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[关键词]机械制图教学体系 职业能力
一 引言
机械制图属于工科类专业基础课,是一门理论性、实践性都很强的课程,与相关专业课程联系密切,但该课程抽象、生硬、难懂,需要有丰富的想像力、理解力和动手能力,而高职学生恰恰在这方面的能力有所欠缺,为此我们在机械制图课程中进行了相关的实践,对课程教学体系构建进行了一些探索。首先,机械制图课程教学遵循“以就业为导向,以能力为本位”的现代高职教育思想,确立工程教育“回归工程”的教学理念,以体现“工学结合”的内涵;其次,改变传统课程陈旧的教学观念,把学生当作知识灌输对象的传统教学模式,使教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动学习的帮助者、促进者,把教与学的过程从传统的、封闭的高等教育情景中解脱出来,并以较大的程度置于职业岗位的真实环境之中,以提高学生职业能力和综合素质。
二课程内容选取与安排
1.课程内容的选取依据
为体现高等职业教育的教学特点,我们从现代制造业发展的要求和职业岗位实际工作的需要出发,按照“以应用为目的,以必需够用为度”的原则,采取感性认知的课程内容体系,并淡化其抽象性、理论性,突出其实用性、技能性,体现其职业性、先进性,围绕“机械图样”的绘制与阅读,将本课程教学内容分成四大模块,即:“制图基础”、“制图方法”、“机械制图”和“计算机绘图”,另设“机械零部件测绘”综合实训1周。
为使计算机绘图技术的深广度贴合本课程对“机械图样”绘制的要求,我们将“计算机绘图”模块有关内容分别融入“制图基础”、“制图方法”、“机械制图”模块,使计算机绘图与手工绘图同步教学,并贯穿于整个教学内容。所选的内容如表一所示。
表一 课程内容表
内容模块 课程内容 学时安排
制图基础 绪论;国家标准及制图的基本规定;绘图工具和仪器的使用方法;平面几何图形的画法 8
制图方法 正投影和三视图的基本理论;点、线、面的投影规律;基本形体、切割体和相贯体三视图画法;轴测图的画法;组合体三视图绘制、阅读及尺寸标注方法。 32
机械制图 机件各种规定的表达方法;标准件和常用件的标记和规定画法;机械零部件测绘及其图样阅读方法。 32
计算机绘图 AutoCAD基本知识;二维图形绘制与编辑;文本及尺寸标注;打印布局;三维绘图简介等。 28
2.课程内容的组织与安排
以机械产品形体为载体,以适合高职生源学习特点的“感性认知”入手,合理地组织和安排教学内容,突破教学的难点,达到“学用结合、学以致用”的目的,具体如下:
(1)以“体”为主线组织教学内容
以实际机械产品为对象,按“基本形体—简单形体—组合形体—工程形体”这种以“体”为主线,由局部到整体、由浅入深地组织教学内容,使学生易于理解机械图样的绘制原理,易于建立“物”与“图”内在联系的感性认识,并逐步达到理性地看图构形的目的。
(2)以“图”为导学安排教学环节
以实际机械产品图样为载体,教学画图和看图的基本理论、基本方法和基本技能,并融汇尺规绘图、徒手绘图以及计算机绘图三种绘图手段,使学生学习的目的性、针对性较强,有效激发学生的学习兴趣。
机械图样的阅读是教学的难点和重点,轴测图作为三维形体二维表达、二维图形三维构思的重要手段,由浅入深地贯穿教学内容的有关部分,有助于学生将二维图形与三维实体相结合,培养形象思维能力和看图能力,同时又能适应三维构思、三维表达、三维造型的无图纸化现代生产的需要。
三 教学方法
“机械制图”课程的教学内容具有较强的理论抽象性,以高职生源的学习习惯和认知特点,采用传统的灌输式教学方法使教师感到力不从心,为此,我们灵活运用“案例式”、“任务驱动式”、“项目导向式”等多种行动导向教学法,满足现代高等职业教育的教学需要。
1.“案例式”教学法贯穿教学的始终,将理论与实际紧密结合
以工程实际中典型、常见的机械零部件和机械图样作为案例展开课内教学,是我们在教学中贯穿始终的教学方法。通过这种教学方法淡化教学内容的理论性、抽象性和复杂性,突出其典型性、针对性和实用性,并强化制图知识的工程背景,达到理论与实际紧密结合的目的。例如:
对于形体的投影原理、三视图形成及绘制原理等教学内容,若按传统的“画法几何”的“由点、线、面,再到体”这种逻辑推理的知识体系教学,抽象难懂,不易接受。为此,我们以工程中常见形体,如拨块、压块、螺钉毛坯、车刀、轴承座、支架等,按“基本形体—简单形体—组合形体—工程形体” 这种 “体”的主线,将将绘图原理和方法寓于其中,使教学内容简明实用、形象直观、通俗易懂,符合高职生源的学习特点。
2.实施“任务驱动式”教学法,发展学生“自主学习”的能力
本课程教学内容的核心是阅读和表达图样,如果学生不能从被动地接受知识或被动地积极学习中解放出来,则将无法形成属于自己的看图和绘图能力。因此,我们在教学中采用“任务驱式”教学法,将所要学习的新知识隐含在一个或几个任务之中,所提出的任务既有综合性,又有实践性,学生综合运用新旧知识完成任务,使“自主学习”的能力得到发展。例如:
零件工作图阅读部分是本课程教学的一个难点和重点,教学时我们选择如齿轮油泵中的泵体、泵盖等,减速器中的轴、端盖和箱体等,自行车的踏脚等等实际生产所用零件图作为对象,向学生提出“零件工作图阅读”的总任务,并分为“图形识读”、“尺寸标注识读”、“技术要求识读”等任务,学生在完成这些任务时,对所提出的任务进行分析、综合,明确该任务所涉及的零件类型及结构特点、图形表达方法、定形及定位尺寸、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等方面的知识。在这一过程中,学生在老师的指导和帮助下找出看懂零件图的方法,并通过自学、讨论、交流等过程加深每个学生对看图有关问题的理解。最后由学生自述看图结果,并由教师补充总结,达到使学生学会看零件图并提高看图能力的目的。
3.采用“项目导向式”法,并体现“工学结合”的内涵
有效地获取本课程涉及的知识和技能,其方法不是通过教师对知识的解释性陈述,或推理性讲授,而是学生通过一些模拟或真实的职业岗位实际工作过程的具体情境,考察实例和解决问题,从中发现有关知识并掌握解决问题的技能。为此,我们在教学中采用“项目导向式”教学法,通过师生共同实施一个完整的“项目”工作而展开教学行动。通过这些“取之于工、用之于学”的项目,使教学“回归工程”,把教与学的过程以较大的程度置于职业岗位的真实环境之中,提高学生职业能力和综合素质,体现“工学结合”的内涵。例如:
我们以减速器、柱塞泵、虎钳、顺序阀、叶片泵等机械产品为对象,模拟职业岗位实际工作过程,设计一系列“机械产品的拆装与测绘”项目,供不同专业的学生根据专业特点选用。在完成这些项目时,学生按照部件拆卸、绘制零件草图、测定零件尺寸、绘制部件装配图、绘制零件工作图等工作任务的顺序,在模拟生产一线的情境中学习。并将学生绘制的图纸与企业实际的生产图样进行对比,找出并分析存在的问题,扩充工程应用知识,提高实际绘图能力,形成职业素养。同时,在完成这些项目的过程中,每一项任务的完成都给学生成就感和自信心,给学生自主学习、自由思考、个性发展的空间。
四、教学手段
本课程教学内容有较强的应用性、职业性,必须实行理论与实际相结合、课内学习与工程应用相结合、校内学习环境与企业工作环境相结合、空间想象与形象思维相结合,因此,若固守某种教学手段将无法达到预期的教学效果。为此,我们将现代教育技术手段引入教学过程中,并与传统的经典教学手段有机结合。
1.采用多媒体课件教学
自制模拟仿真功能较强且图文并茂的多媒体课件,集教学提纲、电子挂图、作图步骤、机械产品加工录像片等于一体,能够生动、高效地辅助教学。例如:
在解决组合体的叠加和切割及其形体构思等教学难题时,它以高效、逼真、清晰的效果帮助老师与学生实现空间思维的交流,辅助学生提高空间想象能力,并激发创新思维,以达到理想的教学效果。
在机械零部件的测绘教学中,能实现部件三维模型的模拟拆装,并快速、生动地展示出部件组成、零件结构、装配关系等,这样既可提高授课效率又能激发学生的学习积极性。
2.利用计算机绘图软件教学
计算机绘图软件的三维造型和三维向二维转换等功能,把抽象的几何元素与生动的实体、把二维图形与三维实体有机地结合起来,使那些抽象、枯燥、难懂的内容以生动形象的形式表现出来,不仅能够提高学生的学习兴趣,而且还能加速学生对作图原理的理解,有效地提高学生的识图和绘图能力,以达到教学目的。
3. 教学资源网络化
在学院精品课程项目资助下,我们建立了“现代机械制图”课程网络教学平台,它包括课程教学各个环节的教学资源,如学习指导资料、教学设计案例、机械产品三维动画、典型机械产品加工录像、模拟工作过程、学生作品与成果等,以极大的信息量,为学生课后进行同步学习、课外进行扩充性学习、完成项目进行探究性学习等提供丰富的资源,并通过网络教学平台实现师生之间的零距离沟通和互动。