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【關鍵詞】機械制圖 教學 改革
機械制圖課是跨機械大類專業的學生必須掌握的基本知識和基本技能,也是數控專業技術課的核心課程,進一步說,機械制圖課程是直接關系到數控專業學生能否學好其他科目的關鍵性課程。
機械制圖課注重基礎理論與動手操作課內容的銜接,也注重理論與實踐結合,其目的就是為了培養高素質、實用型的數控專業技術人才。既然如此,我們應該來實施機械制圖課的教學改革呢?筆者認為可以從以下幾點來考慮:
一、樹立以學生為本的創新教學觀念
確立學生為主體是機械制圖課教學的內在要求,也是現代教學的顯著特征。機械制圖課教學要以培養學生高尚的職業情操、豐富的科學文化知識、良好的身體和心理素質、以及具備較強的實踐和動手能力作為為宗旨。機械制圖課教學活動的靈魂就是尊重學生主體,激發學生主體意識和主體精神,促進學生生動活潑地成長,這是一種讓學生個性發展與社會發展相一致的教育模式。它能夠大面積地培養出具有能動性、自主性、創造性,同時能夠適應社會主義現代化建設需要的合格人才。在機械制圖課教學中,教師要充分調動學生學習的主動性,讓學生主動學習、主動參與、主動獲取知識、主動提高自我能力,這是全面推行教學創新的客觀要求,也是培養和提高學生能力和綜合素質的體現,因此教師在教學過程中要始終如一地貫徹這一主體性原則。
二、創設情境,增強學生的參與教學意識
教學成效往往取決于能否體現學生的認知過程,充分發揮其主觀能動性,變被動為主動,讓學生在多種多樣的活動中、在參與中接受知識。例如可以用多媒體技術教學方式來教導學生,運用多媒體技術在課堂中進行情境設置,將理性的教學內容運用音樂、圖畫、視頻以感觀性的方式直觀地反映出來。使抽象的書本知識化為一個個具體、熟悉的景象;使枯燥呆板的文字符號變為生動的豐富形象;從而使學生置身于可知可感的環境中觀察、體驗,直接地感受內涵于情境中的思想與情感。同時,使學生在思索與分析的過程中加深了對教材的理解,有利于促進學生的思維水平的發展。
三、教學中教師中要努力營造學習數控專業的興趣氛圍,誘發學生自學的興趣
著名教育家夸美紐斯曾說過:“興趣是創造歡樂和文明的教育環境的主要捷徑之一。”作為機械制圖課的教師要在教學中努力營造學習制圖課的興趣氛圍,誘發學生自學的興趣,培養學習機械制圖課知識的積極性。
學生在興趣盎然的狀態下學習,觀察力敏銳、記憶力增強、想象力豐富,會興致勃勃地去學習,表現出個性的積極性和創造性。但在職校學習中受很多因素的影響,大部分中職生學生主觀能動性不夠、學習不努力,存在應付心態,為此,要多次深入探討,想方設法在教學中增加新的內容,通過多種教學活動讓學生產生興趣,給學生開展小專題,倡導啟發性課堂教學、發現式教學,使教學變成“授人以漁”的過程。運用肢體語言讓學生在想象中馳騁,在活潑的氛圍中完成學習,提高學生的學習熱情和興趣,提高學生的記憶能力。運用肢體語言教學,不僅可以活躍課堂氣氛、調動學生的積極性,還可最大程度地提高學生的形象思維能力。而提高學生的形象思維能力,同時也就提高了學生的記憶能力。對學生要熱心、耐心,同時要愛護他們的自尊心,激勵他們的上進心。
教師應端正教育思想,不能偏愛優生而忽視甚至歧視差生。要用全面的、發展的眼光看待學生,既要看到學生的優點也要看到學生的缺點,切忌一味指責。用愛心去關心他們,幫助他們,樹立學習的自信心。其次使用激勵教育方法,要努力去尋找、發現每位學生身上的閃光點,多表揚、少批評,多肯定、少否定。讓他們相信“天生我才必有用”。每位學生都有自己的閃光點,常為自己的優點不被人知而感到委屈。
四、教學中不斷改進教學方法,調整課堂教學結構,充分發揮學生的主觀能動性,增強創新意識
良好的教學方法也是吸引學生提高對你所教學科的學習興趣的一種行之有效的手段之一。五六十年代推行蘇聯的滿堂灌和填鴨式的教法,學生在課堂上味同嚼蠟,嚴重地制約了中職生的學習積極性,禁錮了學生的思維。我從教以來多數采用啟發式、議論式的教學方法進行機械制圖課的教學,從而使我所教數控班學生的學習效果收到了事半功倍的效果。
精講多練是提高機械制圖課教學效率的關鍵。一節課只有45分鐘,要在這特定的時間內讓學生掌握更多的知識,大幅度地提高分析問題、解決問題的能力,唯一的辦法就是要求教師精講多練。所謂“精講”,是指教師把所講內容中的精華化成自己精練的語言為學生講授,其他的部分則留給學生自己解決。所謂“多練”,并不是指給學生加大作業量,搞題海戰術,而是指教師盡可能地創造機會讓學生在課堂上多想、多說、多做,為學生能力和多方面發展開辟廣闊的天地。例如,三視圖、部視圖、半部圖及基本視圖等的畫法,一般先讓學生通過自身的觀察和親自體驗一下,對照出某些工件覺得用什么圖比例最好,從而教師在加強講解自己的思路,然后讓學生發散性思維是不是還有更好的方法。
關鍵詞 圖學教育 改革 現代制造技術
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.064
Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical
Drawing of Digital Manufacturing Technology
SUN Baofu, ZHONG Zhixian
(College of Mechanical and Control Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004)
Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology, graphics education in teaching content, teaching method and teaching means also faces the reform, to adapt to the development needs. In this paper, the present situation, reform ideas and reform measures are studied, and the detailed reform steps are formulated.
Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology
0 引言
隨著現代工業的飛速發展,產品更新速度的加快,新型的制造技術在我國的應用越來越廣泛,其中,數字化的制造技術已成為其典型代表。所謂數字化制造技術是指:在數字化技術和制造技術融合的背景下,并在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下,根據用戶的需求,迅速收集資源信息,對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組,實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造,進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。發達國家以及我國大部分大中型企業已經實現了數字化的制造技術,它包括了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工程分析(CAE)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、產品數據管理(PDM)等內容。①而其中,產品的數字模型作為貫穿所有制造過程的一條主線,其表現形式、包含內容、建立方法、信息含量等尤為重要。在傳統制造中,二維的工程圖樣承擔了制造過程中的所有信息。然而,隨著計算機技術和信息技術的飛速發展,以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮,傳統的信息載體已越來越不適應現代制造技術的發展水平,改革勢在必行。
1 改革思路
在傳統的機械制圖教學體系中,產品裝配圖和零件圖的閱讀與繪制是制圖教學的最終落腳點。產品的裝配工藝離不開裝配圖中的裝配與配合尺寸、明細欄、裝配要求等相關內容,而零件的制造的工藝信息則存在于零件圖中的尺寸標注、技術要求之中。然而,無論是哪一種圖樣,對零件的形狀、結構以及組成的表達都是讀圖與繪圖的基礎,所以,對工程圖樣表達方法的學習仍然是制圖教學的重中之重。而對圖樣表達方法的掌握是以畫法幾何內容的學習為基礎的,它是利用投影的基本知識,實現了三維實體與二維圖樣的相互轉換。然而,由于畫法幾何部分內容的抽象性,造成了學生學習制圖的枯燥與乏味,嚴重影響了學習的效果。
為適應現代制造技術的發展,機械制圖的教學則需從以下幾個方面進行相應的改革:(1)機械制圖建模方式的轉化。基于數字化制造技術之上的工程信息的載體已經從傳統的二維模型向三維模型轉化,依照三維建模設計的思想,根據實體的構成原理與構成方法,進行三維實體建模。這一建模理念忽略了點、線、面在制圖中的基礎作用,減少了教學內容,同時也培養了學生現代設計思想和設計方法。所以,從工程圖學的教學內容來看,三維建模應貫穿教學全過程;(2)機械制圖與計算機技術的融合。計算機技術在現代制造技術的地位和作用是無以替代的,作為基礎課程的機械制圖,自然也是無法割舍的。許多年來,眾多的專家學者在二者的結合內容、形式、方法、途徑等方面進行研究與實踐,但大部分都歸結于二者內容比例問題、時間前后問題。因為是傳統的二維工程圖樣的教學,所以所用的教學軟件基本都是AutoCAD,從而不能適應三維建模的需求。現代制造技術下的機械制圖,其三維建模軟件得到了根本性的改變,往往是運用一些大型的、集成的軟件,例如UG、Pro/e、Solidworks等。選擇什么樣的軟、硬件,如何實現與理論教學進行合理有效融合將是我們面臨的另一選擇;(3)機械制圖與相關專業知識的整合。利用集成軟件進行建模的過程實際上就是一個對零件設計、分析、檢驗的工程,所以這門課程的名稱也應該稱之計算機輔助設計與繪圖(CADD),它不僅需要計算機技術的支持,同時也要求建模者具備充分的專業知識和專業技能。②怎樣實現這一教學內容的整合,又如何恰當把握教學時機的安排是教學改革的重要課題。
上述的三項內容是相互關聯、彼此依存的,而建模方式的轉變是一條主線貫穿其中,對此,大連理工大學、清華大學以及北京航空航天大學均有研究,然而對與專業課程的整合雖有專家提出,卻沒有實際的研究成果,更沒有符合這一教改思想的教材或教學內容大綱,這在全國尚屬首創。
2 改革實踐
在獲得廣西教育廳教改工程項目立項支持之后,我們在實際的教學中專門拿出了一個實驗班,自己編制教材,進行了相關的課程改革試驗。在教學過程中,取消了點、線、面的投影,截交線、相貫線的投影等原來較為繁瑣且較抽象的內容,但保留了投影的基本知識,使得學生清楚二維工程圖樣的由來。三維建模則采用Solidworks軟件,從棱柱、棱錐、圓柱、圓錐等基本形體的建模開始,完成基本形體的切割、基本形體的疊加等組合體的建模過程,然后將三維實體模型進行二維轉換,直接形成二維工程圖,從而加深對工程圖的理解。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后,對工程圖樣的表達方法、標準件常用件的表達方式、零件圖、裝配圖等章節的學習依然不能缺少。他們是機械制圖學習的落腳點,也應該是學習的重點。這便又從三維回到了二維,所以,投影知識的學習是必不可少的。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后,通過對相關課程內容的整合,它不僅是機械制圖這一門課程的任務,還關聯到相關的專業及專業基礎課程,涉及的面廣,改革的難度較大。通過與計算機技術的融合,從而實現建模方式的轉變,是我們研究的重點。符合這一教改思想的教材的編寫、教學方式方法的轉變、教學內容與范圍的確定是這一課題研究的關鍵問題。它需要集中一定的人力、物力,對相關院校及企業進行走訪與調研,并且還要申請相關軟件公司的支持與協助才能夠得以順利實施這一課題的研究。
3 實施方案(圖1)
4 結語
機械制圖是機械、機電專業或近機類專業必修的一門專業基礎課程,但因其對學生的空間思維能力以及空間想象能力要求較高,所以,學生的學習的困難程度較大。改革之后課程從其建模方式將以三維建模為主,從而降低了課程的抽象性,同時也提高了學生對相關軟件的熟悉程度及學習熱情。
教改項目:廣西高等教育教學改革工程項目,桂教高教【2013】28
注釋
在各大高職院校的機械類專業,機械制圖作為機械類專業極其重要的一門課程,主要培養學生繪制、閱讀機械圖樣的專業能力,是學生的必修課程之一。機械制圖使用的工具主要是以下三種:圓規、直尺和鉛筆。利用這些工具,就能書寫工程師的語言――工程圖。工程圖的描繪是所有工程設計當中非常重要的一個環節,利用二維圖像的描繪,將已經設計好的三維立體工程模塊進行準確的描述。
隨著計算機的普及應用,計算機輔助設計(CAD)開始大放異彩,在幾乎是所有的制造領域,都發揮著重要的作用。在工程設計愈發復雜的今天,繪制工程圖已成為一項復雜、繁瑣且需要足夠耐心的工作,人工方式已經很難滿足商業需求。所以,在繪制工程圖時,利用軟件中豐富的工具,可以完成人工無法完成的部分,提高工程師制圖的質量和效率。因此,實際教學中,將機械CAD教學與機械制圖有機的結合順理成章,是順應時代的發展潮流和社會發展趨勢的明智之舉。
2 機械CAD和機械制圖的關系
2.1 機械制圖是基礎支撐 雖然機械CAD在機械設計中具有人工無法媲美的強大功能,但是,究其本質,只是一款輔助設計軟件。如果沒有機械制圖的基礎知識提供支撐,缺乏機械制圖所必須的基本素質,僅想利用計算機軟件就完成一份優秀的設計圖樣,是不可能的,計算機還沒有達到能替代人工思維的水平。所以,機械制圖的學習是基礎,只有在機械制圖的課程中,借手工制圖培養好學生扎實的制圖知識,完全理解機械制圖中所包含的原理和方法,才有可能利用計算機輔助工具,完成一份優秀的設計。
2.2 機械CAD是提高設計質量和效率的有力保障 作為一款通用圖形軟件,將原來的手工方式,轉變為計算機方式,制圖效率提高了10-20倍。在機械制圖傳統教學中,大量的寶貴時間被浪費在手工制圖的過程中,必然會造成理論分析的缺失,就有可能導致學生難以理解機械制圖當中所包含的原理和方法,繪制圖像僅僅是照貓畫虎。引入機械CAD制圖,將原本需要制圖的大量時間縮短,為老師進行理論分析和學生理解制圖所包含的原理方法提供了時間保證。
3 實現機械CAD教學和機械制圖一體化教學的重要性
機械制圖作為機械專業非常重要的基礎課程,在以往的機械制圖課程中,制圖原理、制圖技巧往往是學生學習的重點和難點,要想熟練掌握機械制圖,必須要花費大量的時間去練習。但是,隨著課改的推進,機械制圖課程的課時被明顯壓縮,學生應該掌握的知識、要熟練的技能等要求,并沒有下降,反而有所提升。在這樣的環境下,如何在有限的時間內,讓學生完全掌握需要熟練應用的知識,非常重要。將機械CAD教學和機械制圖結合后,很好的解決了學生學習時間短和需要大量時間練習的矛盾,避免了因需要大量時間練習制圖而失去學習興趣,明顯提高制圖效率。
4 實現機械CAD教學和機械制圖的一體化教學的對策
4.1 教學內容的結合 在過去的課程教學安排中,機械CAD教學和機械制圖是作為兩門課程,分別進行教授。機械制圖作為培養學生識圖、制圖能力的課程,對學生的空間想象能力有著較高要求,僅僅依靠老師在課堂中講述,缺乏形象生動的演示,難以調動學生學習的積極性。在機械CAD的教學中,又缺乏針對性,雖然學生能完成軟件功能的操作,但是卻無法利用軟件完成機械制圖工作。所以,在教學內容上,將機械CAD教學引入機械制圖當中來,把CAD當做機械制圖內容中的工具來講解。這樣不僅節省了機械制圖的教學時間,也給機械CAD的教學樹立了目標。
4.2 課程安排的結合 在課程安排上,要將傳統的機械制圖課程,安排在機房,以保證機械CAD的教學環境得到滿足。用電腦的顯示屏、鼠標和鍵盤,來代替學生手中的圓規、直尺和筆。對兩門課程,結合起來共同教授,彼此為依托,以機械制圖為主線,以CAD教學為輔助,讓學生在理解機械制圖的基礎上,充分使用計算機軟件,不僅可以完成機械制圖的任務,在這個過程中,也熟練的掌握了CAD軟件的使用。把傳統的機械制圖課時和機械CAD教學課時融合,共同延長機械制圖和機械CAD的學習時間,兩門課程學習相互穿插、輔助,兩門課程課時相加,可達到1+1>2的效果。
4.3 在實踐中學習 學習掌握的知識,只有在實踐過程中,才能得到真正的理解和升華。學校可以安排學生進入企業,或者把企業的訴求帶入課程實踐中,讓學生用掌握的制圖知識和CAD工具,完成企業任務。這樣帶入的實際案例,不僅使學生深刻感知企業的人才需求,更能幫助學生理解和升華機械制圖和機械CAD制圖的知識。
關鍵詞:機械制圖;AutoCAD;教學;結合
一、在機械制圖的教學中要用最現代直觀的教學手段,調動學生的積極性
機械制造業是我國GDP的主力軍,機械專業是國家職業教育的重點建設專業。《機械制圖》對中職在校生的專業學習,培養合格的現代化人才有著極其重要的作用和意義。
隨著計算機的發展CAD在制圖方面有著極其重要的作用。它具有高效率、高質量、直觀性強等特點。給學生帶來耳目一新的感覺,對提高學生的學習興趣和自信心有著積極的作用。把機械制圖與CAD有機的結合是一種新的教學趨勢。
二、傳統機械制圖和AutoCAD的教學現狀
很多學校都開設有機械制圖和CAD課程,但都是分開進行教學的。這樣CAD軟件的優點往往不能與機械制圖的教學很好的結合起來。在機械制圖的教學中,學生的三維空間想象能力不足,模糊不清。在CAD的教學過程中,多數學生存在制圖理論薄弱,使CAD的教學難以推進。所以,應把機械制圖與CAD軟件有機結合起來,相輔相成,這樣才會有事半功倍的效果。
三、傳統機械制圖與現代CAD有機結合的教學模式
(1)合理調整學科體系
將機械制圖與CAD有機的結合,有利于教學計劃的整體優化。保留正投影的基本理論和組合體的表達方式,適當精簡幾何作圖的內容,增強學生徒手作圖的能力。調整教學內容和次序,軸測圖適當分散到各章節中,機械圖樣切合現代新技術;將兩門課程有機的結合起來。總之,讓學生掌握傳統機械制圖的精華,同時掌握針對性的新知識,保持旺盛的求知欲及學習興趣,更好發揮本學科的社會功能,為今后創造性設計打下基礎。
(2)采用分段模塊教學
將機械制圖和CAD經過概述及探索后,結合機械制圖學科體系,把CAD課程分為三大模塊,穿插在機械制圖中,從二維平面圖形到三視圖到實際的機械圖樣,一步步的完成,在每一模塊中,安排一定的CAD繪圖編輯命令,并根據這些命令選擇相應的案例。具體安排如下:
第一模塊為二維平面圖的繪制,要求掌握直線、圓、圓弧、橢圓、正多邊形等,同時學會使用刪除、復制、剪切等基本編輯命令,并初步了解繪圖輔助工具,穿插簡單的對象捕捉方法。當然每個模塊還可以分成更具體,更靈活的小模塊,每個模塊都有相對獨立性和可連接性,每個模塊都有明確的目標,相對獨立的內容和確定的考核標準。須注意的是,模塊式教學應精選教學案例,每一案例要包含一定量的命令,多個案例相互銜接,以保證對模塊所有命令能進行反復演示機操作練習,讓學生得到充分的訓練。
第二模塊為投影作圖階段,講解圖層的設置及作用,增加構造線及多段線命令,更多的使用復制和鏡像等編輯命令,合理操作圖案填充及夾點快速編輯。投影作圖部分是機械制圖的一大難點之一,這部分是學生由二維平面作圖思維轉向三維空間作圖思維的關鍵,是建立空間想象能力的關鍵階段。應適時通過CAD軟件教學來突破制圖中的難點,教師可以利用軸測圖和三維效果展示空間立體,運用模型空間與圖形空間的轉換,幫助學生完成由圖到物,由物到圖的過程,并更加清晰、深刻地掌握視圖的“三等”關系,充分發揮AutoCAD的工具效能,提高教學質量。
第三模塊為機械圖樣部分,以裝配圖的形式來加強學生學習文字的創建和編輯,掌握普遍的、常用的繪圖命令及編輯命令。并注重標注及標注樣式的修改。AutoCAD是現代化科學信息的產物,必須創造條件,帶領學生到多媒體教室及計算機機房等現代化實訓場所,特別是在計算機網絡機房,教師不用離開座位即可通過教師機向學生進行演示,同時也可以實時觀察學生的學習進度及效果。實現機前講課,邊講邊練,并隨時對每個學生進行單獨輔導與檢查,且每個學生所繪制的圖樣及過程都可以對其他學生進行演示、討論,即增加了讀圖容量,又提高了每個學生的自信心,活躍了學習氣氛。
四、教學目標要體現行業需要
機械制圖的學習要以行業需求為立足點,實踐實訓內容要與生產加工緊密結合。因此,可以從實際加工意引用一些圖紙,培養學生的識圖能力。同時還可以采用實際加工零件,要求學生自己測量,并手繪草圖,然后用CAD軟件規范繪圖,在此之中,部分掌握好的學生甚至可以直接用CAD繪圖,修改也容易,圖面美觀,出圖效果好,準確率大大提高。一般學生基本能測繪出臺虎鉗、三抓卡盤等機件的全部圖紙,部分掌握較好的學生能用數天時間就完成葉片泵或齒輪泵的整套圖紙。還有學生可以獨立設計一些生活常用小零件的圖紙,如耳機、u盤、手機殼等。實踐表明,學生的機械制圖能力有了明顯的提高,AutoCAD也成了學生喜愛的課程之一,為今后專業課程設計打下了堅實的基礎。
五、總結
關鍵詞:《機械制圖》 課程教學 實踐能力 教學方法
1 《機械制圖》課程概述
《機械制圖》是一門理論性與實踐性并重的機械專業課程,具有較強的抽象性與嚴密性,它以培養和提高學生的畫圖能力和思維能力為主要教學目標。在實際授課過程中,許多授課教師通過網絡教學手段展示了實際繪制過程,有效地提升了學生的識圖繪圖能力,彌補了傳統教學的不足。眾所周知,課堂教學是目前使用最為廣泛的教育教學手段之一,具有其獨特的優越性。而目前在《機械制圖》課堂教學中,授課教師從培養學生的識圖能力、空間想象能力以及思維能力出發,逐漸總結出了一套集教、學、做于一體的新型教學方法,其教學效果顯著,受到了教師的一致歡迎。
2 教、學、做三合一新型教學方法
本文以《機械制圖》專業課程教學為例,系統地闡釋和分析教、學、做三合一新型教學方法的基本流程和要求。
在教學環節,教師不僅要傳授課程理論知識,豐富學生的理論素養,引導其形成自己的理論框架,掌握一定的研究學習方法,還要積極調動其主觀能動性,不斷培養和提升其形象思維能力和邏輯思維能力。
教、學、做三合一新型教學方法主要包括以下三方面內容:
2.1 備課階段 教師在備課時,首先要弄清備課的目的和方向,以便有針對性地安排課程結構和內容做到有的放矢。其中,完善教案是教師在備課時的重點環節,是實現教學預期目標的重要保證。《機械制圖》因其本身固有的嚴密性與抽象性給課程教學帶來了很大的難度,學生們在課程學習時普遍感覺吃力,學習難度較大。因此,教師在備課時應以此為重點,合理安排教學內容,化繁為簡,化抽象為具體,以生動活潑的形式幫助學生掌握理論內容。對教師而言,教案是其整個課堂教學安排的重要依據,必須不斷補充和完善,在依照教學大綱要求的基礎上,將所有的教學內容都細化成一個個小的學習階段,并在每一階段設置一些相關的問題,以起到引發思考,提升教學效果的作用,具體來說可以分為以下幾個階段:①機械制圖概念。在這一階段,教師首先要引入機械制圖的基本定義和概念,并明確機械制圖的具體內容和分類方法。②機械制圖的繪圖準備。在學習繪圖時,教師必須引導學生逐步掌握各類視圖的基本投影方式以及其標注類型,以便為接下來的學習打下堅實基礎。③視圖的分類標準。在這一小階段的學習中,教師要充分調動學生的學習積極性和主動性,在保證看圖和繪圖便捷的基礎上,引入一些形狀各異、復雜程度參差不一的機件。④視圖選擇的依據。一般地,不同的機械條件下,所需的機械視圖種類也有一定的差異,教師要深入了解不同視圖位置配置的聯系和區別,引導學生掌握視圖選擇的方法。⑤各類視圖應用范圍。不同種類的視圖有其特定的應用范圍,教師要有重點、有針對性、有目的性地根據各類視圖應用范圍的不同,制定相應的學習計劃和方案,以提升教學質量。⑥繪圖方法和步驟。如何畫視圖是機械制圖學習的最終目的,也是教學大綱的根本要求。教師要充分利用各種教學資源,將教學內容有效整合,實現個性與共性的統一,積極提升教學效率。
2.2 課堂授課階段 在《機械制圖》的課堂授課中,授課教師利用分段教學的方法按照實際授課需要劃分授課階段,通過師生配合的方式,充分發揮了學生的主動性和創造性,大大增強了授課效果。
傳統的課堂教學模式過分強調教師的作用,而忽略了學生主體性的發揮,導致學生學習積極性較差,課堂氣氛不活躍,教學質量不高等問題的出現。因此,要想改變這一現狀,教師必須改變教學思路,充分發揮學生的學習主動性,引導其自主解決問題。高職學生與本科學生相比,其理論基礎薄弱,學習動力不足,空間想象能力和思維能力較差。但與此同時,高職學生的動手能力較強,學習潛力巨大。在課堂授課階段,教師要根據學生的這一特點合理安排教學內容,要保證教學內容的適度性和適量性,不可過多或過少。另外,教師還要注意技術歸納和總結,明確教學的重點、難點、易錯點,并安排一定的練習,加深理解,鞏固教學效果。
2.3 實踐動手階段 實踐動手階段是整個教學環節的最終階段,《機械制圖》的時間性要求學生必須通過實踐鍛煉的方式積極提升其專業素質,獨立完成教學內容。在此階段,教師積極運用電化教學手段,將一些較為抽象的課程內容通過幻燈片的形式展示出來,實現了動態和靜態的相互轉化。另外,教師還根據實際學習需要安排了一些教學實習活動,指導學生動手繪圖,并劃分學習小組,各小組成員相互學習,相互影響,互學互助,極大地調動了其學習主動性和創造性,推動了傳統教學向新型教學的轉變,取得了良好成效。
3 小結
總之,在《機械制圖》教學中,教師應采用靈活的教學方法和手段,將知識性和趣味性融為一體,增強教學的吸引力和感染力,充分調動學生的積極性和創造性,使學生不僅掌握最新知識,而且提高看圖、畫圖能力和空間想象力。
參考文獻:
[1]陳家棟.利用化學實驗培養學生的動手能力[J].教育教學論壇,2012(09).
[關鍵詞]卓越工程師 認知實習 管理模式
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)01-0082-03
“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是促進我國從工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,旨在培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類工程技術人才,對促進高等教育面向社會需求來培養人才,全面提高工程教育質量具有重要的示范和引導作用。[1]蘭州理工大學熱動專業(流控方向)在建設“熱能與動力工程”國家級特色專業和“液壓傳動與控制”甘肅省重點學科的實踐基礎上,于2012年開始進行卓越工程師培養計劃的探索與實踐。為進一步提高熱動專業(流控方向)卓越工程師計劃中學生的綜合能力,尤其是工程實踐能力,在學生先修“機械制圖”的基礎上,在進行專業基礎課程學習之前,開設專業認知實習和機械制圖基礎訓練(以下簡稱“認知實習”)教學環節,并在探索專業認知實習教學模式和實踐中,取得了一定的經驗和改進建議。
一、認知實習介紹
(一)學生的認知能力分析
參加認知實習的對象是剛入學一年的大學生,他們的年齡均在20歲左右。從教育心理學角度來講,大學生觀察認知具有以下特點[2]:
1.知覺能力達到成熟水平。大學生已經可以根據自己已有的知識和經驗,對所感知的實物和材料進行加工改組,并用概念的形式把他們標示出來,從而通過理解更深刻地感知材料,學習新知。
2.有明確的目的性。大學生總是從觀察的目的出發,根據觀察的事物,分析問題,得出結論。他們對迄今未知或未加闡明的事實,通過觀察獲得新知或發現問題;他們根據大量觀察到的新的事物,判斷和檢驗某一理論正確與否。
3.具有敏感性和系統性。大學生對周圍的事物,特別是對那些新事物、新知識,反應迅速,比較敏感,表現出強烈的求知欲和探索精神,善于接受新事物,發現新問題。同時,大學生能根據觀察的實物,計劃觀察的程序和步驟,預先估計觀察方式和方法。
4.具有相對的深刻性和穩定性。大學生在抽象邏輯思維的參與下,在反復悉心觀察的基礎上,能夠透過紛繁復雜的表面現象,洞察到事物的本質和規律,能夠把握事物之間的聯系和關系。在觀察過程中,他們能始終堅持追蹤的目標,不會輕易放棄觀察目標或停止觀察,表現出觀察的一貫性和穩定性。
基于對參加認知實習的大學生的觀察認知能力特點的把握,我們認為認知實習各個環節要具有明確的教學目的,盡可能地使用不同的教學載體和方法來呈現教學內容,誘導學生通過認知載體分析其本質和規律以達到認知的深刻性和穩定性。
(二)實習的目的
本次實習的根本目的在于通過對本專業概況的理論學習和以典型的液壓元件零部件為載體的實際測繪,培養學生的專業認知能力和扎實的機械制圖能力。
(三)實習的內容及計劃
實習分為專業認知實習和機械制圖訓練兩項內容,其中認知實習包括專業概述和元件認知兩大模塊。[3]專業概述以技術人員(指導教師)授課的方式向學生講解液壓專業基本情況。元件認知模塊結合理論介紹、圖紙認知和實物對照的方式進行講解。機械制圖訓練以學生實際動手拆析、觀察和測繪為主,以典型液壓元件為載體,讓學生測繪其零部件(若時間允許,可測繪裝配圖),在實踐中認知元件和訓練機械制圖能力。實習具體內容及計劃安排如下表:
表1 專業認知實習內容及計劃
(四)實習資源及條件
為做好專業認知實習,必須要有良好的教學資源和工程經驗豐富的教師隊伍。良好的教學資源包括教學文件和教學場所。認知實習應該有實綱、實習任務書、實習日志、實習報告以及思考題。其中實習任務書使學生明確實習的目的、內容和具體要求,而且提出實習安全條例,強化安全意識。實習任務書要在實習動員時及時發放給學生,要求學生隨身攜帶用作指導[4];思考題誘導學生在整個認知實習過程中主動思考。認知實習安排在我校流體工程訓練中心,本中心陳列有典型液壓元件實物,如齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、常規液壓閥、液壓馬達等可供學生動手拆裝,同時有典型液壓元件的結構原理掛圖,此外還有黑板和投影儀供教師講解課程用。
指導教師隊伍建設方面,由專業負責人擔任專業認知實習課程負責人。選派實習指導教師不但要熟悉專業培養計劃,掌握本專業較系統的專業知識和具備較豐富的理論教學經驗,還應具備較強的工程實踐能力和實習管理能力(最好有產學研合作經歷)。在每次實習開始前,指導教師團隊內要統一認識,在對專業認知實習的特點和要求進行研究的基礎上確定詳細的實施方案;在實習結束后,教師首先組織實習學生進行教學交流,讓學生對實習的各個環節進行評價以及提出自己的意見和建議,然后教師團隊及時召開總結會議,對學生在實習中取得的經驗和存在的不足進行全面的交流總結,使得實習的實施模式不斷加以改進。
二、認知實習的實施和管理
實習按照“集中式理論授課,導師制指導測繪”的方式實施,即在專業概述和元件認知環節中,各個教師發揮自己的專業特長,選擇自己的學術強項對全體學生進行專題理論授課(同時結合實物進行講解),比如液壓泵專題、液壓閥專題等。在理論教學結束之后,讓學生自己通過網絡或書籍查找一些相關專題的最新發展信息,激發學生的學習興趣、熱情以及自主學習的能力,比如在講授完“專業概況”后,讓學生查閱有關“遼寧號”、“蛟龍號”和“天宮一號”等應用液壓技術的重大國防科技項目,還讓學生了解最新的國內外科研動態,上網瀏覽浙江大學液壓傳動與控制國家重點實驗室和德國亞琛工大流體傳動中心的相關信息。
在機械制圖訓練環節,將學生分成幾個小組,每位教師指導3-5名學生,每組由學生和教師討論后選擇一種典型液壓元件作為本組測繪的對象,便于學生在測繪中相互協作和討論相關問題。對于零部件的測繪,鼓勵學生使用CAD或三維繪圖軟件繪制圖形,以典型液壓元件為載體訓練學生的機械制圖能力,同時達到專業認知的目的。此外,鼓勵學生在完成規定的制圖量后,自主測繪其他零部件圖或者裝配圖,讓有余力和時間的學生充分發揮認知學習潛力。
實習前,指導教師做好學生實習動員和安全教育工作,讓學生認真學習安全條例,強化安全意識,做好安全防護措施。學生在工程訓練過程中應服從指導教師的指導,嚴格遵守有關規章制度,全心投入項目訓練。要求學生做到:不遲到,不早退,記好訓練筆記,寫好項目訓練報告。
圖1 學生測繪零部件
三、經驗和改進措施
實習結束后,教師通過和學生的溝通交流,發現通過專業認知實習和機械制圖基礎訓練,學生對專業情況有了較好的感性認識和一定的理論了解。通過測繪典型液壓元件的零部件,學生的機械制圖能力和繪圖軟件的使用能力均得到較好的訓練,自主學習能力也得到提升。指導教師在指導的過程中,要求小組內的同學既要有分工,又要保持良好的合作,這些措施較好地增強了學生們的集體意識,也使學生們的團隊協作能力得到很大的提高。
經過本次認知實習的探索和實踐,我們也發現了一些存在的問題和需要改進的地方,在以后的教學中應進一步完善: 1.實習基地的元件實物應及時更新,測繪工具還需擴充。2.聯系相關的液壓元件生產廠家,讓學生去生產現場,認知專業和切實感受生產過程和以后可能的就業環境。3.若條件允許,增設虛擬認知實習,彌補訓練中心實物不全的現實問題。4.建議在實習結束后,組織學生進行較為正式的答辯和實習交流,在檢驗實習效果的同時征求學生對實習內容、計劃和實施方式等的建議和意見。
四、結束語
專業認知實習和機械制圖基礎訓練的開展可以為后續的專業課程學習打下良好的感性認識基礎;通過對專業概況的理論學習和以典型的液壓元件零部件為載體的測繪,可以培養學生的專業認知能力和較強的機械制圖能力,同時學生的自主學習能力和團隊協作能力也得到較大的提升。
致謝:本文得到蘭州理工大學教學項目的資助(JY2012019、JY2012017),在此表示感謝!
[ 注 釋 ]
[1] 教育部.關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見[Z].教高[2011]1號,2011.
[2] 伍新春.高等教育心理學[M].北京:高等教育出版社,1999.
關鍵詞:技工院校;機械制圖;項目驅動
一、項目驅動教學概述
機械制圖的教學內容和教學目標主要是圖樣畫法的基本原理、方法以及基礎知識的實際運用。該課程具有較強的實踐性,因此項目驅動教學法應用于該課程具有積極的效果。項目教學法是結合社會需求、具體工作需要、課程內容特征等因素,將學生作為教學中心,通過教師的指導并利用理論與實踐相結合的方法來完成教學過程與目標。任務驅動教學法最突出的特征是將教學內容通過任務的形式完成,使學生在完成任務的過程中學到知識,并能夠運用到實際工作中。
二、項目驅動教學在機械制圖中運用的作用及必要性
項目驅動教學在機械制圖教學中運用具有突出的作用。首先項目驅動教學法能夠提高學生的主觀能動性和學習的積極性,其次能夠培養學生的創新精神和團隊合作能力,再次能夠促進學生學習與應用的結合,進而提升教學質量和學習效率。此外,項目驅動教學法能夠以實踐的方式圍繞教學內容展開,并在教師科學的引導下完成學生理論到實踐的過渡。
三、項目驅動下機械制圖教學改革
1.教學內容與學時的調整
項目驅動教學有自身的特征和要求,因此在機械制圖教學中需要結合教學目標對教學內容與學時進行適當的調整。首先刪減“畫法幾何”的部分內容,并適當縮短學時,使其部分內容能夠在后期的實踐教學中完成理論與實踐的結合;其次適當增加實踐教學內容和課時,注重學生實踐能力的培養;最后增加學生自學課時,這對于項目驅動教學方法的實施十分必要,能夠使學生通過自學而強化其自學能力、實踐能力以及創新能力。
2.教師角色轉換
在傳統教學方式中,教師往往處于教學的主體地位,學生只是被動地接受知識,而在項目驅動教學中,教師應該主動轉變角色,強調學生的主體地位。學生在學習中要始終處于項目的主體角色中,而教師則扮演教學的組織者、引導者與實施者角色,引導學生用科學的思維和方法去自主發現問題,并自主分析與解決問題。項目驅動教學法要體現學生的獨立性和教師的輔,教師做好學生的引導者、鼓勵者與合作者的角色。
3.考核方式的轉變
教學方法的改變必然引起評價方式的改變,因此教師在教學評價中要以發展的視角對待學生學習過程,注重對學生學習過程、情感態度、價值觀的考核,采用靈活、多元化的考核方式。考核方式需要體現出對學生實際技能的考核,避免學生突擊背誦等應付考核的現象。在項目驅動教學法下,考核方式可采取“期中20%,期末成績30%,平時作業及學習成績50%”的考核方式。期中與期末考試可采取開卷考試的方式,試題的設置需開放化、實踐化,注重實際操作能力、實踐運用能力、工作創新能力的考核。
4.項目驅動法的實踐實施
(1)項目設計。項目驅動教學的第一步是項目的設計,這也是項目驅動教學中一個至關重要的環節。首先需要結合教學內容和實際教學目標合理選擇項目,項目需要符合大多數學生的實際情況,并能夠準確反映教學目標,涵蓋教學內容。項目選擇之后就要確定任務目標和進行任務設計,并按照項目和學生的實際情況,將項目分解為若干個子項目,進而使不同的學生結合自身情況去完成子項目。(2)項目實施。項目選擇與設計完成后就要進入項目的實施階段及項目驅動教學的實際課堂操作階段。首先,對本班級學生的實際情況進行了解和掌握,并按照項目要求、內容以及學生情況,將學生分為若干個小組,小組成員之間盡量能夠優勢互補;其次將項目任務分配給小組,并在小組內將子項目分配給小組成員;再次每個小組結合項目制訂項目計劃,包括子項目的執行、小組成員的各自任務等;然后小組成員在項目計劃的引導下結合自身特長和基礎知識水平來完成最適合自己的子項目;最后每個小組成員完成子項目任務之后共同完成小組項目,然后提交材料,包括機械工程圖與項目報告書。在項目任務完成之后,教師需要進行合理的項目評價,評價的內容包括學生任務完成情況、學生實際操作能力、學生項目完成過程等方面。實踐教學結果顯示,將任務驅動教學方法運用到機械制圖教學中,能夠顯著提高學生學習的主動性,提升學生理論結合實踐的能力。
參考文獻:
[1]薛棟.基于項目課程的高職機械制圖課程改革研究[D].天津理工大學,2011.
在使用過程中,交互式電子白板這一先進的教學手段也暴露出一些問題,筆者以機械制圖課程為例,談談自己的看法。
一、交互式電子白板在機械制圖課堂教學中的運用
1.確定適合白板教學的知識點
在機械制圖課堂中,雖然電子白板有許多優點,但并非適合于每個知識點、每節課使用。教師應該有針對性地按照學生的實際情況,參考現有的教學資源,適時、合理使用電子白板開展教學。
2.提前準備教學資源
如果教學內容只是純文字的內容,沒有涉及到交互,那么并沒有必要使用電子白板,完全可以使用傳統的教學手段。而電子白板只有結合與教材配套的多媒體教學光盤,在擁有PowerPoin、動畫、視頻等豐富的教學資源的情況下,才能充分發揮交互式電子白板的優勢。
機械制圖課程的部分知識點適合使用幻燈片來講授,例如與標準聯系比較緊密的制圖基本規定、投影法概述、三面視圖的形成及其投影規律,在這樣的條件下使用白板是白板教學的最基礎階段。有些知識點必須借助動畫手段進行演示,例如對空間概念要求較高的基本體投影作圖、截交線的投影作圖、相貫線的投影作圖、剖視圖和斷面圖等,已經有一定的互動性。還有些知識點最好使用包含聲、光、畫的視頻,特別是與生產實際聯系較緊密的內容,例如螺紋緊固件的連接、齒輪嚙合、鍵連接、銷連接、彈簧、滾動軸承,如果教師找不到現成的資源,也可以從生產現場采集。
3.充分發揮電子白板的教學功能
在使用電子白板的過程中,容易出現一個誤區:在大容量、快節奏講授的同時,傳統的提問、吊堂(上黑板做題)、檢測等手段被有意或無意地“遺忘”,極易出現“課上氣氛熱鬧,課后兩手空空”的尷尬情況。
針對上述情況,筆者建議為部分知識點設計5-10分鐘的課堂小測試,同時也要增加更多的互動環節,以充分發揮電子白板的自有功能。例如“局部遮擋”功能是對書寫頁面上需要遮擋的部分內容進行遮擋。對剖視圖、斷面圖等概念來說,使用這一功能便于教師及時檢測和幫助學生鞏固知識;“自定義錄制”的功能適合于演示或回放,例如講解截交線、相貫線或難度比較大的補圖補線習題時,教師可以將操作過程中的動作或語音錄制為文件進行回放。這樣存儲的容量比較小,在回放的過程中便于控制,更有利于發揮電子白板的交互作用。
二、需要注意的問題
交互式電子白板有其自身的優勢,但要充分發揮電子白板的功能,提高教師的應用水平,必須注意以下幾個
問題。
1.合理選擇操作系統
雖然交互式電子白板支持Winows XP、Windows Server 2003、Windows Vista、Windows 7系列操作系統,但實際使用時,不同的操作系統之間還是有很多不同。
如果使用的是Windows XP系統,不僅需要每次都手工更改筆記本電腦的顯示分辨率,而且有時還需要通過“Fn+F8”組合鍵進行反復切換,對于不熟悉計算機的教師而言,顯然難度較大。如果使用的是Windows7系統,則在連接成功之后電腦就會自動調整至最佳的顯示分辨率。
2.管理服務要跟上
如果是在專用教室安裝電子白板,相應的管理一定要跟上。使用者必須掌握操作電子白板、投影機、實物投影儀的技術,在所使用的筆記本電腦上提前安裝好相應的驅動程序和配套軟件,提前到管理部門登記并領取鑰匙,使用過程中要保證財物安全、衛生良好,使用后關閉電源、合攏黑板,若在黑板上書寫了文字則必須擦干凈,最后及時歸還鑰匙。
職能部門應該加強巡查、及時溝通、做好服務。例如紅外線感應書寫筆因為經常使用而容易損壞,尤其是制圖教師使用的頻率相對較高,更換的成本相對較高,可以選擇激光筆作為替代品。
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