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中图分类号:G423 文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0191-02
《机械制图》课程是一门重要的技术基础课,在整个课程设置中占有重要的地位。由于其对理论和实践性强,部分内容又非常抽象。若采用传统的教学方法,如黑板、挂图与教材,则课堂教学过程中气氛较沉闷,学生对很多重要的知识点较难理解,授课的信息量也少,仅局限于书本,且无法实现教师与学生的互动,限制了学生自觉学习的主动性和积极性,学生的空间想象能力的培养也受到限制。目前,计算机技术的不断被应用到教学过程中,CAI教学有机地融合了文字、声音、图像和动画等,能够形象地、直观地表达知识点,从而大大提高的授课过程中学生的注意力,激活了学生的学习兴趣,进一步增强了学生学习的主动性和自觉性。因此,在《机械制图》授课过程中科学地、合理地引人CAI课件,可以进一步促进《机械制图》教学质量的提高,全面推进《机械制图》课程的教学改革深入开展。
一、CAI课件的优势
(一)扩大了信息量,课堂教学效率得到进一步提高
针对授课过程中部分非常抽象的知识点,如轴承、组合体、三视图、装配图等,应用CAI课件可以生动地表达出各部分之间的关系,能够大量地节省书写板书和悬挂教学挂图的辅助时间,传递的信息量更大、更丰富,从而使学生能够学到更多的知识。借助CAI课件,有利于强化学生对部分空间复杂问题的记忆和理解,采用传统的教学方法是极难办到的。
(二)教学手段的多样性
以往《机械制图》使用的教学手段主要是黑板、粉笔、三角板、部分教具、投影和挂图,授课方式以口授为主,授课过程中采用手势、语言,借助实物模型、投影、挂图和教具进行反复演示和讲解,已经不能满足《机械制图》教学的需要,必须进行改革。当前,将CAI课件引入《机械制图》教学,通过图文并茂能够生动地表达到教学内容,大大地减少了信息在学生大脑中从形象到抽象,再由抽象到形象的理解过程,充分地表达出了真正的教学意图。进一步提高了教学效果,仅采用语言文字是无法达到的,从而真正做到了课程教学的活泼多样性,使学生能够积极主动地投入到学习中来,有利于培养学生的创新能力。
(三)生动性与形象性
CAI课件有机地融合了图、声、文、像及视频剪辑,有序、生动地在课堂上展示各个直观素材,具有生动活泼、形象性、交互性、信息量大、效率高等特点,有利于学生在轻松的氛围内掌握知识,提高了学生从感性认识到理性思维的转换,学生积极主动学生的热情高,从而真正做到了学会学习。
(四)有利于知识的获取与保持
CAI课件在《机械制图》教学过程中科学合理地引入文本、图形、图像、动画和声音等多种信息,使学生能够轻松地理解授课内容,增强了学生的感性认识,课堂教学质量得到进一步提高。课件形象、逼真、生动,画图步骤清晰明了,这不仅能够帮助学生迅速地建立空间形体与工程图纸之间的直观联系,又能有效地提高了学生的空间想象能力,课堂教学效果好。在《机械制图》教学中使用CAI课件能够极大地丰富了教学手段和授课条件,进一步推进了《机械制图》的教学模式改革。
二、CAI课件的应用
(一)在CAI课件的制作中,对授课内容作了及时调整
随着教学改革和课程体系改革的深入开展,需要定期对《机械制图》教学大纲进行调整。为了达到本课程对学生的培养目标及大纲的要求,在CAI制作过程中就要对重点难点、各知识点之间的先后关系进行增减,采用合理的教学手段和教学方法,及时在CAI课件中更新内容,提高授课的实效性。
(二)利用三维动画,提高了空间感性认识
《机械制图》教学的主要任务是培养和解决学生画图和识图能力,培养学生的空间想象能力。利用CAI课件讲授截交线、相贯线和组合体等内容时,能够充分利用三维动画技术,使用丰富生动的立体造型,形象生动地表现出授课内容,不仅能显著地提高学生的空间想象能力,而且易使学生建立起平面投影图与空间立体之间的相互联系,从而进一步加深学生对该内容的理解和把握,达到事半功倍的效果。
(三)充分利用CAI课件特点,提高课堂学习效率
利用CAI课件进行课堂教学,能够对所讲授内容实现图、文、声并茂,使授课知识点形象、直观、生动活泼,每堂课获取的信息量增大,能够激发学生主动学习的兴趣,满足了学生的求知欲望,学习效率能够显著提高。若能在教学过程中,根据所授班级的特点,适当进行了内容的补充,教学效果会更好。
(四)利用现场操作及演示,提高教与学的效果
在讲授计算机绘图的知识点时,教师边操作边讲解,使学生在授课过程中有了一个身临其境的课堂氛围,能够进一步促进学生的主动学习兴趣和求知欲望,学习效率显著得到了提高。从近几年的教学经验看,利用多媒体教室进行《机械制图》的教学,较易实现师生互动,课堂气氛活跃,效果好。
(五)利用录像,提高学生对大工程的感性认识
在讲授《机械制图》部分与生产相关内容的知识点时,适当地插入与课堂内容有关的加工和生产等方面的录像,能够进一步加深对所学内容的理解和记忆,又做到了理论与生产实践相结合。
三、结论
随着教育教学改革和课程体系改革的不断深入,CAI课件将进一步深入到课堂,传统的教学手段和教学方法将与现代化教学手段和教学方法互相进行了有机融合,取长补短,充分发挥入口处各自的优势。合理使用CAI课件进行教学既方便又实用,能够使课堂教学内容更加丰富多彩,又能够代替各种挂图和模型,较好地弥补了传统教学中的不足,更易突破教学的重点和难点,能够更好地培养学生分析能力和解决问题的能力,从而显著了提高课堂教学效果。总之,CAI课件教学是《机械制图》教学手段改革的必然发展方向,必将对提高《机械制图》课程教学质量和教学效率起到积极的推进作用。
参考文献
[1]许晖.多媒体技术在《机械制图》课程教学中的应用[J].邢台职业技术学院学报,2007,(2).
[2]李敏.多媒体系统在机械制图教学中的应用[J].中央民族大学学报(自然科学版),2004,(2).
[3]张淑娟.工程制图课程的多媒体计算机辅助教学[J].山西农业大学学报(自然科学版),2004,(4).
关键词:机械制图;课程;教学改革
中图分类号:G431 文献标志码:A 文章编号:1671-1602(2016)12-0265-01
1引言
机械制图是所有的高等院校工科类学生必须学习的一门课程,该课程主要介绍作图的时所必须遵守的规则,机械制图是工程师利用图纸来表达自己对机械零件的设计生产要求,是工程界的语言,这门课程是主要是培养学生的三维空间想象能力以及基本的作图能力,不仅能够读懂图还必须能够画出图。机械制图所介绍的知识为学生后期的学习专业课和做课程设计都是必备的基础知识,对学生的后期发展影响巨大,虽然现在主要使用电脑CAD三维作图软件,但是传统的机械作图是所有制图的基础。为了使学生更能适应以后的工作,灵活的运用自己的知识,针对传统的教学模式中存在的弊端进行改正,提升教学课程的整体水平,将来更好地培养出更多的工科类人才。
2机械制图课程存在的问题
由于在招生时各省学生的学习程度不同,有的学生程度稍好一些,有的学生学习程度稍微差一些,老师在上课时不能够兼顾所有的学生,只能按照学校规定的统一的标准进行授课,并且在招生过程中,学生人数过多,学校的实验教学设备过于老旧,严重影响了学校的教学质量,在学校设备严重缺乏下,学生在学习过程中只能够单纯的靠自己的想象,不能动手很难理解,并且课堂上机械制图包含的理论知识较强,学生只是呆板的看着屏幕,有时甚至出现瞌睡、逃课、早退的现象,学生的学习积极性不高,学习枯燥、没有兴趣,考试能混过关,学生出勤率低,最终学生的自身专业技能低,最终难以适应社会的发展。
3机械制图教学内容的改革
传统作图与现在作图手段比较。在进行机械制图的教学内容改革时必须明确教学大纲和教学内容,根据21世纪机械制图的教学目标进行确定,机械制图是工科类学生最初学习的一门专业基础课,零件图纸是工程设计师和生产工人信息传递的桥梁,是工程界技术交流的载体,每一个从事机械类行业的技术工人都必须熟练掌握有关的基础知识。机械制图是学生迈向社会工程读图和作图的基础。传统的作图和今天的作图手段略有不同,传统的作图方法主要是手工作图,这对于作图者的技术要求极高,不仅要细心认真,还要记住标题栏尺寸、各种线的格式以及各类符号,有时候画好一张图需要一周甚至半个月,而今天,各类作图软件的开发,使得作图效率有很大的提高,虽然学生的记忆压力有所减少,但是机械制图仍然是软件做图的基础,随着计算机作图软件的发展,在教学内容上所占的比重越来越大。
4机械制图教学内容改革
4.1计算机制图的改革。在教学改革过程中一定要加深对计算机作图的教学,教师在进行授课时应当注重学生基础知识的学习,在学生牢牢掌握基础知识的前提下,选择一种计算机作图软件,把相关的操作说明传授给学生,多留些时间让学生自己动手做一些零件图形,加重自己的实际操作能力,教师多给学生布置一定量的课下作业,并及时督促学生完成,直至完全用计算机来绘制机械图。
4.2教学内容的调整。现在计算机已经非常普及并且各类作图软件已经做的非常完善,但我们还是不能放弃手工绘图,计算机绘图软件是在收工绘图的基础上发展起来的,是图板和丁字尺的发展和延伸,只有更好的熟记收工绘图的各项规则和知识才能够更好的学习计算机绘图,所以在教学上可以对两部分知识穿插来学习,或者进行适当的删减。在掌握这些基本的知识外就能很快的用计算机作图,在教学中应时刻记住手工作图是基础,计算机作图是提高,一旦基础不牢固,计算机作图也很难完成。
4.3加强学生的练习。教学中一定要注重学生的实践能力的培养,老师教的再多如果学生课下不练习最终还是不能掌握知识,大量的习题是学习制图的最佳捷径,在练习册的配备方面,学校应当根据学生的实际情况改革练习册,编写的习题集要与教材内容相配套,同时对课后习题的合理选择安排学生完成,使理论的学习与制图的学习同步,学一部分,练一部分,真正做到理论知识和动手操作能力训练并重,并每节布置相应的作业并且老师及时的督促学生按时完成上交。
4.4教学方式和手段的改革。在教学过程中可以使用多媒体动画来模拟复杂机械的运动轨迹,提高学生的理解能力和学习兴趣,由于课堂上大部分都是学生利用理性思维进行思考,所以适当的插入动画不仅可以帮助学生理解较深的知识还可以提高学生的学习兴趣,或者在课件中插入网页,及时的向学生传播最新的机械知识,教学更趋向多元化。
5结束语
通过本次的机械制图课程改革,对大多数的学生对于培养良好的学习习惯和学习兴趣取得了较好的效果,为了使得更多院校的学生取得良好的成绩,应当坚持课程教育的改革。主要在教学目标、教学内容、教学模式以及教学手段等方面进行变革。通过对机械制图课程教育的改革进行研究,得出目前在课程上的改革正是顺应了教育界的发展趋势。在课程改革中使用多媒体技术解决对于授课中出现的问题,最大限度的提高学生上课的积极性和理解能力,对于课程中出现的偏难的、偏深的知识适当的根据国家教育大纲进行删选,或者自己院校组织老师编撰符合自己学生的教材,适当的进行课程教学的改革,这样既能体现教学的科学性,保证核心的内容符合国家要求,又能提高学生的学习能力。
参考文献:
[1]涂小华,王翠芳,朱建新.基于现代教育技术环境下高职《机械制图》课程教学研究[J].江西化工,2011(3).
[2]将新建.机械制图教学灵魂剖析[J].现代企业教育,2007(7).
[3]方小菊,陈继清.高职院校机械制图与CAD课程教学改革研究[J].广西职业技术学院学报,2011(4).
?P键词:微课;高等职业教育;职业技能训练
Key words: micro lecture;higher vocational education;vocational skills training
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)17-0173-02
0 引言
《机械制图》作为一门高等职业教育院校机械类专业的基础课,它在我国高等职业教育的机械类专业教育教学中占有举足轻重地位。高等职业教育机械制图的教学肩负了“为专业课打基础,为就业作保障”的两项重任。因此提升当前我国高等职业教育机械制图课程的教学质量就显得尤为重要。
“微课”是按照课程的教学目标,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点、难点)、教学环节或职业技能等而开展的教与学活动的全过程。微课相对于传统单一教学资源(如教学课件、教学设计、教学反思),具有明确的目标、针对性强和教学时间短的特点,是一种新型教学资源[1]。
本文对机械制图教学模式的现状进行对比,根据机械制图课程的特点和性质,构建微课在机械制图课程中有效应用的教学模式。
1 机械制图教学模式
1.1 传统教学模式
多数职业院校的《机械制图》的教学多采用知识本位的传统讲授教学法。过分注重绘图方法的课堂讲授是《机械制图》传统教学模式的一个重大缺陷,“填鸭式教学”现象严重。由于传统教学缺乏以任务为中心的引导,学生的积极性和主动性得不到发挥,不利于学生综合能力和创新意识的培养[2]。
1.2 “分组式”教学模式
“分组式”教学模式主要从课前的分组、课堂的授课以及成绩的评定3个方面设计和开展教学,突破了传统机械制图的教学模式[3],充分调动了学生的求知欲,使学生由被动学习转变为主动学习;由个人单独完成转变为小组合作完成,有效的提高了学生深入分析问题和有效解决问题的能力,培养了学生团队合作的能力。
1.3 “混合式”教学模式
“混合式教学”从教学内容设计、网络课程的架构设计、课程资源的建设和教学过程等四个方面综合了传统课程教学和网络在线教学的优点[4],实现面授教学和在线教学之间的互补,学生可线上线下学习和巩固知识点,扩展教学时间和空间[5]。
1.4 “一体化”教学模式
“一体化”教学模式是以具体的工作任务作为学习载体,本着“做中学,学中做”的原则把整个教学过程分为新知识获取阶段、典型任务实施阶段和评价反馈阶段[6]。其基本特征是以任务为主线、教师为主导、学生为主体,强调以“典型的工作任务”来培养“职业能力”。这种旨在培养学生团队协作和职业能力的一体化模式,能更好地激发学生学习兴趣;能有效提高学生的综合职业能力。
除此之外,随着职业教育改革的深入推进,新型的教学模式不断应用于传统教育教学过程中,比如理实一体化教学、翻转课堂、项目教学法、MOOC等,其中规模最大的就是幕课这种教学模式,这种模式是一种将分布于世界各地的授课者和学习者通过某一个共同的话题或主题联系起来的方式方法,为学习者提供了免费享有优质教育的可能[7]。
2 高职教育机械制图的课程特征
机械制图是高职机械类专业的专业基础课,其教学目标是培养学生空间想象能力、看图和画图的能力。通过本门课程的学习,使学生树立贯彻国家标准意识,形成“机械产品的图样识读、测绘和公差的分析”的工作能力。机械制图作为一门高等职业教育院校机械类专业的基础课,其具有以下的基本特征[8]:
①课程内容模块化。职业教育的课程结构体系是以“职业能力”为本位,课程内容符合职业岗位的需求。这突破了知识的系统性,强调了知识的针对性和实用性。
②理论实践一体化。在课程内容上,强调从业能力所必需的职业技能以及与之紧密相关的理论知识掌握。
③理论知识以“必需、够用”为原则。 “必需”为度,即是着眼于职业岗位工作所必须的理论知识;“够用”为度,即是专业理论的广度和深度取决于职业岗位工作的需要。
鉴于此,在机械制图教学过程,可以针对每个知识模块,采用工作岗位的具体案例进行教学。
3 微课在高职教育机械制图的应用
3.1 微课应用于机械制图中的优势
微课的主要载体是教学视频,其是多种教学资源的结合体,是教师在教学过程中针对某个教学环节或知识点而开展的一种教学活动。其主要由教学视频以及相关的课题素材、课后练习、学生反馈以及教师点评等相关教学资源组成,是一种主题突出、半结构化的学习单元[9]。
①微课促进理论教学与实践教学的结合。
微课一方面能把图形、图像、动画、音频和视频等多媒体素材统整到一个微视频中,使抽象的理论知识转变为具体、直观的画面,从而帮助学生理解和深化概念、方法和规律;另一方面,实践过程的模拟,步骤示范,实物的演示,现实环境中很难观测的现象等都一并清晰地呈现出来,使学生通过反复观看提高技能掌握的效率。因此,可以说微课的学习和实际的操作演练促进必需的专业基础知识教学和实践教学的完整结合。
②微课有助于实现职业教育中的因材施教。
微课利用虚拟学习平台、全面的学习资源营造自主学习环境。学生根据自己的实际需求和能力基础去安排和控制自己的学习进度。教师通过对每个学生的个别化和针对性指导能更好地实现职业教育中的因材施教。
③微课及时的评价反馈,提高职业技能水平。
利用学习平台,教师可以围绕每节微视频的知识点,提供不同层次的自测练习去检验教学目标的达成,及时对学生的学习效果给予形成性评价。学习者通过自测系统,对相关习题可以进行无限次数的演练,系统根据学生答题的情况,给出正确答案或答题提示。通过网络自测的及时评价反馈,学生可以有效地调整和改进学习上的不足,最终获得学习上的成就感,激励其进一步深入学习而提高职业技能水平。
3.2 微课在教学过程中的应用
在高职教学改革中引入微课,要以现实课堂为基础,采用不同的微课设计手段和应用策略[10]。
①课前预习。
课前预习可以提高听课效率,培养学生的自学能力。以课前预习为主的微课要使学生对知识内容有预先的了解,要突出疑难点,引起学生高度集中的注意力,对知识点产生好奇和兴趣,使学生有解决疑难问题的欲望,让学习更有针对性的学习,从而有效提高听课的质量。
②课堂讲解。
课堂讲解是整个教学过程中最核心的部分,课堂讲解型微课即对本次课程中的新知识点进行阐述和解释。在高职教学中,应强调能力本位的课程教学改革,所以课堂讲解的微课设计应以工作过程为导向,突出学生职业能力的培养。微课中的课程任务应以实际工厂企业的工作过程为背景,按照工作岗位发展的要求设计教学内容和教学过程,使学生的能力在反复操练过程中得到提高。
③课后复习。
以课后复习为主的微课应是知识的总结及知识的拓展,其目的是帮助学生有针对性地进行自主学习,同时学生根据自己掌握知识的程度去寻找更多的拓展内容,以此达到突破难点,查漏补缺的作用。与此同时,教师可以专门针对学生学习过程的疑难问题开设的专题讲座(包括教师对疑难问题的详细解析),帮助学生突破难点,自我提高。
3.3 机械制图微课教学过程设计
《机械制图》微课教学过程如下:首先以课堂真实情景问题为载体,设计驱动性学习任务,为学生提供微课学习资源。其次,对学习者进行分组,以小组为单位,通过讨论制定任务计划,教师引导小组确定问题解决方案。接下来,通过观看学习微课,结合教师讲解说明,解决问题,完成任务。最后是检查与评价。通过自评、小组互评、教师评价等形式完成对学习结果的评价。
以“根据轴测图测绘标准直齿圆柱齿轮”这个案例说明微课在机械制图教学过程设计中的应用。课前将微课“零件图的视图选择”和“剖视图”发给每一位同学供学生自主学习,课上教师下发任务并分组;结合微课、教师意见及参考资料,小组讨论确定标准直齿圆柱齿轮的绘制方案并绘图;最后教师评价各组绘图情况,指出各组错误的画法,然后用微课给出正确绘制齿轮的画法。
【关键词】机械制图 一体化 教学设计
机械制图的教学一般是按照“制图的基本知识正投影作图立体表面交线投影轴测图组合体机械图样表示法机械图样特殊表示法零件图装配图”的顺序进行,使学生逐步掌握了制图的基础知识后,再来绘制和识读零件图和装配图。但由于近年来,进入技工院校的生源素质每况愈下,传统教学方式已不能适应当前的教学形势发展的需要。学生不仅读图能力差,绘制图样更不必说了。为了适应人才培养模式和课程体系的要求,笔者对《机械制图》课程教学进行探究,提出如下教学设计。
一、机械制图一体化教学设计的思路
根据机电一体化专业人才培养方案和课程调研的有关内容,充分考虑学生后续课程学习、职业能力培养的需要,对原有的机械制图课程教学内容加以提炼和整合,确定新的课程目标。针对学生的实际水平和具体教学条件,运用“任务驱动”的教学模式,从实际工作过程出发,本着从简单到复杂、由浅入深的认知规律,颠覆传统的教学内容体系,在介绍完物体正投影作图基础后直接引入四大类典型零件。围绕课程目标预先设计出的学习任务,以完成一个个小任务为线索,把所要学习的知识和技能隐含在每个任务之中,通过不同的任务载体引领学生对知识和技能的学习。学生在教师的指导下提出解决问题的思路和方法,从而达到预定的教学目标。
二、机械制图一体化教学设计
(一)课程目标设计
根据本校的机电一体化专业学生就业来看,大部分毕业生主要从事生产加工和机械零件设计的工作,所以识读和简单的绘图技能对学生今后的发展显得尤为重要。现将课程目标简单概括以下几点:
1.使学生能严格执行机械制图国家标准。
2.能运用正投影法的基本原理作图。
3.能识读和绘制中等复杂程度的零件图、装配图。
(二)教学方法和手段设计
随着技工教育的发展和深入,各种教学方法也不断地出现,不管什么样的教学方法都需要有好的方式对教学内容进行说明和表达。在教学方法和手段设计上实现从书面化、板书化到网络信息化的转变;在教育者方面实现由单一化向行为引导化转变;在学生方面实现从被动学习到主动探索的转化;提高整个教育教学活动的实际效果。多媒体课件、虚拟仿真教学系统用影像、图片、动画、声音等多媒体表现形式,形象、生动、直观的将课本中的一些抽象的概念、复杂的变化过程、形态各异的运动形式形象化,从而调动学生的眼、耳、脑,使他们兴奋并唤起更多的学习兴趣。在变被动学习为主动学习的同时也拓展了学生思维空间,减轻了认知难度,使教学重点突出,教学难点得到突破,从而达到提高教学效果的目的。
(三)教学内容设计
为了充分体现任务课程设计思想,以任务为载体实施教学,任务选取要科学,要体现技工教育的特征,联系社会实际。同时要符合该门课程的工作逻辑,能形成一个前后衔接的完整工作任务。所设计的“任务”是学生学习和应用知识时可能会遇到并需要解决的问题,使学生在完成任务的过程中逐步提高职业能力。同时要考虑可操作性,加强学生实际动手能力的培养,使学生能熟练的识读和绘制机械图样。本课程教学内容共设计九个任务,下面进行具体的分析说明。
任务一,绘制平面图形。此任务主要是分析并绘制平面图形,穿插一些机械制图国标规定的基本知识,如图幅、比例、字体、线型、圆弧连接的画法等,然后学生练习,教师指导。
任务二,绘制和识读三视图。此任务共设置了三个小任务即绘制和识读基本体三视图、绘制和识读组合体三视图、标注组合体尺寸。目的是让学生能熟练利用正投影作图规律,正确分析和绘制组合体三视图组合方式并加以绘制和标注。
任务三,绘制轴套类零件图。此任务包括四个小任务,即轴套类零件认知、轴套类零件的视图表达、轴套类零件的标注、识读和绘制传动轴零件图。其目的是让学生先对轴套零件有个感性的认识,使学生知晓什么零件是轴类零件;然后通过PPT展示,学生能快速地了解轴套类零件常用的视图表达方式,再通过对典型零件传动轴进行具体的分析,加深对轴套类零件的理解。
任务四,绘制盘类零件图。此任务包括四个小任务,即盘类零件认知、盘类零件的视图表达、盘类零件的标注、识读和绘制带轮零件图。
任务五,绘制叉架类零件图。此任务包括四个小任务,即叉架类零件认知、叉架类零件的视图表达、叉架类零件的标注、识读和绘制支架零件图。
任务六,绘制箱体类零件图。此任务包括四个小任务,即箱体类零件认知、箱体类零件的视图表达、箱体类零件的标注、识读和绘制减速器箱体零件图。
任务七,绘制标准件与常用件。主要内容包括螺纹及螺纹紧固件表示法、齿轮、键连接和销连接、弹簧、滚动轴承等,由于学生在日常生活中见过这些零件,可以通过实物展示和视频教学的形式,加深学生对常用件和标准件的印象,梳理常用件和标准件的作用,然后在教学中让学生懂得识别标准件的标记,正确识读和绘制标准件的图样。
任务八,识读简单的装配图。其目的很明确,就是能看懂装配图,包括装配图的组合,因此对这部分的教学就是利用多媒体和视频教学的形式先和学生一起分析两三个例子,然后通过各种装配图让学生进行看图和分析。
任务九,制图综合测绘。以减速器为载体,对其各个零件进行测量和绘制。学生可以通过最后的综合测绘,巩固所学的相关内容,系统地掌握测量方法、图形的表达方法及绘制技能。
关键词 机械制图及CAD;课程改革;CAXA;微课
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)04-0107-03
Reform and Practice for Course of Mechanical Drawing and CAD to Higher Vocational Education//LI Qiang, BO Runfang
Abstract According to the basic requirements of higher vocational education teaching and the characteristics of the courses of mecha-nical drawing and CAD, from the teaching mode, teaching content, teaching means, examination mode of mechanical drawing and CAD
course teaching reform research. Employment as the guidance, the
full implementation of the teaching mode reform, based on the prin-ciple of practical, enough for setting of teaching content, actively use micro class technology and other advanced means of education, improve the ability of students in the aspect of knowledge chart, drawing, cultivate high-quality skilled personnel.
Key words mechanical drawing and CAD; the teaching reform; CAXA; micro-lecture
1 引言
在机械制造与自动化专业课程体系中,根据以“就业为导向”的课程构建原则,本专业的毕业生在从事制图员工作时,需要机械制图及CAD课程作为基础理论和实践能力支撑。根据职业教育的特点,本著“知识够用,技能实用”的原则,突出能力本位教育背景下,机械制图及CAD的课程改革已成为当务之急。本文主要根据培养高素质技能型人才的高职人才培养目标,对机械制图及CAD课程进行课程改革,并通过具体的实践取得一定的成效,为该课程的课程改革方向提供参考[1]。
2 机械制图及CAD课程中CAD的选择
在该课程教学过程中,国内比较流行的二维绘图软件主要是AutoCAD和CAXA电子图板。高职教育的人才培养目标重在突出高素质技能型人才培养,而高素质在职业方面的体现就是具有很高的职业素养。作为机械制造与自动化专业的学生,应该掌握粗糙度和形位公差等最基本的知识。从这个角度考虑,AutoCAD虽然是国际知名软件,但是在国标方面,在粗糙度、形位公差表达方面略逊于CAXA电子图板。其次从组织学生参加数控车、数控铣削等大赛的角度考虑,该类型大赛的软件支持方其中就有CAXA,而AutoCAD没有这方面的支持。如果学习了CAXA电子图板的二维制图,入门CAXA数控车将非常容易。
在三维方面,国内流行的软件种类比较多,常见的有Pro/Engineer、Unigraphics NX、Power Shape、Solid Works
等。出于学生对于基础投影知识和二维图形读图能力训练的考虑,不选用三维制图软件。三维制图软件会在职业技能课程内选用。
综合以上思考,最终确定该课程的CAD软件选择CAXA电子图板。
3 机械制图及CAD课程教学改革
机械图样是表达设计思想、设备制造和进行技术产品交流的重要工具,是工程技术界的通用语言,也是每个从事工程技术相关专业的技术人员必须掌握的基本技能。课程的内容选取符合机械制造与自动化专业制图员工作岗位所对应的典型工作任务,结合互换性与测量技术、机械制造工艺学等学科知识进行任务的设定。通过使用CAXA电子图板,使学生在掌握机械图样表达的同时,能够准确利用CAXA电子图板进行图样的绘制。
课程的教学模式 众所周知,机械制图及CAD作为理工科学生专业入门课程,具有相当的枯燥感。根据高职学生动手能力强于理论学习能力的特点,加强学生利用CAXA电子图板进行绘图的能力,通过不断使用CAXA电子图板绘制机械图样,提高学生对软件的熟悉度,同时提高学生对理论知识的理解力。本着“够用、实用”的原则,该课程采用理论课与理实一体教学并行的教学模式,既保证学生有足够的理论,又保证学生在做中学。
课程的教学内容改革 工欲善其事,必先利其器。要实现上述目的,必须先进行CAXA电子图板的使用讲授。对于此部分,笔者设立了6个工作任务[2],通过每一个任务,使学生对于CAXA电子图板基本制图工具的使用和基本理论有一个比较深入的理解。这6个任务的设置围绕基本命令及标题栏、编辑命令、圆弧连接、尺寸标注、形位公差及粗糙度、其他特殊命令进行。
然后进入传统机械制图教学内容。在讲授投影和三视图时,结合动画演示进行理论讲解,然后利用CAXA进行点、线、面投影的绘制。其中要合理利用导航命令,使学生更加深入地体会“长对正,高平齐,宽相等”。在讲授立体的投影时,在课堂理论内容上,利用学院提供的展示模型,对平面立体、曲面立体以及典型立体的截交线、相贯线进行展示,利用动画演示进行印象的加深,再利用CAXA进行立体投影的绘制,通过不断练习以达到巩固该部分知识的目的。在以上基础上进行组合体投影的绘制,合理利用叠加法、切割法等基础图形的绘制方法,通过简单实例的引入、CAXA的导航,对组合体投影的三视图进行绘制。
通过以上内容的设置,学生在利用CAXA绘图的同时,可以不断强化基本理论知识,在这个阶段可以将一些标准件的内容让学生去了解,并通过CAXA软件中的标准件库的使用,使其对互换性有一个比较浅显的认识。然后进行零件图的绘制。在这个阶段,学生基本上能够熟练使用CAXA进行零件图形的绘制,但是表面粗糙度、技术要求、合理选择剖切平面等内容则成为该部分的重点。
最后讲授装配图,在理论内容上只需要讲授装配图中明细表的各部分内容,以及明细表的编号、填写等在CAXA中如何实现;然后利用CAXA软件结合实例进行装配图的训练,以加强学生对于成套图纸的认识以及识图读图能力的锻炼。
课程的教学手段 该课程采用传统教学手段、微课教学、微信公众平台推广3种方式。
在理论内容的讲授上利用传统的教学手段,提高学生对于知识的理解。
1)利用一些实物模型进行展示,以加深学生对于此类图形的直观印象。该教学手段主要应用在立体投影、平面立体、曲面立体、平面与立体表面的交线等内容的讲授中。
2)利用三维软件Pro/E进行三维模的创建,以达到让学生比较直观认识的目的,并通过三维软件的三维旋转功能,使学生能够在不同的视图方向上理解图形的样子[3]。该教学手段主要应用在两回转体表面交线、组合体、轴测图等内容的讲授中。
3)利用Flas进行演示。该教学手段主要应用在点、线、面投影、立体投影、组合体投影的绘制方法及过程的教学上,并结合CAXA,边演示边绘制,边做边学。
在作业辅导上采用微课教学方式。微课技术的发展极大地促进了计算机软件类课程教学模式的改变。该课程的主要工具就是CAXA电子图板,如何有效准确地使用CAXA电子图板进行作业的绘制,是该课程强化学生技能的重要手段。对于机械制图及CAD课程,本身学时上就比较紧张,很难在课堂上进行作业的讲解与辅导。借助微课平台,将作业题进行微课课程的录制,上传到腾讯视频中,再通过微信公众平台推送给学生。学生可以利用手机进行作业的绘制。通过一年多的实践,学生在作业绘制上投入的精力比传统作业方式要多很多。学生如果没有学会,会反复地进行视频的观看学习。
笔者所带两个班级共计65名学生,在微课视频的主动学习上,单次视频最大点击量为284次。一学期共微课视频8个,点击总次数为2187次,足见该教学手段对学生完成作业的辅导效果。
为保证学生确实能掌握足够的“够用”的知识,笔者建立了一个微信公众平台,定期给学生相关的知识要点,便于学生对于该课程知识及时进行复习和总结。该微信公众账号从最开始的两个班级,很快就达到194人,也就是不单笔者所在院系的学生关注,同时吸引了其他系部学生的关注。
课程的考核方式 本着突出岗位需求、突出岗位专业能力发展的原则,该课程在考核方式上要立足实践,不能像本科院校那样专注于各种投影的技巧、绘图的技巧。该课程在教学目的上就是要锻炼学生的识图能力和利用CAXA进行图纸绘制的能力,所以在考核上要从理论和实践两部分入手进行考核。在理论部分的考核上,要求学生能进行徒手绘图,能进行简单图形的三视图的绘制,能熟练读图。所以理论部分以识图为重点进行考核。
在实践考核上,要突出使用CAXA进行零件图的绘制。当然最好是进行装配图的考核,但考虑到图形绘制以及考核时间的限定,只能选择进行零件图的绘制考核。从专业的角度讲,要求学生熟练进行盘盖类、轴类、支架类、箱体类零件的熟练绘制,在考核上随机抽取一种类型的零件进行考核。
4 机械制图及CAD课程教学改革效果
校内评价 作为学校的教师,在学期末评价学生对一门课程的掌握程度,唯一的渠道就是试卷成绩。在高校,学生的成绩分为试卷成绩和平时成绩。对比以前该课程的试卷成绩和改革后学生的试卷成绩,其差别还是很大的。改革后学生试卷成绩不及格人数急剧减少,且高分比较突出,平均分数在80分左右。且试卷得分体现在利用CAXA进行零件图绘制和读图题方面。由此说明,该课程的改革达到预设的课程目标,符合人才培养计划总规划,符合职业教育总方向。
企业评价 对于学生培养好坏的评定,用人单位最具有话语权。虽然这次改革的学生尚未走上工作岗位,但是通过接收学生进行工学交替的企业反馈,学生对于机械制图及CAD课程的掌握程度令企I非常满意。在进行工学交替过程中,学生能够将该课程学到的知识应用于具体的识图中,能读懂图纸,利用相关术语进行专业技术交流,受到企业的赞誉。据后续课程的教师反馈,在进行数控车床编程教学过程中,在进行CAXA数控车教学时,学生利用在机械制图及CAD课程中学到的知识,能轻松绘制车削的工件图形,速度和质量都令人非常满意。
5 结语
要加快职业教育的发展,就要不断拓展适应学生、适应企业的教学模式。在国家大力倡导以就业为导向、以能力为本位的教育方针下,要积极进行课程改革。在机械制图及CAD课程改革方面,要更加贴近企业实践,更加突出能力本位。总之,不单要在教学模式上进行改革,还要在教学内容、教学手段和考核方式上进行改革,提高学生的学习兴趣,充分调动学生的积极性,才能有效提高课堂教学质量,培养企业需要的高素质技能型人才。
参考文献
[1]徐华.高职院校《机械制图》课程改革与实践[J].广西轻工业,2011(7):172-173.