯让学生掌握加工方法,知识又是不全面的。教师在授课时,以“螺纹”这一知识点为中心,将学生的思维发散出去,拓展到一个更广泛的认知领域,将分散到《数学》中“点的轨迹”、《车工工艺学》中“车削螺纹”、《钳工工艺学》中“攻螺纹与套螺纹”和《机械制造工艺基础》中“搓丝”等相关知识联系起来,学生才能更深层地理解螺纹知识,更好地掌握螺纹操作技能,也才能达到温故而知新的目的。这就要求教师要善于把握知识、驾驭知识,将分散的、不完整的知识进行梳理汇总。
从上图可以看出,通过教师的联想,学生不但能了解螺纹的定义,掌握相关知识,而且能从单纯学习攻螺纹与套螺纹的课题中学到车削螺纹、搓丝等其他的螺纹加工方法,从而有效地激起学习的兴趣,达到发散思维的目的。如在讲授机械基础课中的减压阀时,教师要引导学生联系已经学习过的溢流阀,联想到两种阀的符号、结构、工作原理、作用和应用方面的异同,加深学生对两种阀的认识。又如在学习过数控车加工技术再学习数控铣加工技术时,教师要充分运用两种加工方法之间的联系,让学生在知识方面进行有效迁移,这样,学生无论是学习编程知识还是学习操作技能,都会节省大量的时间,有效促进已有知识和技能的转化。所以,教师在运用联想教学时,要多方引导、启发学生,让学生打开联想的翅膀,全方位检索大脑中已有的各种知识体系。人在这种思维中,可左冲右突,在所适合的各种答案中充分表现出思维的创造性成分。1979年诺贝尔物理学奖金获得者、美国科学家格拉肖说:“涉猎多方面的学问可以开阔思路……对世界或人类社会的事物形象掌握得越多,越有助于抽象思维。”教师就是要帮助学生达到这个目的。
培养学生创新思维的途径还有很多,教师在教学中要根据不同的课程、不同的知识点灵活运用、合理选择。当然,任何一种方法都不是万能的,但只要教师转变教育观念,用创新培养创新,用创新激发创新,及时捕捉和诱发学生学习中出现的灵感,一切从培养学生的创新思维出发,学生的创造能力就一定能得到提高。
参考文献:
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[7]李志江.机械制造工艺基础教学方法探讨.考试周刊,2008.51.
关键词:行为导向;教学流程;教学特征
行为导向教学法是建立在行为主义理论基础上的学习模式,“行为”意为“所作所为”,“导向”意为以“行为”作向导。在职业教育中,行为导向教学法是以行为或工作任务为主导方向,通过对学习目标、内容、方法和媒体等因素的重组,创设师生互动交往的教学情境,把教与学的过程视为一种社会的交往过程,这个过程期望学生的知识、能力结构发生改变,从而适应工作行为。由此可见,行为导向教学法与以学生为主体的现代教学理念是吻合的。
行为导向教学法是一种职业教育教学策略。学习的成效使学习主体得以持续发展,学生的知识和能力在实践活动中得以重现与锻炼,最终形成综合职业能力(包括本专业知识能力,多项适应工作的能力、跨专业学习知识的能力、解决问题的能力、与他人及集体相处的能力、负责能力等)。因此,在行为导向教学法的实施过程中,同样要求教师处于主导地位,要精心设计教学。
近几年,项目教学法、引导课文法、角色扮演法等以培养学生综合职业能力为目标的行为导向教学模式已逐渐渗入我县职校各专业课教学中。理论匮乏、方法单一、技术落后等问题已得到较大程度的解决,中等职校的课堂教学呈现出新面貌。但是,笔者在教学调研时发现,当教师将行为导向教学法引入课堂时,虽然运用了张贴板、卡片和多媒体等教学媒体,也尽可能地组织学生开展小组合作学习的形式,却往往出现教学时间安排不紧凑,教学效率不高,课堂教学较散乱,教师表现得无所适从,茫然无助的情况。学生开展合作学习的过程中,由于缺乏教师必要的指导,学习盲目性较大,学习效率较低,在实践教学中行为导向教学法并没有发挥出其应有的优势。究其原因,笔者认为是由于教师运用行为导向教学法时,对其内涵、教学流程和基本特征缺乏全面认识,在教学设计过程中仅考虑知识框架,而忽视了将知识应用于教学实践设计即设计教学材料和互动的教学活动。如果教师能重视课堂教学中的各要素,体现“双主”理念,即以教学为主导,以学生为主体,就能形成优化的、有效的教学设计,就能充分地体现出行为导向教学法的价值。
专业课教学的行为导向教学流程
在行为导向教学设计过程中,笔者认为应重视以下几个方面:
第一,教学活动是一种信息活动过程,教学的信息传递是双向的。教师和学生都是信息源,又都是信息的接受器。
第二,在教学系统的信息活动中,包含着各种错综复杂的相互作用。可以认为有两个子系统,一个是教师教的系统,一个是学生学的系统,这两个子系统相互作用相互联系。教师教的系统处于先导、预设地位,学生学的系统处于主体、生成的地位。
第三,教的活动流程包含目标导向、学习指导、反馈互动和过程评案四方面,学的活动流程包含接受学习任务、分组职业活动、成果展示和自我评估四方面。两者是相辅相成的关系,构成行为导向教学统一体。
“双主”理念指导下的行为导向法教学流程如下图所示。
行为导向教学设计的案例
行为导向教学流程是由目标导向(学习任务)、学习指导(分组职业活动)、反馈互动(成果展示)、综合评价(自我评估)等四个方面组成的,教师备课时应思考上述四方面的方案设计,使其在学习任务、分组职业活动、成果展示、自我评估的学习流程中体现出来。下面,笔者以《机械制图》中的“半剖视图画法”为教学内容,略谈行为导向课的教学设计。
学习领域:机件半剖视图的画法。行为能力目标:专业能力:能用半剖视图方法表达对称或基本对称机件。社会能力:在学习过程中增强团队协作意识,培养学生与人合作交流的能力。方法能力:在完成学习任务过程中逐步提高学生分析问题能力和归纳总结能力。
教学内容设计:
第一,专业目标导向和学习任务的设计。专业目标导向,即根据本次学习领域的目标要求,建立这次学习任务的框架,并在实际教学实施过程中,将之分解细化为若干个目标导向(按照难度等级细分),针对各个目标导向内容,设计与之相应的各级学习任务,以逐步达到目标。因而,本次教学根据学生已具备的知识、能力水平与特点,将目标导向细化为两个层次的内容,并设计了两个相对应的学习任务。(见下表)
第二,学习指导和分组职业活动的设计。为使每个学生在有限的时间内都有机会、有能力参与学习活动,教师的学习指导必不可少。因此,在学生进行分组职业活动之前,教师要根据本次教学内容简明扼要地指导学生解决问题的方法和思路,而具体的方法由学生在职业活动中自主发现并应用掌握。本次课的学习指导内容主要是向学生说明半剖视图的形成、作半剖视图机件的剖切范围及适合用半剖视图表达的机件特点等,在教学过程中可以借助多媒体演示、直观教具等媒体说明上述知识点。
分组职业活动不是多个学生简单聚集起来讨论,不同于传统的集体讨论,而是一个完整的工作过程,由全组成员共同承担工作任务,由组内成员策划人事分工,由学生自主设计和调控工作过程的阶段。在此过程中,使学生的行为发生改变,进而使其知识技能和综合职业能力得到培养。因此,分组职业活动形式往往以小组合作方式进行,为使小组活动不流于形式,教师要综合考虑学生的性格、能力、成绩等方面,并挑选一名自律性强、组织能力强的学生为组长。笔者根据本班学生的特点,以6~8人组成小组单元,每组配置1~2个教学模型,并以学习任务书(见图1)的方式让学生明确本次职业活动的内容与要求。通过分组职业活动,使学生实现行为能力目标。转贴于
第三,反馈互动和成果展示。反馈互动通过学生的成果展示来实现。本次学习过程中有两个任务,任务一是本次课教学的基础目标,相对较简单,任务二是基础目标的拓展,学生完成的结果可能呈现出多样性。由于教学时间的有限,成果展示不可能让每个学生都有机会。这就需要教师在学生进行职业活动过程中巡回指导,全程掌握学生的学习动态,让各组学生将本组结果汇总、分析后选派代表分两次进行成果展示。第一次成果展示后让学生讨论半剖视图的图形特点及让他们试谈改画半剖视图的体会;第二次成果展示后让学生试归纳画半剖左视图的步骤,教师作最后总结。通过展示,强化学生的社会能力目标,落实方法能力的培养。
第四,综合评价。传统教学采用的结果评价方式往往只注重学生的知识目标是否实现,笔者认为应将结果评价和过程评价两者结合,才能综合反映行为导向教学的效果。因此设计了本节课的学习评估卡(见图2)。
行为导向教学法基本特征
第一,行为导向教学是从学生综合职业能力的形成这一目标出发,实现学生自主学习和探索。
行为导向教学关注培养学生的关键能力和综合职业能力,关注学生全面素质的提高。它的一个显著特征就是学生学习方式的转变——改变原来单纯接受式的学习方式,建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的学习方式。
教学目标的确定,教学过程的实施,教学内容的设计和教学用具的选择都要以促进学生独立思考与操作,鼓励学生互相合作,保证全部学生学会、部分学生提高为中心进行。学生在教师所创造的某种特定环境或“情境”中自主选择学习方式,自主调整学习进度。行为导向教学使每个学习者有施展个性能力的机会和舞台,将自我学习与自我发展密切结合起来,使学生自己逐渐具备会学习的能力。
第二,行为导向教学是以“工作任务”为载体,实现知识与实践的统一。
“先理论教学后实践应用”的传统教学模式使得学生的依赖性较重,禁锢了学生思维的开拓和创新,不利于其综合职业能力的形成。行为导向教学往往以“工作任务”为载体,学生通过完成若干个具体的“工作任务”,从做中掌握知识与技能,同时使关键能力、综合职业能力得到培养,实现全面素质的提高。例如在机械专业课《机械制造工艺》中教授“制定工艺规程的步骤”时,确定目标导向——解决制定典型零件工艺规程的问题,设计学习任务——让学生设计与填制某一轴零件的工艺卡片。学生为完成这一任务,分小组分工协作搜集资料,首先确定工艺卡片的各项内容及形式,然后确定该零件的工艺规程,从而实现教学目标。
第三,行为导向教学法在教学和教育中能产生积极意义。
职校生的学习基础普遍较薄弱,对学习的自信心不足,易产生厌学、学习恐惧等情绪。实践表明,行为导向教学法对于社会技能的形成、解决学生不良的学习情绪和行为问题都具有积极意义。它能系统地深入学习内容,通过调整进度和强化学习来激发和保持动机(见图3)。
第四,行为导向教学要求教师具有较强的综合能力和教学机智。
行为导向教学需要大量的教学准备工作,涉及的学科知识面较广,这就对教师的教学能力和专业素质提出较高要求。因此,专业教师要不断丰富、更新自己的学科知识,将生产工艺经验与教材内容整合,重构原有知识结构,提高自身的专业知识水平,具备获取相关学科知识的能力。同时教师还要具有教学机智,即要具有广博的文化知识和必备的教育科学能力,对教学过程有较强的调控能力,对出现的种种问题及时进行指导,能灵活处理教学中出现的各种情况。
参考文献: