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Teaching Optimization Research on Mechanical
Drawing in Sports Colleges
WANG Hong, HE Haifeng
(Department of Sports Engineering and Information Technology,
Wuhan Sports University, Wuhan, Hubei 430079)
Abstract In the study, some problems of "Mechanical Drawing" were analyzed in the sports colleges. Some suggestions and methods which could improve the teaching effectiveness were proposed, including the teaching content, the practice teaching and the course's evaluation. Optimizing teaching content can improve the students' attention on the majoring from the majoring setting and course connection and enhance their learning sense. Especially, the continuity, systematic and integrity of the specialized subject were insured. The practice teaching could increase the learning motivation and promote the students to join in the teaching program. Scientific evaluation system can make the "Mechanical Drawing" become a tool of engineering. And the course could be used in the design of the sports equipment proficiently. Finally, the teaching and trained goal of "Mechanical Drawing" can be achieved.
Key words Mechanical Drawing; teaching optimization; teaching effectiveness
0 引言
2008年武漢體育學院為適應科技興體要求,開設了機械設計制造及其自動化(體育裝備工程方向)專業,旨在培養我國體育用品及體育裝備的設計、制造研發人員。機械制圖課程就是該專業的必修專業基礎課。“機械制圖”涵蓋畫法幾何、制圖標準、機械零件等多門專業課基礎內容,不僅培養學生掌握繪圖、讀圖的基礎技能,更是拓展學生思維空間、培養學生創新設計能力、提高學生綜合素質的一門課程。它以其獨特的思維方式和實踐環節責無旁貸地成為培養工科學生創新設計能力的最佳課程,在人才培養體系中具有重要的作用。
近年來各高校針對“機械制圖”課程內容單調、學生理解困難、學習積極性不高等問題進行了教學研究和改革:(1)普通高等院校強調精簡優化“機械制圖”理論教學內容,將機械設計與機械制圖融為一體,采用案例法培養學生創新思維能力;(2)高職院校以工作過程為導向培養市場需要的實用型人才,強調理論知識“必需、夠用”。各類院校課程改革的共同點在于:在具有良好的工科專業基礎保障前提下,將“機械制圖”與計算機繪圖相結合,實現同步教學;而針對學生創新設計能力訓練少、與后續課程銜接不好、評價方法單一等問題,從教學方法、教學手段及教學內容上進行研究。
本文通過分析近年來體育院校“機械制圖”課程中存在的問題,從理論教學內容、實踐教學環節及考核評價等三方面,提出可有效提高機械制圖教學效果的建議和方法。最終使武漢體育學院的工科專業學生能在激烈的就業競爭環境中脫穎而出,確保體育器械設計人才培養目標的順利實現。
1 體育院校機械制圖課程中存在的問題
1.1 機械制圖基本制圖標準強調多,專業系統訓練少
機械制圖是武漢體育學院學生入校以來接觸的一第一門專業基礎課,對學生的創新思維、空間想象力要求較高,而目前傳統的教學方法都是按章逐節講授,學生所獲知識亦是堆砌在一起,不利于縱觀知識全貌,有礙學生學習主動性的發揮。
1.2機械制圖課程與后續課程銜接不夠
學生沒有把機械制圖真正作為一門工具來使用,從大二上學期結束機械制圖課程后,學生就容易遺忘大多數基本標準要求,在后期的學習中雖有部分知識的鞏固,但是還是效果不理想。
1.3 教學模式太過陳舊
目前機械制圖課程教學模式仍是教師課堂以課本內容教授為主,課下針對知識點適當布置作業為輔。而現代社會工科專業的培養更多的是強調理論與實踐的緊密結合,傳統的教學模式已不能適當日益增長的社會需求。
1.4 教學效果評價方式需進一步改進
傳統單純的閉卷考試確實可以考查學生對各項知識的掌握程度,但是就工科專業而言,需要更多強調的是學生應用所學知識解決實際問題的能力能否得到有效的鍛煉和提高。沒有可深入引導學生學習的實踐教學考核,無法真正激發學生學習的潛能。
2 提高機械制圖教學效果的方法
2.1優化教學內容,將機械制圖與其他相關專業課程有機融合
傳統“機械制圖及CAD”課程涉及到的教學內容包括投影的基本知識;點、直線和平面的投影;立體及其表面上點和線的投影;機械制圖的基本知識和技能;組合體;軸測圖;機件的表達方法;標準件和常用件;零件圖;裝配圖及計算機繪圖等知識要點。機械制圖是工科專業諸多設計、制造類課程的專業基礎課,若機械制圖基礎知識掌握不牢固,則勢必影響其后續課程的學習和拓展,最終導致知識連續性、系統性及完整性變差,無法實現課程的整體優化。
武漢體育學院開設的機械設計制造及其自動化(體育裝備工程方向),涉及到的專業課程包括:畫法幾何、體育裝備設計、體育產品造型、人機工程學、機械設計等。通過“體育裝備設計”的知識引導激發學生的空間想象力;將“體育產品造型”和“人機工程學”的設計和機械制圖的構形設計一起講解,以提高學生創新構形能力,最終達到對學生進行體育器械設計和機械制圖基本知識的雙重訓練,相互促進,共同提高;將“機械設計”中減速器裝配圖和零件工作圖作為機械制圖中的標準件、常用件、零件圖、裝配圖的教學引導,使學生從機械設計的角度學習機械制圖基本知識。
機械制圖及CAD課程教學內容優化后應實現以下幾個目標:(1)構筑機械制圖對人才創新能力素質培養所需總體知識的框架,設計“機械制圖”教學內容,以機械制圖基本理論知識為主導,體育裝備工程專業知識為主線(體育裝備設計、人機工程學、體育產品造型、機械設計等),計算機繪圖能力為輔助建立“機械制圖”新內容體系。(2)適應機械設計制造及其自動化專業“厚基礎、寬口徑、重實踐、強能力”的高級應用型專業人才培養特色的需要,學生畢業后能具備工科專業所需的基本制圖能力,突出體育院校開設的工科專業特色,適應新形勢下學生創新意識,提高學生的就業競爭力。
2.2結合體育器械設計現狀,加強實踐環節
機械制圖是一門與機械類其他課程緊密相關的課程,它不同于高等數學、理論力學、材料力學等基礎學科,必須將教學內容與工程的實際情況緊密結合起來去理解其各項要素的基本含義。相對于其他工科類課程,機械制圖更強調理論與實踐相結合,理論教學和實踐教學并重方能有效提高教學效果。
(1)機械零部件的認知實驗:在完成制圖基本知識的教授后,為了使學生更加直觀地了解和掌握機械零部件及其表達方式,有必要開展一些機械零部件的演示和裝配等相關實驗。如在機件的表達法教學之前,首先給學生展示一些軸類零件、對稱機件等部件的結構,讓學生有直觀的認識,借助實物讓學生了解零部件的用途,并進行剖析各零部件造型設計的原因及其正確的機械表達方法;在零件圖和裝配圖教學之前再次通過實物演示某減速器的工作原理,通過拆卸、裝配及測繪等過程使學生進一步了解機械零部件裝配流程及各零部件作用,并引導學生自主安裝拆卸的零件,提高學生解決問題的能力。
(2)體育裝備器械的參觀實踐:為使學生具有一定的就業競爭力,武漢體育學院培養的機械設計制造及其自動化專業學生應該在學習實踐中展現一定體育特色。除基本課堂教學外,適當安排學生參觀一些體育裝備器械,并引導學生測量、使用各類設備,使其對體育裝備器械有直觀的認識,從中掌握機械制圖中的測量方法,并且了解各類儀器設備的工作原理,再結合課堂教學內容,可有效地提高教學效果。
(3)鼓勵學生參加課外各類科技活動:除課堂實踐外,應鼓勵學生參加各種競技類學科競賽,競技類各種學科競賽作品最終都需要通過圖紙+作品的形式展現。一方面激發學生學習、探索各類知識的興趣,另一方面使學生切身感受到機械制圖的具體應用環節,建立一個有利于培養學生創新意識的有效環境,最終達到以賽促學的教學效果。
2.3科學的教學效果模式的設計
學業考核評價體系是高等教育的重要組成部分,在教學成果評估、提高教學質量、促進學生發展等方面有著舉足輕重的作用。
(1)加強在學習過程中的評價:通過優化教學內容,更改教學模式激發學生上課的興趣,讓學生主動學習,評價的主要目的在于對學生學習過程、學習行為及學習效果進行激勵,使學生產生主動學習的動力,增強其主動學習的意識進而強化不同學習層次學生的學習信心,激發學生的內在潛力,切實讓學生快樂主動地學習。如針對某一階段所講授學習的知識布置比較寬泛的作業,對自己感興趣的某個健身器材(不限定復雜難易程度)根據機械制圖基本方法繪制零件圖及裝配圖,讓不同學習層次的同學都能按時完成,然后根據學生具體的學習情況,提出相應的切實可行的改進建議,以激發學生學習的積極性,促進其發展。
(2)設計綜合訓練考核環節:對于機械設計制造及其自動化專業(體育裝備工程方向)而言,將“機械制圖”與“AutoCAD”、“體育裝備設計”、“人機工程學”、“體育產品造型”等課程的實踐環節統一布置考核,一方面減輕學生作業負擔,避免作業的重復布置;另一方面使學生從專業學習的角度有意識地進行創新設計、繪圖,而非盲目地對機械制圖課程的學習,最終為實際工作打下基礎。在實施綜合訓練環節中,應做到內容豐富、對本專業有所側重,尤其是體現出體育產品設計的專業特點,讓學生意識到綜合練習是真正將理論課程和未來實際工作結合起來,最終達到將知識考核和職業能力培養的高度結合。
(3)尺規繪圖和計算機繪圖的雙重考核:對于工科專業而言,學生學習畫法幾何和機械制圖首先要具備的能力就是繪圖和識圖的能力,這也是教師對學生培養和考核的重點內容。尺規繪圖的考核可提前出題,讓學生對實體零件和機器進行拆裝和測量,觀察各零部件設計方法及連接方式,通過所學機械制圖基本知識將其基本視圖表達出來。近年來,由于計算機繪圖具有高效、圖面整潔、易于修改、精度高、資料易于保管等優點,在目前各工科行業得到了廣泛的應用。為培養學生這方面的職業能力,對計算機繪圖的考核,可以設定一個時間要求學生將徒手繪圖的作品用計算機繪圖軟件展示出來,達到以考促學、鍛煉解決實際問題的能力。通過尺規繪圖和計算機繪圖的雙重考核,可以有效培養學生遵守制圖規范;作圖思路、方法和步驟更為清晰,從而更好地掌握所學知識。
(4)理論知識考核:為了有效強化學生對機械制圖知識的掌握效果,尤其是讓學生通過考前復習考后自查使學生了解機械制圖是具有工具性和知識性的一門課程 ,傳統的理論知識閉卷考核必不可少。學生可通過考試前的復習,將所學知識“再現”,最終達到鞏固機械制圖基本知識的目的。
3 結束語
【關鍵詞】課程改革 ;《機械制圖》;《AutoCAD》; 結合教學
1 《機械制圖》與《AutoCAD》結合教學的必要性
1.1 《機械制圖》在傳統教學中存在的問題
根據我幾年的《機械制圖》教學經驗,發現傳統教學存在以下幾個問題:
1.1.1 傳統的黑板制圖,效率不高。傳統的《機械制圖》教學模式均是“粉筆+黑板”,老師在課堂上要花費大量的時間和精力在黑板上作圖,勞動強度大,而且效率低,沒有足夠的時間讓師生進行互動,從而影響了學生的積極性。
1.1.2 教具模型太少,不夠形象。《機械制圖》是一門抽象的課程,需要模型來幫助學生建立空間想象思維能力,以及三維與平面轉換的分析能力。但是由于受到模型的種類和數量的限制,導致教師無法清晰地講解難點。使學生不能充分掌握知識。
1.1.3 分析組合體結構和幾何形體結構時,缺乏生動的教學手段。當教師在講解組合體的讀圖和各類組合體的視圖分析時,通常采用在黑板徒手畫軸測圖的方法進行。這就對教師的徒手繪圖能力要求很高,而且教學的效果也不理想。特別是剖視圖的講解,如果只用黑板很難讓學生掌握,使得教學質量下降。
1.2 傳統的《AutoCAD》課程
傳統的《AutoCAD》教學任務主要是使學生掌握專業所需的CAD基本知識和應用技巧,基本繪圖命令和編輯命令,能應用CAD繪制平面和三維圖形。但由于傳統的教學模式中,《機械制圖》與《AutoCAD》作為兩門單獨的課程,在不同的學期分開授課。這樣就使我們的中職學生不能很好地掌握《AutoCAD》這門課程和迅速準確地畫出標準的圖形。例如我曾經擔任10春機械2班的《AutoCAD》課程,發現他們幾乎把《機械制圖》的基礎知識忘了,還有欠缺空間想象能力和讀圖能力。舉個簡單的例子《機械制圖》中規定角度尺寸的數字一律水平書寫,往往他們不改動CAD中的標注樣式就標注出來。還有他們的讀圖能力也欠缺,使他們畫起圖來很費勁。
1.3 小結
由以上分析可知,只有將《機械制圖》與《AutoCAD》這兩門課程融合在一起進行講授,構建新的課程體系,改進教學方法,才能更好地提高教學質量。
2 《機械制圖》與《AutoCAD》結合教學要點
2.1 教學內容的整合
2.1.1 先講述《機械制圖》的基本知識,例如國家標準規定的圖紙幅面、圖框格式、標題欄、比例、字體等內容,然后講解《AutoCAD)的基礎知識,即用戶界面、繪圖環境的設置、圖層、線型設置及標題欄的繪制等,這樣學生既學會了國家標準對制圖的相關規定,又在《AutoCAD》的上機練習中得到了鞏固和提升。
2.1.2 當講到制圖中投影的基礎知識,包括點線面的投影及立體的投影之后,接著講解《AutoCAD》的基本繪圖命令,讓學生一方面做機械制圖習題,另一方面上機繪制一些平面圖形,相互結合,有機融合。這樣可以提高學生的學習興趣。
2.1.3 組合體視圖是制圖教學的重點和難點。因此,講解這部分內容時先講《AutoCAD》的三維建模,這部分內容《機械制圖》中沒有。而后講解組合體的分析方法、三視圖的畫法、尺寸標注及讀圖等,緊接著講述《AutoCAD》的常用繪圖命令及修改命令。
2.1.4 標準件和常用件這一內容,可以利用上機練習讓學生繪制各種標準件和常用件。同時安排講解《AutoCAD》塊的制作,讓學生把標題欄、表面粗糙度、螺紋等制成塊,方便以后使用。
2.1.5 講解常用零件的表達方式時,結合《AutoCAD》講述計算機繪圖的尺寸標注和技術要求,可讓學生用《AutoCAD》軟件上機繪制各種常見的零件圖。
2.1.6 講完裝配圖的相關內容后,讓學生上機繪制一綜合作業,不僅讓學生鞏固前面所學的各種知識,而且可以讓學生掌握《AutoCAD》繪圖的各種技巧。
2.2 學時分配
《機械制圖》與《AutoCAD》的結合式教學,學時比例分配為3:1,學時大致可分為《機械制圖》為86~92學時,《AutoCAD》為28~36學時。
2.3 考核方式
考慮到中職學校培養學生的目標和中職生的素質,《機械制圖》與《AutoCAD》融合式教學實施后,對學生的考核應以“實操+筆試+平時成績”的模式綜合評定學生的最后成績。
3 教學效果
3.1 結合式教學使學生所學的理論知識和實際操作有機結合,這樣進行教學,不僅使學生很好地掌握所學的基本知識,更重要是學會了如何運用這些知識去分析和解決實際問題。
3.2 結合式教學使得《機械制圖》與《AutoCAD》相輔相成,相互促進,調動了學生學習積極性,從而保證了較高的教學質量。
3.3 從實際模型到用CAD出各種工程圖,培養了學生的動手能力、數學能力、測量能力和運用機械制圖知識的能力。
4 結束語
以上是我幾年來的一點教學體會,要使《AutoCAD》與《機械制圖》這兩門課程真正科學、合理、有機地結合在一起,還要在以后的教學實踐中不斷去完善。最終為中職課程改革作出一點點的貢獻。
參考文獻
[1] 錢可強.《機械制圖》.(第四版).中國勞動社會保障出版社.
【論文關鍵詞】機械制圖;教改;實踐;探索
昭通農業學校農機類專業采用的《機械制圖》課程,是2010年8月由胡建生主編、人民郵電出版社出版的全國中等職業教育教材審定委員會審定的工科類專業必修教材,是一門理論性、實踐性、技術性很強的基礎課程。但《機械制圖》課程在農業中專農機類專業教育中,究竟應起什么作用,其理論體系如何構建,應重點研究和講授哪些內容,應采用何種教學方法最為有效提高教學效率,全國各地中等農業學校農機類的授課教師看法不盡一致,因而在教學中既形成了各自的教學特色和教學模式,又積累了不少有益經驗。本文就筆者對這些問題的理解和教學實踐作些介紹,以期拋磚引玉。
1.明確課程教學目的,切實轉變教學指導思想
1.1有助于學生機械制圖素養的培養。《機械制圖》課程以機械生產運行為主線,綜合介紹了制圖的基本知識和技能、投影基礎、組合體、軸測圖、物體的表達方法、齒輪及常用的標準件、零件圖和裝配圖等機械制圖方面的內容,具有一定的工程技術屬性,屬于生產機械零部件范疇。它按照工程技術的發展變化,依據現代工程技術體制建立的最新研究成果,以理論聯系實際為指導,借助相關學科提供的原理和方法,去揭示機械制圖的規律性和工程對制圖技術的基本方法,以此尋求正確解決機械制圖問題的途徑和措施,為培養學生正確分析和解決我國工程制圖問題的能力,提高學生的工程制圖技能,推動機械制圖的全面發展具有重要的意義。農業中專農機類專業學生學習《機械制圖》課程可彌補其在工程制圖方面的制圖素養的不足,有助于學生分析機械制圖運行過程中的現實問題,提高把握機械制圖規律的能力與水平,從而更好地為現代工程制圖建設服務。
1.2有助于學生形象思維能力的培養。《機械制圖》課程是中等職業學校機械類及工程技術類相關專業的一門基礎課程,其主要任務是使學生掌握機械制圖的基本知識,獲得讀圖和繪圖能力,培養學生分析問題和解決問題的能力,使其形成良好的學習習慣,具備繼續學習專業技術的能力,對學生進行形象意識培養和制圖的規范性,使其形成嚴謹、敬業的工作作風,為今后解決生產實際問題和職業生涯的發展奠定基礎。促使學生更多地從知識性思考轉向方法性思考,有利于學生形象思維能力的培養,增強規律性、系統性、可判性和邏輯性,從而更好地促進專業的學習和研究,掌握主動學習的鑰匙。
1.3有助于學生“雙證”需求的培養,突出職業教育特色。為了拓寬中等職業教育的服務方向,實行學歷教育與職業資格證書培訓并舉,并與國家實行的就業準入制度相配套,《機械制圖》將“工業產品類CAD技能一級”職業資格認證對制圖基礎理論的要求融入進來。通過《機械制圖》的學習,既能使中等職業學校在校學生達到教育部最新頒布大綱的教學要求,又能基本掌握“工業產品類CAD技能一級”考試應具備的制圖理論知識,滿足學生獲得“雙證”的需求,提升學生的職業能力。在工程建設和經營中,工程技術人員為達到一定的先進工程技術目的,對工程生產過程和生產要素進行組織、加工、生產、修理等。這就要求工程生產技術工作者,不僅要懂得識圖、而且更應懂得并能按照施工圖的技術規范辦事。一個工程技術工作者,除掌握一定的現代工程制圖技術外,還應掌握一定的基本操作技能,從而對工程制圖及工業生產起到極大的促進作用。
1.4有助于學生形成良好的綜合職業素質。《機械制圖》課程涵界了機器設備的設計、制造、維修,還是機電、冶金、化工、土木建筑、電氣等工程的設計與施工,都必須依賴《機械制圖》的圖樣才能完成,各門學科既相獨立成體系,又互相滲透、相互交叉、高度整合、構成了《機械制圖》課程的知識結構體系,學生學習《機械制圖》課程后,有助于掌握本門課程所具有的科學性、系統性、規范性、實踐性和技術性等諸多特點的認識,為今后在實際工作中,正確處理好技術與加工的關系,力求達到以生產上可行,技術上先進、生產上合理、質量上有保證的有機統一,從而培養懂技術、善操作、會生產,具有良好的綜合職業素質的新一代熟練技能者和生產第一線的建設者。《機械制圖》課程必須改革傳統注入式的教學指導思想,樹立終身學習的教學觀,在啟發式教學思想的指導下,按照學生的認知規律,按理論探索的順序多法并用開展教學,教會學生會學習,激活學生創新思維,不斷提高空間思維能力和繪圖技能。
2.深化完善教學內容,突出教學目標
為適應《機械制圖》學科發展和社會經濟發展的需要,筆者在教學實踐中,不斷深化和完善教學內容,立足于理論與實踐的有機統一,這一《機械制圖》課程研究的主題,確立了與原有塊(制圖基本知識和技能、投影基礎、組合體、軸測圖、物體的表達方法、齒輪及常用的標準件、零件圖和裝配圖)不盡相同的新塊內容,并注意在課堂教學中突出重點和難點。
第一章,繪圖的基本知識,即國標的基本規定:線條、圖紙、字體、繪圖工具、尺寸標注、比例等等;幾何作圖包括等分圓周及作正多邊形、圓弧連接、斜度和錐度、橢圓的畫法等;平面圖形分析及作圖包括尺寸分析、線段分析、平面圖形的繪圖方法和步驟等。該部分作為基本知識,必須熟悉國標《技術制圖》與《機械制圖》的一些基本規定;教會學生按規范從事,使學生知道國家標準《技術制圖》是一項基礎技術標準,在內容上具有統一性和通用性,在制圖標準體系中處于最高層次;國家標準《機械制圖》是機械專業制圖標準,他們是圖樣繪制與使用的準繩,因此,學生必須嚴格遵守這些有關規定。幾何作圖是方法,形象直觀,通過引導提高學生的興趣和愛好,讓學生自主練習。
第二章,投影基礎:本篇首先介紹了投影法和視圖的基本概念、三視圖的形成及其對應關系,點、直線、平面的投影、基本體的投影和基本體的尺寸標注。本章是教學的關鍵,要求學生理解投影法的概念,熟悉正投影的性質;讓學生初步掌握三視圖的形成及其對應關系,能繪制和識讀簡單形體的三視圖;掌握點的投影規律,熟悉直線和平面的三面投影,掌握特殊位置直線和平面的投影特性;熟悉基本體的視圖畫法及表面上取點、線的作圖方法及尺寸注法;掌握用特殊位置平面截切基本體的畫法和尺寸注法。
第三章,組合體。本篇著重介紹組合體的形體分析、組合體三視圖的畫法、組合體尺寸標注、看組合體視圖的方法。課堂講授主要理解組合體的組合形式和畫法,熟悉形體分析法;掌握組合體三視圖的畫法和識讀組合體三視圖的方法;掌握看組合體視圖的基本要領,能根據視圖想象出組合體的空間形狀;能識讀和標注簡單組合體的尺寸;掌握兩異徑圓柱正貫和同軸回轉體相貫的相貫線畫法。
第四章,軸測圖。本篇介紹軸測圖的基本知識、正等軸測圖、斜二等軸測圖簡介。課堂講授主要了解軸測圖投影的基本概念、特性和常用軸測圖的種類;了解正等軸測圖的畫法,能畫出簡單形體的正等軸測圖;了解圓平面在同一方向上斜二軸測圖的畫法。
第五章,物體的表達方法。本篇首先介紹了視圖,然后分析了剖視圖、斷面圖,最后介紹了局部放大圖和簡化畫法。課堂講授主要要求學生熟悉基本視圖、向視圖、局部視圖和斜視圖的形成、畫法及配置關系;理解剖視的概念,掌握與基本投影面平行、用單一剖切面獲得的全部視圖、半剖視圖和局部剖視圖的畫法與標注,掌握識讀剖視圖的方法;了解用單一斜剖切面、幾個相互平行的剖切面、幾個相交的剖切平面獲得的剖視圖的畫法與標注;能識讀移出斷面、重合斷面和局部放大圖的畫法,以及常用的簡化畫法。
第六章,螺紋、齒輪及常用的標準件。本篇介紹了螺紋、螺紋緊固件、齒輪、鍵連接和銷連接、滾動軸承、彈簧。課堂講授主要了解螺紋的形成、種類和用途,熟悉螺紋要素;掌握螺紋規定畫法和標注方法;熟悉常用螺紋緊固件的種類、標記與查表方法,能識讀螺栓連接、螺柱連接和螺釘連接的畫法;了解直齒圓柱齒輪輪齒部分的名稱與尺寸關系,能識讀和繪制單件和齒合的直齒圓柱齒輪圖;了解鍵、銷的標記,平鍵連接與銷連接的規定畫法;了解常用滾動軸承的類型、代號及其規定畫法的簡化畫法;能識讀圓柱螺旋壓縮彈簧的規定畫法。
第七章,零件圖。本章介紹了零件圖的作用和內容、典型零件的表達方法、零件圖的尺寸標注、零件圖上技術要求的注寫、零件上常見的工藝結構、讀零件圖、零件測繪。課堂講授主要理解零件圖的作用和內容,熟悉典型零件的表示法;了解尺寸基準的概念、零件上常見工藝結構的畫法和尺寸注法,熟悉典型零件圖的尺寸注法;了解表面粗糙度的概念,掌握表面粗糙度代號的標注和識讀;了解極限與配合的概念,掌握尺寸公差的標注和識讀;能讀中等復雜程度的零件圖;掌握零件測繪的方法,能繪制簡單的零件圖。
第八章,裝配圖。本章介紹了裝配圖的表達方法、裝配圖的尺寸標注、技術要求及零件編號、裝配結構簡介、讀裝配圖。課堂講授主要了解裝配圖的作用和內容,熟悉裝配圖的基本畫法和簡化畫法;理解裝配圖的尺寸標注;熟悉裝配圖上零件序號的編排和明細欄的使用方法;熟悉識讀裝配圖的方法和步驟,能識讀簡單的裝配圖。
3.改革教學計劃,啟迪學生理性思考
《機械制圖》課程信息量大,知識點多,涵界面廣,為了激發學生的學習興趣,激勵并發揮學生的空間想象力和思維能力力,培養學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力,采取了以下做法:
3.1合理組織課堂教學內容,有效實施課堂調控。《機械制圖》課程理論性強,教學課時有限。要在有限的教學時間內完成授課內容,教師要花相當精力消化內容,并根據教學目的和要求決定內容的取舍,注意吸收工程技術的新技能、新理論、新經驗,為教材注入新的活力,使學生開闊視野,獲取新知,激發創新意識,做到研究新情況,解決新問題。確定本課程的重點章節和各章節的重點、難點、疑點和關鍵,處理好點面關系,有效分配教學授課時間,力求教學中突出重點、突破難點、分析疑點、講透關鍵。同時,教師授課時要注意收集學生的各種信息反饋,掌握學生消化教學內容的程度,并及時微調教學計劃的進度及內容,充分發揮“教為主導,學為主體”的作用,使教學“雙邊”活動相輔相成,增強教育的吸引力,達到“聽之有趣、學之有識、思之有理。”
3.2貫徹理論聯系實際教學原則,密切注視生產實踐。理論聯系實際,加強實踐教學環節的教學,加大現場教學的力度;使課程教學內容與學生技能培訓考證結合起來。嘗試把課程建設成雙證課程,把素質能力培養貫穿于課程教學之中,體現了農業中專實用性人才培養的特色。在教學中既要講清機械制圖的概念、原理,又要分析學生的思想、學習、生活及其社會中所遇到的實際問題,以技術應用能力為主線優化整合課程。按照“以必需、夠用為度”和“強化應用,培養技能”的原則和課程體現“實用性、適用性、先進性”的原則,重新組合適合農業學校特色的農機類教學內容。把以信息技術為主體的現代教育技術應用于《機械制圖與CAD》課程教學的全過程。同時,讓學生寒暑假期到工廠參加生產實踐,開展調查研究,這種從理論到實踐,從實踐到理論,既可將工廠生產零部件實際引入教學,豐富教學內容,又能增強學生感性認識,引發學生進行深層次的理性思考,增強學習的自覺性,提高學生調查研究問題、科學分析問題和解決問題的能力。
Abstract: By analyzing the current curriculum and student quality at present, this article elaborates the necessary of mechanical drawing course reform in two aspects of the teaching content and teaching method of mechanical drawing course. It also clears the goal of mechanical drawing teaching and puts forward reforming mechanical drawing course in updating teaching contents and improving teaching methods
關鍵詞: 機械制圖;改革;教學內容;教學方法
Key words: mechanical drawing;reform;teaching content;teaching method
中圖分類號:G64文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)28-0241-02
0 引言
機械制圖是高職高專學院機械類及近機類專業的一門專業基礎課,主要研究繪制和閱讀機械工程圖樣的基本原理和基本方法的。它是工程界的技術語言,是機械類專業學生必須具備的基本能力。課程的任務是培養學生繪制和閱讀機械圖樣的基本能力和、空間思維能力,以及培養學生耐心細致的工作作風和嚴肅認真的工作態度。它是學生學習后續課程、完成課程設計和畢業設計不可缺少的基礎。
1 面臨現狀及存在問題分析
高等職業教育目的在于培養高素質技能型人才。“重實踐輕理論”是各個高職院校的共同特點。高職院校實行三年制學習,學生在校時間為兩年半,在校期間一半以上的時間用來實踐,理論課程的學時相對較少。機械制圖是一門理論加實踐的課程,課程分配的學時少,教學內容多、雜而抽象,其內容是《畫法幾何》與《機械制圖》的融合。另外,學生基礎知識和理解力都比較薄弱,邏輯思維能力和空間想象力也不強,對于制圖中抽象的、純理論的知識難于理解。而且,我院機械類各專業使用的是同一種教材,所用學時亦相同,教學無針對性,給學生學習后續課程帶來一定的困難,同時也使學生走上工作崗位后不能盡快從事本職工作。
傳統教學不能充分的調動學生學習的積極性,單一的多媒體教學也不能激起學生對機械制圖的興趣,現有教學內容不能很好的與企業所需知識能力相銜接,閉門造車情況嚴重。機械制圖是一門傳統的課程,知識變更不多,但課程的教學方法和教學內容應與時俱進。
為了適應高職專業人才培養需求、適應市場需求,機械制圖課程改革迫在眉睫。
2 明確人才培養目標和課程教學目標
明確本專業人才培養目標,明確《機械制圖》的課程教學目標,有針對性的制定《機械制圖》課程標準。本院機械類各專業的《機械制圖》的課程教學目標大同小異,其最終目標都是培養學生的空間思維能力、培養學生閱讀和繪制機械圖樣的能力、培養學生查閱資料的能力,以及嚴謹細致的工作作風。然各專業工作中所接觸的圖紙又有很多的不同之處,模具專業所接觸的零件圖是分布有多個孔的板類零件,數控專業和機制專業接觸的零件大多是回轉類和箱體類的零件,還有少量的叉架類零件。為了使學生盡快地深入該專業主干課程的學習,教師在制定《機械制圖》課程標準時,應聯系相關專業課的教師共同討論,制定出符合本專業人才培養目標的,能為本專業后續課程奠定基礎的較細致的課程標準。課程標準的制定的是否合理將直接影響到機械制圖的課程教學目標。
3 解決辦法
3.1 改革課程的教學內容
3.1.1 確定課程教學內容的重點 高職院校的機械類專業的《機械制圖》課程教學的最終目的是培養學生繪制和閱讀機械圖樣的能力,但更偏重于識圖。識圖的重點在于由視圖讀懂零件的結構、由視圖讀懂裝配體的工作原理及裝配體中重要零件的形狀結構,而這些所依托的能力和知識是空間思維能力與機件的表達方法。制圖教學中,空間思維能力的培養貫穿教學始終,但重點章節是投影法、點、直線和平面的投影、立體的投影、組合體這幾部分。因此我們將投影法、點、直線和平面的投影、立體的投影、組合體、機件的表達方法、零件圖、裝配圖作為教學的重點內容。
3.1.2 更新教學內容
3.1.2.1 在機械制圖教學中分階段引入solidworks軟件知識 機械制圖課程內容本身較抽象、枯燥,而學生的基礎知識也較薄弱,面對如此抽象而枯燥的內容學生的學習興趣將很難激發出來。目前高職院的機械制圖教材都比較傳統,部分教材在傳統的基礎上加入了二維autocad軟件知識,該軟件的引入只是讓學生學習如何用軟件進行繪圖,對于學習機械制圖知識的幫助較少。如果在傳統的機械制圖教材中融入形象、逼真的三維制圖軟件知識,例如solidworks軟件,那么學生學習的興趣將會極大地提高,課程的教學效果也會得到相應的提升。機械制圖教學中,空間思維能力的培養既是教師教學難點,又是學生學習的難點。教師在講解基本體、截斷體、組合體的每個階段逐步加入solidworks知識,讓學生在掌握制圖知識的基礎上根據自己的想法去擺放形體并理解其投影、認識截斷體的截斷方式和組合體的組合方式,讓學生自主學習。在“機件表達方法”這章也應加入solidworks知識,這主要是針對剖視圖部分。剖視圖是學生學習的又一重難點。若將機件剖開,在哪個位置剖開,采用哪種剖切面,剖切后視圖怎么畫都是學生不易理解的內容。教師在講解完剖視的基本知識后可引導學生自己去做,學生對同一機件通過不同的剖切進行觀察和對比,最終理解如何剖切,如何畫圖。solidworks軟件功能強大,在機械制圖教學中需要把握“適度、夠用”的原則,教師只需向學生傳授制圖中需要用到的知識即可,以免增加教師的教學負擔和學生的學習負擔,否則不利于制圖教學。
3.1.2.2 與學生專業接軌并通過校企合作共同開發課程 高職院的《機械制圖》課程開設在學生進校的第一學年,是學生入校以來接觸的第一門專業課,無論是模具專業、機械制造與設計專業,還是數控技術專業,學生所使用的教材都是同一本,零件圖和裝配圖這兩章的圖樣內容在具體專業上無針對性。為了使學生在今后更快的融入后續專業課程的學習,在進行“讀零件圖”和“讀裝配圖”這部分內容教學上應與具體專業對應。例如:模具專業應主要閱讀各類與模具相關的板蓋類零件圖、以及與各種冷沖模和塑料膜相關的裝配圖。這樣,學生在接觸《冷沖模》和《塑料模》等專業課程中的圖樣時就不會覺得陌生,教師在圖樣的講解上也相對容易些。此外,為了使學生在今后的工作中盡快的適應本職工作,學校和企業應該共同開發課程內容和教學資源。尤其在零件圖和裝配圖這兩章,教師可以直接引入企業生產一線的圖紙進行講解,讓學生了解行業、企業標準,以達到學生出校門與進廠門的無縫銜接。
3.1.3 部分內容以自學、項目化教學為主 《機械制圖》課程中的制圖基本知識與技能、標準件與常用件這兩章大多屬于國家標準規定的,記憶性的內容,掌握的關鍵是理解性的記憶與強化練習相結合。如果學生疏于記憶,懶于動手,那么教師過多過細地講解只會使學生產生枯燥無味的感覺。因此,針對這部分知識教師應以自學加項目化教學的形式進行。老師簡單講解后,給定學生若干個項目,讓學生在完成項目的過程中學會查表、學會根據國家標準畫圖,養成嚴謹的工作作風。
3.2 改進課程教學方法 近年來,隨著高考生源的減少,普通本科錄取人數的增多,高職院的錄取分數在逐年下降,高職生的生源素質隨之逐年降低。現階段,高職院入校新生的文化基礎知識薄弱,意志品質不夠堅強,入校后學習目的不明確,學習態度不積極,學習中依賴心理嚴重,自主學習的意識不強,學習方法單一,缺乏分析問題和解決問題的能力。
傳統的機械制圖教學是借助黑板、掛圖、模型進行,隨著信息化的普及,現代化教學引入了多媒體技術。多媒體技術的引入減輕了教師的上課負擔,擴大了學生的視野。但無論是傳統教學,還是現代化教學,教學中基本上采用的是“傳授式”的教學模式,教學中學生始終處于被動學習的局面,教師的主導性、學生的主動性在教學中都沒能很好的發揮出來。如何調動學生學習的積極性和主動性是提高機械制圖教學效果的關鍵。教學中教師需要根據課程學習的特點找到激發學生自主學習的方法和教學點。
《機械制圖》課程內容本身是抽象而枯燥的,如何使抽象枯燥的知識變得生動而有趣是教師要思考的問題。《機械制圖》課程的第一學期教學內容主要以培養學生的空間思維能力為主,教學中教師要盡可能地利用一切資源帶動學生融入《機械制圖》課程學習中來。例如,在講解“三投影面體系的建立”這一節,教師通過模型向學生展示并講解完成后,讓學生思考教室中的哪幾面墻可作為V面、H面、W面,哪些線可看作ox軸、oy軸、oz軸。如此一來,即便沒有模型,學生也能清楚地認識三投影面體系中的各個要素。再比如,講解“截斷體”一節,教師以三棱椎截斷體為例,通過模型或三維立體圖分析截面的位置、截斷面的形狀及投影特點,截斷體三視圖的畫法。當學生理解老師所講的例題后,教師給學生分配任務,讓學生自行分析四棱錐截斷體、五棱錐截斷體等。學生可以通過徒手繪制軸測圖進行分析,也可利用soliworks軟件進行分析。對于學習能力較強的學生,教師可讓其自行選擇習題進行分析。此時,教師只需從旁觀察指導即可。在實施教學各個環節中,教師要能夠讓學生感到學習是一件有趣而快樂的事情。
機械制圖教學的每個階段,教師都要不斷的強化學生自主學習的意識,使學生自主學習成為一種學習習慣。如此,機械制圖的教學效果才能得到很大的提高。
《機械制圖》是機械類專業較傳統的課程,教師只有不斷注入新的內容,配以合理的、現代的教學方法,才能獲得較好的教學效果,才能更好的為后續專業課程服務,才能使學生在步入工作崗位時實現出學校與入企業的零距離。
參考文獻:
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關鍵詞:機械制圖;學習興趣;空間想象力
一、學校工廠,對比反思
以前工人進廠之前沒接受過專業的培訓,更不懂得機械制圖,進入工廠以后也沒有專門的人來教機械制圖,但是經過半年以后,都具有基本的識圖能力。他們每一天都在接觸零件和圖紙,有很多東西他們不知道基本概念,也不知道為什么這樣畫,但是卻知道圖紙上每一條線所表達的含義。而當今的學生無論是大學生還是中專生,經過一年的專業學習以后還是不會識圖,兩下對比反思,我總結出了機械制圖實踐型教學教法。
二、深入工廠,變廢為寶
零部件加工廠每天都會有不合格產品被檢驗出來,對于工廠而言,它們就是廢品,但是對于學生而言,卻是絕佳的教學道具。不合格產品尺寸不對,但是形狀是對的,這對于提高學生的空間想象力有極大的幫助。同時每生產出一個零部件都涉及安排加工工藝和操作各種加工設備以及與其他零部件的配合。我們現在很多學校根據教材自己制作教學道具,雖然也取得了很好的效果,但是沒有在教機械制圖的過程中把車工、鉗工、焊工等專業知識串聯起來。
三、降低教學難度,激發學習興趣
中職的學生喜歡動手卻不喜歡動腦,學習缺乏主動性。機械制圖又是一門非常抽象的課程,當學到點的投影分析時,就要求學生在頭腦里建起立體的三維投影面體系,這對很多學生來說,是很困難的一件事。絕大多數學生在這個時候就放棄了機械制圖。枯燥的課本,很難激發他們的學習興趣,當面對各種形狀的零件時,學生感覺到既具體又實在,從而激發他們的學習興趣和潛力。
四、由實踐到理論
讓學生看著簡單的軸類零部件根據企業提供的圖紙自己描繪出圖紙,再根據自己描繪出來的圖紙加工零部件。這樣就能在潛移默化中提升學生的識圖能力,同時還能增加學生的成就感,進而提高學生學習的積極性。經過一段時間訓練以后,加強理論教學,讓學生知道:“制圖的基本知識與技能,正投影作圖的基本原理,軸測圖的畫法、組合體視圖的畫法。剖視圖、斷面圖、局部放大視圖的基本概念、畫法以及作用。螺紋、銷鍵、齒輪、彈簧、滾動軸承的表示方法。”當學生掌握這些基本概念和畫圖方法以后,收回企業提供的圖紙,讓學生根據自己測繪所得到的數據畫出圖紙。要求做到視圖選擇配置正確,尺寸標注完整,線條清晰,字跡工整,線性規范,合理標注公差及表面粗糙度符號。
五、由簡到難
學生掌握軸類、套類、盤類零件視圖的畫法和讀圖的基本方法以后,要增加較復雜的箱體類零件圖,進一步提升學生的繪圖和識圖能力。最后培養學生能分解裝配圖和繪制裝配圖的能力,根據裝配圖了解各部件的工作原理、結構形狀、裝配關系和技術要求,用以指導機器的裝配、檢驗、調試、安裝維修等。
機械類專業課程的開設應該與企業生產的實際需要緊密結合起來,整體優化。機械制圖正是課程與生產的結合點,也是課程整體優化的切入點。機械制圖課程教學的主要目的是培養學生繪圖和讀圖的能力、空間思維能力以及嚴謹細致的工作態度等,使學生成為企業生產迫切需要的高素質勞動者。教學工作者應該明確機械制圖課程應該由單一的課程教學向實踐教學轉型,豐富教學方式的同時,提高學生的學習興趣。機械類專業學生實習時間比較充足,教師可以充分利用學生實習的機會,采用邊實習邊教學的方式,學生在實踐過程中不僅可以鞏固理論知識,還能增強學生之間團結協助的能力,達到機械制圖教學的目標。采取多種有效措施,如進行準確的課程定位、重視課堂教學環節設計,促進我國機械制圖教學的發展。
參考文獻:
關鍵詞:計算機繪圖;機械制圖;整合
中圖分類號: TU204 文獻標識碼: A 文章編號:
現代高科技視野下,識圖和繪圖能力在生產實際中的地位已越來越受到行業、企業的重視。《機械制圖》作為中職學校機電專業學生的一門專業基礎課,也是一門實踐性很強的工具課。隨著現代信息技術的發展,計算機繪圖極大地豐富了機械制圖的教學內容,改變著機械制圖的教學方法。當前,以培養圖紙制圖能力的制圖課程教學體系亟需跟上時代的發展和技術的進步,采用現代教學手段,培養出現代企業需要的、具備識圖和繪圖能力的高素質的技能型人才。
一、《機械制圖》的教學亟需變革
隨著計算機繪圖技術的飛速發展和應用的普及,把《機械制圖》和《計算機繪圖》課程有機整合在一起,讓學生掌握二維圖形與三維實體的對應關系,會起到立竿見影的教學效果。
《機械制圖》教學的理論是利用投影手段把研究對象在二維與三維之間相互轉換,傳統教學模式以畫法幾何、圖解法等二維方法為基礎解決三維問題,工程圖紙是交流的媒介。隨著計算機技術的發展,出現了CAD技術,于是計算機繪圖代替手工繪圖,而且表現出很多優點,如交互性、精確性、速度、統一性等。教學思路發展成為用傳統方法完成制圖課程教學后,再花費一些學時學習類似AutoCAD的繪圖軟件的使用,將兩者簡單疊加,而且一些教師只教二維繪圖部分,將三維部分作為選學或不學,使CAD成為計算機輔助繪圖,這并沒有充分發揮CAD軟件的應有作用。而近些時間里,三維CAD軟件飛速發展與更新,為工程設計帶來了根本性的變革,如UG、Pro/E、Solid Works、CATIA、AutoCAD等,設計過程變為先建立三維虛擬實體,再投影、編輯成二維工程圖紙,與傳統的設計、繪圖大不一樣,使CAD真正成為計算機輔助設計。
傳統低效的手工繪圖方式滿足不了工業生產高速發展的需要,手工繪圖已基本被計算機繪圖取代。機械產品已經進入數字化設計、分析、管理和生產時代,相應的《機械制圖》課程教學改革勢在必行。一些學校放棄投影法的基本部分教學,如點、線、面部分,直接講解立體,增加CAD繪圖部分教學時間,這樣的做法缺乏循序漸進的整體性,學生增加的還是計算機繪圖的能力。《機械制圖》是機電專業學生的工具課,是以后專業課學習的基礎,而很多學生對《機械制圖》課程的學習僅僅停留在本門課程上,并沒有通過《機械制圖》課程的學習打好機械設計的基礎。
針對上述分析,改革現有的教學模式,在教學中做到制圖基礎與實體構型相結合,二維投影與三維實體相結合,計算機繪圖能力培養與三維實體造型能力培養相結合,結合我國工程實際情況和發展方向,提出機械制圖與計算機繪圖教學模式整合之探究。
二、機械制圖與計算機繪圖教學整合內涵
利用CAD二維繪圖技術及CAD軟件的三維建模和編輯功能,比較《機械制圖》課程的內容,把《機械制圖》和《計算機繪圖》課程有機結合在一起,同時講授。《機械制圖》課程按照從二維到三維的方向講授,而《計算機繪圖》課程按照從三維到二維的方向輔助學習,兩門課程在內容上相輔相成,讓學生掌握二維圖形與三維實體的對應關系,把這種教學方法,稱之為機械制圖與計算機繪圖相互整合之教學模式。
該模式是從兩個方向人手進行教學,使二維投影與三維實體之間建立緊密聯系,使學生不僅具有繪制和識讀二維機械圖樣的能力,還應使學生具有現代設計所需的三維實體造型能力和將三維實體模型轉換成生產所需的機械圖樣的能力,以此為核心完成機械制圖課程的教學。這種教學模式勢必會提高制圖課程教學效果和適應現代工程設計、制造一體化的需要。
三、機械制圖與計算機繪圖教學整合模式
《機械制圖》與《計算機繪圖》相互整合的基本內容是一體化整合《機械制圖》和《計算機繪圖》課程的教學內容,但絕不是把兩門課程簡單疊加,而是把兩門課程內容調整并一一對應。《計算機繪圖》課程可以選擇《AutoCAD》為教學軟件,因為該軟件除了具有較強的二維繪圖功能外,同時具備一定的三維建模功能。從現實意義來說《計算機繪圖》課程已經上升為《計算機輔助設計》(Computer Aided Design),是真正意義的CAD。具體整合的課程內容可以分為幾個教學階段:
基礎知識教學階段。《機械制圖》講解投影法基本知識:點、線、面的投影;《AutoCAD》
講解CAD軟件的基本操作:平面圖形的繪制、編輯及其技巧。
2、基本立體和簡單形體教學階段。《機械制圖》講解基本立體的繪制、截交線和相貫線的畫法及簡單形體的投影;《AutoCAD》學習三維建模的基本方法、基本立體的三維建模、編輯基本立體形成簡單形體。
3、組合體教學階段。《機械制圖》講解組合體的畫圖和讀圖;《AutoCAD》學習三維形體的編輯(布爾運算及三維編輯技巧)、復雜形體的建模。
4、機件表達方法教學階段。《機械制圖》講解機件表達的各種畫法:視圖、剖視、斷面以及規定和簡化畫法;《AutoCAD》學習復雜形體的編輯、三維實體投影成二維圖形的方法及圖形的編輯。
5、零件圖教學階段。《機械制圖》講解零件圖的畫圖、標注及讀圖;《AutoCAD》學習零件建模方法、生成二維工程圖及尺寸標注、技術要求標注。
6、裝配圖教學階段。《機械制圖》講解裝配圖的畫圖、標注及讀圖;《AutoCAD》學習零件裝配形成裝配體及其編輯、生成二維工程圖及對其標注。
在每個教學階段的實施過程中,關鍵問題是注意兩門課程的有機結合及相互輔助。可以借助三維虛擬模型幫助理解二維平面圖的意義,借助二維平面圖消化三維立體的投影特性。比如,講解到零件圖部分時,可以把零件結構的畫法與三維模型的編輯結合一起,使二維和三維達成一體化,使學生深刻理解二維零件圖的同時,也掌握了三維零件立體的結構特點和建模方法,可謂一舉兩得。從某種意義上說,可以淡化兩門課程,而理解為“機械設計及制圖”一門課程,這才是整合的意義之所在。
參考文獻:
【關鍵詞】應用型人才 機械制圖 計算機繪圖 一體化教學
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2015)05B-0035-03
隨著高校教育結構優化改革的不斷深入,不少地方本科院校抓住機遇向應用技術類型高校轉型。為更好地服務國家、地方和產業發展,南寧學院及時制定了十年發展規劃(2013―2022),明確了應用技術大學的辦學定位,提出面向產業與社會發展基層,培養就業能稱職、創業有能力、深造有基礎、發展有后勁的高素質應用型技術人才的培養目標,以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案。基于應用型創新人才的培養要求,筆者結合機械制圖與計算機繪圖課程的特點在南寧學院2014級機械制造及自動化專業中進行“教、學、做”一體化教學改革,并取得了一定成效。
一、一體化教學改革的背景
《機械制圖與計算機繪圖》是本科院校機械類、近機械類專業必修的一門重要的技術基礎課,具有綜合性、工程性和實踐性等特點,它包含了傳統機械制圖與現代計算機繪圖軟件AutoCAD的內容,主要培養學生的工程思維能力、機件表達能力和現代化繪圖技術應用能力,為機械設計等后續課程的學習及發展自身的職業能力打下必要的基礎。
(一)課程教學現狀
1.課程設置。由于有的制圖教師不能勝任計算機繪圖教學,無法把機械制圖與計算機繪圖有機地結合起來,只能采用分開教學的模式,其中機械制圖約56課時,計算機繪圖約42課時。這樣雖然總課時多了,但對于機械專業來說,造成機械制圖教學時數少了,與課程任務重的矛盾就變得突出了,影響了教學效果和教學質量。教學的分開,導致教材選用不配套,不同的教師在教學內容上存在交叉重復的現象,教學效率不高。
2.教學手段。傳統的教學手段主要是“粉筆+黑板+模型掛圖”,慢節奏演示繪圖過程,已經遠不能適應制圖課的教學需要。近年來,在制圖課中已經廣泛使用多媒體課件動畫演示進行教學。作為現代化的教學手段,它具有直觀性、動態性、科學性等優點,對學生有較強的吸引力,可以幫助他們培養空間想象和空間思維能力。但信息量大,教學節奏快,容易造成消化不良。不少學生反映課堂上似乎聽懂的知識,真正到用的時候卻知之甚少。
3.教學組織。采用“填鴨式”教學,教師與學生缺乏互動交流。學生基本上是被動學習,模仿學習,創新能力不強。開展實踐教學沒有與工作實際對接,學生的動手能力差,缺乏實際應用能力,職業能力和專業能力不強。
(二)學情分析
本課程一般安排在大一第一學期,大多數學生空間概念和想象力較薄弱。未接觸過機械工廠和機械生產,缺少機械零件、部件的知識。機械制圖既有理論,又有實踐,與中小學課程及其學習方法不同,學生對學習方法有一個適應和掌握的過程。
學生剛入學時,仍然還保持著高中學習習慣,對新環境,新知識充滿好奇和學習熱情,對學習機械制圖的態度是端正的,隨著學習內容難度的增加,部分學生會產生畏難情緒,個別學生甚至喪失學習信心與興趣。
二、一體化教學改革的思路
隨著計算機輔助設計(CAD)技術的高速發展,手工繪圖將逐漸被計算機繪圖取代。企業生產基層要求學生具有較強的讀圖能力、計算機繪圖能力和草圖繪制能力。根據企業對人才的要求,結合學校的人才培養目標及學生的實際情況,突出“應用”為主旨和特征,構建以“教、學、做”一體化為核心理念的課程和教學內容體系,實現五個轉變,即教師由“主體”向“主導”轉變,學生由“被動模仿型學習”向“主動創新性學習”轉變,教學手段由“粉筆+黑板+模型掛圖”向“多媒體、網絡化、信息化”轉變,教學組織形式由“固定教室、集體授課”向“專業教室、小組合作”轉變,教學方法由“理論性、封閉性、單一性”向“實踐性、開放性、系統性”轉變。培養具有基礎理論知識適度、技術應用能力強、知識面較寬、素質高的機械工程技術應用型人才。
三、一體化教學改革的實施
(一)調整課程設置,優化課程內容
將《機械制圖與計算機繪圖》課程的教學時數由原來的98課時減少為80課時,增加了為期一周的集中性實踐環節,提高教學效率和有效性。
為了滿足后續課程和職業發展對識圖與繪圖能力的要求,我們將課程主要內容劃分為制圖基礎知識和機械制圖兩大模塊。制圖基礎知識模塊包括:制圖基本知識與技能、投影作圖理論及方法、機件表達方法、常用機件及結構要素的表示法四個單元,主要培養制圖基礎技能。機械制圖模塊包括零件圖的識讀與繪制、裝配圖的識讀與繪制兩個單元,主要培養識讀和繪制機械圖樣的能力。
加強機械制圖與計算機繪圖的有機融合。在教學初期,主要學習制圖基本知識與技能,幫助學生建立手工繪圖與計算機繪圖的對應關系,強化制圖標準的意識,養成良好的作圖習慣。此階段以手工繪圖為主,初步學習和熟悉AutoCAD基礎知識和簡單應用。在教學中期,為了使學生有更多的時間去理解制圖的投影理論和制圖的國家標準,提高讀圖、識圖能力,因此,進一步加強培養學生的計算機繪圖技能,弱化手工繪圖,提高計算機繪圖速度,掌握繪圖技巧。在教學后期,進一步提高學生的計算機繪圖能力,要求學生能夠熟練應用AutoCAD軟件繪制零件圖和裝配圖,以達到企業對人才的需求。
(二)教――改進教學方法,改善教學手段
在具體實施教學過程中,采用項目導向、任務驅動的教學模式,強調在做中學,做中教。要求學生在完成單元教學任務的前提下,進一步完成更復雜的學習任務。通過一系列的教學任務使能力目標、知識目標、素質目標得以實現。比如學習機械圖樣的識讀與繪制等程序性知識時,主要采用案例教學法,而對投影作圖等制圖知識與技能的學習,主要采用講練結合教學法。針對不同的內容采用不同的教學方法,讓學生更好更快地掌握知識,增加學生學習制圖課的信心。
機械制圖主要是培養學生的空間思維能力,所以教學離不開模型和實物。但是實物和模型數量有限,有的還不一定和教材配套,有的占用空間大,有的容易損壞,這都給教學增加了難度。我們可以充分利用AutoCAD強大的二維繪圖功能和三維造型功能開展教學活動,下面舉例說明。
1.利用AutoCAD指導學生完成練習。在教學中靈活應用AutoCAD的繪圖與編輯命令,提高講課效率,增加課堂信息量。比如,由兩視圖補畫第三視圖,教師首先用CAD將a圖畫好,然后用多媒體投影儀和AutoCAD縮放功能將題目全屏顯示在幕布上,教師與學生一起分析。使用旋轉命令將俯視圖逆時針旋轉90?(如圖b),幫助學生理解“寬相等”。根據形體分析法,利用投影關系,補畫左視圖(如圖c)。
圖a
圖b
圖c
2.利用AutoCAD制作仿真教具。可以應用AutoCAD將教材、習題集中的平面圖繪制成三維仿真模型,把繪好的圖的編號保存在模型庫中,供學習時使用。比如講解截交線、相貫線、組合體、剖視圖等內容時,可從模型庫中隨時調用,然后利用CAD的三維剖切和動態觀察的功能,全方位地展示仿真模型,引導學生觀察分析。這樣不僅激發了學生的學習興趣,擴大了知識面,而且提高了學生對制圖基本理論和基本技能的理解和應用。如運用三維仿真模型講解剖視圖形成及畫法,其模型圖如下所示:
立體完整模型
全剖模型
3.利用AutoCAD講解裝配圖
利用AutoCAD圖塊及屬性的功能,將螺釘、螺母、齒輪、軸承等常用零件定義成塊,在講解裝配圖的裝配關系及畫法時,逐一插入圖塊,幫助學生看清整個裝配過程,理解零件之間的裝配關系。通過師生互動交流,引導思維,降低學習難度,使復雜抽象的問題變得簡單易懂。
(三)學――授之以魚不如授之以漁
在單元任務的學習與完成過程中,有意識地培養學生自主學習能力,注重與他人的溝通協作。對制圖國家標準的有關規定等陳述性知識的獲得,主要采用自學輔導教學法。而對完成具體任務的問題解決策略的獲得,主要采用分組討論教學法。通過學法指導,使學生很快掌握制圖課程的學習方法,鍛煉了獨立思考,解決問題的能力。
(四)做――實踐與實際對接,提升應用能力
實際生產中,我們在進行新產品設計、機器設備維修時,均需要繪制草圖。在教學過程中,我們以測繪齒輪油泵作為貫穿項目的內容,培養學生(下轉第39頁)(上接第36頁)的草繪能力。如,根據齒輪油泵的構成,將該項目分為零件測繪和裝配體測繪兩大任務。零件測繪包括墊片、壓蓋、六角螺塞、壓蓋螺母、齒輪軸、帶輪、泵蓋、泵體的測繪,分別安排在相應教學單元能力檢測環節中。學生以小組為單位自主完成,根據實際情況安排課堂討論。
四、一體化教學改革的效果
1.激發了學生的學習興趣,提高學習的主動性。經過半個學期的教學實施,學生的學習積極性顯著提高,學生到課率100%,不少學生能當堂掌握學習內容,取得較好的教學效果。
2.提高課堂教學效率,與企業生產要求相吻合。以任務為驅動,理論加實訓,實行一體化教學。手工繪圖與計算機繪圖的結合教學,一方面可以相輔相成,幫助學生深刻理解基本投影理論和基本繪圖方法,提高了教學效率和教學質量;另一方面,充分利用AutoCAD三維實體建模功能,拓展了學生的知識面,使學生在課時較少的情況下強化了讀圖和計算機繪圖能力,培養出企業所需的人才。
3.激活課堂教學,降低了教學成本。利用AutoCAD三維實體建模功能,配以實物模型、ppt動畫演示等教學手段,不僅活躍了課堂氣氛,加強了師生的交流,培養學生空間思維和形體構型能力,而且解決了實物模型與教材內容不配套的問題,降低教學成本。
五、結束語
機械制圖與計算機繪圖一體化教學的實施不僅可以提高教學的有效性,還能促使教師不斷學習新知識、新技術,提高教師的理論教學水平和實踐教學能力,培養出更多更好的可持續發展的高技能人才,滿足社會需求。
【參考文獻】
[1]王巧敏.淺談高職《機械制圖》教學的培養方向――應用能力的培養[J].職業,2010(02)
關鍵詞:機械制圖;圖板作業;技工教育
筆者于1992年畢業于華南理工大學化工機械系,畢業后在汕頭海洋第一聚樹脂有限公司工作,在設備部從事機械管理和設計工作,主要負責生產線的改造和進口設備國產化。2009年由學校公招到廣東省粵東高級技工學院機械系從事理論課教學工作,不論是在企業從事機械設備維修、設計、改造,還是在學校《機械制圖》和《機械設計基礎》的教學活動中,都深深體會到讀圖識圖對技工養成的重要性。所以筆者在《機械制圖》的教學中,從第一章制圖的基本技能開始,每位學生都配備一個A2圖板、丁字尺、三角板等制圖工具,基本上每節課都有30分鐘的圖板作業。在這個教學活動中,發現對技工類人才的養成有以下幾點好處。
一、掌握基本的制圖知識
在課堂教學中,發現快畢業的學生連制圖鉛筆都不會削的比比皆是。這個證明他們在《機械制圖》的學習中,圖板作業的時間嚴重不足,那么這些制圖的基本知識在第一章制圖的基本知識與技能里面都有,剛入學的同學接觸到圖板、丁字尺、三角板等制圖工具都很有興趣,對老師講的如何削鉛筆,如何區分HB/2B的制圖鉛筆和課本的粗細實線的畫法和表達意義一下子有了感性的認識,而在A2圖板上固定一張A3圖紙讓學生對圖紙的大小有了感性的認識。丁字尺、三角板的使用讓學生有了基準和垂直的概念,圖板、圖紙和制圖工具的清潔讓學生養成整潔的工作習慣。學生一入學就進入一個專業學習的氛圍,學生查課本中表1-1完成了一個A3的零件圖框,并在里面按2∶1完成圖1-25和圖1-26。通過這個教學活動,學生基本掌握了制圖工具的使用。
二、提高學生的空間想象能力
空間想象能力是機械類學生必備的能力,不論是機械加工,還是維修、裝配,都離不開對空間想象能力的掌握。機械制圖是采用實體正投影法制圖的,從實體到投影圖,從投影圖到實體的轉換和識別能力十分關鍵。為提高學生這方面的能力,對基本體、相貫線的圖板作業能起到很好的作用,所以在第二章正投影作圖基礎和第三章立體表面交線的投影作圖的課堂教學中,采用模型教學,然后按課本中的圖形圖3-22和圖3-32按2∶1的比例進行圖板作業。學生由模型到投影圖形到圖板作業,形成了一個良好的反射循環。由于是親自動手畫出的圖形,對學生空間感的形成具有很好的輔助作用。
三、對尺寸大小的感性認識
一個專業技工人員目測零件尺寸是一項基本技能。不論是工具的選擇和原材料的尋找選擇,這項技能都是非常有用的。那么圖板作業對這項技能的養成有著不可或缺的作用。在圖板作業中,每一個尺寸都要用分規取用,精確到1mm,學生在這個過程中反復訓練,對尺寸的大小有了感性的認識,目測的能力在這個過程中會慢慢形成,而這個能力是CAD制圖無法培訓出來的。那么對剛剛接觸機械類知識的學生通過第五章組合體里面第三節組合體的尺寸標注能夠進行基本的培訓。課堂教學中,采用模型教學,然后按課本中的圖形圖5-13和圖5-17按2:1的比例進行圖板作業,學生不但掌握了尺寸的標注畫法,對尺寸的大小也有了非常感性的認識。
四、提高學生的識圖和制圖能力
第六章機械圖樣的基本表示法是《機械制圖》的難點章節。不論是剖視圖、斷面圖、局部放大圖,還是如何選用、表達和識別,都是學生要解決的問題,特別是剖視圖,學生對全剖視圖、半剖視圖和局部視圖能夠基本上掌握,但是對階梯剖、相交剖和旋轉剖往往不論是選用還是識別都存在很多的問題,其根本原因就是技工學生不論是初中生或者是高中生,幾乎沒有接觸過機械零件,特別是殼體類零件。所以這些視圖的識讀和選用只有通過模型教學,然后進行圖板作業才能夠讓學生基本掌握視圖的表達方式。選用的是圖6-20、圖6-22、圖6-25這些既有模型而且比較簡單的圖樣進行圖板作業。要求學生先做簡單的測量,然后選用合適的比例制圖。這個不論對機加工類還是修配類的技工學生都是良好的專業養成。
五、掌握查表制圖、依圖查表的能力
在實際的生產活動中,技工接到任務后要對圖樣進行解讀,落實尺寸進行加工,而對一些破損的零件的測繪需要查表來復原,諸如螺距、鍵槽、齒輪模數、軸承位置的配合尺寸,尺寸公差和形位公差等重要數據。《機械制圖》第七章機械圖樣中的特殊表示法敘述了這些問題的解決方法。這些零件如果只是按課本的講解,對學生來說難度很大。因此,采用特型零件,按照查表方式用圖板作業制圖,配合實物講解能夠很好地解決這個教學問題。這里面還涉及機械設計的一些基本知識,能夠為以后的《機械設計基礎》的教學打下良好基礎。采用圖7-11繪制M20的螺柱連接圖樣,查表7-9、7-10、7-12;采用圖7-17繪制模數m=3,Z1=19/Z2=39的齒輪嚙合圖,查表7-15,采用圖7-24繪制軸徑鍵槽的畫法與尺寸標注,查表7-16。以上圖板作業可以大大提高學習學生對機械圖形和制造、設計的有機聯系和認識。這樣,學生對諸如螺栓旋合的螺紋長度和要求,鍵槽配合為什么要在鍵上方留有空位等實際問題都會有切實的體會。
六、具備初步的零件測繪能力
對一個合格的技工,識讀零件圖以指導自己的工作是一項重要的技能,而圖樣里面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度往往是識別的難點。那么在第八章零件圖的教學中,采用實物同課本教學的圖例配合,對實物做測繪,與此同時講解尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的意義和選用就能夠比較形象地解決這個教學難點。采用模型,讓學生用游標尺和牙尺測繪圖8-52閥蓋,查表8-4、8-8、8-9、8-10對圖樣進行解讀。學生在自己測繪了零件圖之后對尺寸公差、形位公差和表面粗糙度這些技術要求不再混淆,有了進一步自習的能力。
七、小結
關鍵詞:機械制圖;空間想象力;培養
《機械制圖》是一門專業基礎課,也可以說是一門專業課,因為圖樣不僅是工程技術人員構思、構形和技術要求的具體表達,也是工程技術人員之間以及工程技術人員與生產者交流的技術語言,所以《機械制圖》這門課掌握的好壞直接影響其它專業課的學習和學生畢業后能否勝任本專業的工作。對我們職業學校來講,主要培養的是第一線操作型人才,我認為對制圖的落腳點應在綜合“識圖”能力上,而識圖的關鍵就是要有較強的空間想象力。那么怎樣通過制圖課來培養學生的空間想象力呢?我認為主要從以下三個方面來培養:
一、化難為易,循序漸進,夯實制圖基礎知識
人們對問題的認識都有一個從簡單到復雜,由特殊到一般的過程。制圖課的教學也要遵循由淺入深的原則。一方面應從內容整體結構上做到循序漸進,逐步深入地進行施教;另一方面在每一問題的講解中也應從簡單入手,步步深入地培養提高學生的空間想象力。
《機械制圖》這門課程的基本理論是正投影理論。任何空間幾何體都是有點、線、面等幾何元素構成的。因此,空間幾何體投影可轉化為點、線、面的投影。為此,教學時應在明確正投影基本知識的基礎上,由淺入深,先從空間點的投影講起,通過反復舉例練習,讓學生先建立起空間點的概念,再講空間直線及平面的投影,最后過渡到基本幾何體的三視圖的學習。其中講點的投影時,可先講點在投影面上的特殊點的投影,再講一般位置空間點的投影。講直線的投影時,可先特殊位置直線的投影,再講一般位置直線的投影。同樣,講平面投影時,也先講特殊位置平面的投影,再講一般位置平面的投影。基本幾何體的投影是重點講授的。可先講基本幾何體的三視圖,再講基本幾何體上特殊位置點的投影,最后到基本幾何體上一般位置點的投影,并且還應增加設置基本幾何體的各種截切、挖切部分的投影,為以后講組合體打下堅實的基礎。這樣,通過對點、線、面、基本幾何體由特殊到一般的講解,實施由淺入深,由簡單到復雜地多看、多畫、多想的教學策略,就能使學生對空間形體與平面圖形的轉換有更加深入的認識,從而就逐步提高學生的空間想象力。
二、采用直觀教學,培養學生的空間想象力
采用直觀的教學方式,可使學生從簡單的觀察中去明白深刻的原理。直觀教學就是利用一些教具、實物、模型、掛圖、多媒體技術及制圖軟件來啟發學生思維的一種方法。感性認識是空間想象力形成和發展的基礎,課堂中通過對實物、模型的觀察、分析,使學生頭腦中建立空間的感性認識,形成空間形狀,進而再抽象為空間形體的平面圖形。在看圖時,由“圖”想到“體”,從而形成“一圖為一體”的概念。在練習由兩視圖補畫第三視圖,及補畫視圖缺線練習中,可讓學生根據已給視圖特征,自己利用橡皮泥或蘿卜,進行模型的切制,以增強直觀性,培養學生的動手能力和空間想象力。如此反復地進行空間形狀和平面圖形的相互轉換,學生在思維中儲存的立體信息多了,空間思維能力也隨之提高。
二、精選例題習題、強化練習,培養和鍛煉學生的空間想象力
為使學生建立較強的空間概念,在教學中應注意精選例題、一題多解、舉一反三,以開拓學生的思維,培養其創新學習能力。因為我們在直觀教學中所用的實物、模型是有限的,因此有條件的話,可買一些帶立體圖的機械圖例練習冊,以幫助學生練習、驗證所想的物體形狀是否正確。在講組合視圖時,可以根據具體情況,在不違背主視圖選擇原則的前提下,從幾個方面選擇主視方向,畫出同一物體的三視圖,使學生從表面看起來相差甚遠的三視圖表達的卻是同一物體的過程中得到啟示、思考、培養其空間想象力。或是從相同的主俯視圖想象出多個物體的形狀;或是從相同的主左視圖想象出多個物體的形狀。經過這樣一題多變、一題多解的訓練,可以開闊學生的思維,強化鍛煉學生的空間想象力。
總之,空間想象力的培養不是一朝一夕的事,這需要教師在教學過程中精心準備教學內容的同時,恰當選擇提高空間想象力的教學方法和手段,而學生應在理解掌握正投影理論知識的基礎上多看、多畫、多想、多練,在頭腦中樹立起組合體的空間形狀,逐步增強自己的空間想象力。
參考文獻:
[1]《機械制圖》(第四版)大連理工大學工程畫教研室 編.高等教育出版社
[2]王幼龍 主編.《機械制圖》全國中等職業學校機械專業教材編寫組 編.高等教育出版社