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一、毕业设计图纸存在的主要问题
其一,是图纸的标准化问题。学生的标准化意识淡薄,作图随心所欲,标准件不按照标准画,如螺纹、滚动轴承、齿轮、皮带轮、链轮等的表示。另外,表现在图幅大小以及比例的不按标准选择。譬如,所有的零件图,无论尺寸大小均采用相同的图幅,造成大图纸画小零件,图面留出大片的空白,而一些较大尺寸的机架零件、箱体零件,画在较小的图幅上,除了顶天立地外,用于反映结构的局部视图或剖切图便无空间表达;对于标题栏、明细栏的填写也非常随意,或直接简单套用国外三维软件中的格式,不符合我国的技术制图规范;在图线应用上也是粗细不分、虚实不分,标注所有的字体大小不规范等现象也时常发生。
其二,是零部件的表达方法问题。目前,学生在做设计时,一般先应用电脑软件完成三维建模,再将三维模型在电脑中转化成二维工程图。一些学生不具体分析零件的结构,在转化成二维工程图时一概用三视图表达。实际上一些简单的轴、盖、轮、环等,一个或两个视图就能表达清楚;而复杂的箱体零件可能需要三个以上视图表达。另外不会选择合适的剖视图也是一个突出的问题,一些学生对需要剖切的部分不作剖切,既使剖切也只采用单一的剖切平面画全剖视图,不会使用多个剖切面或其它剖视图。
其三,是尺寸标注问题。学生对于装配图的尺寸并不清楚应标注哪几类,通常只标注总体尺寸,装配尺寸、安装尺寸遗漏较多;而对于零件图的尺寸很少考虑设计与工艺基准问题;常见结构的尺寸标注不采用标准符号,如沉孔、倒角等的尺寸;另外,亦存在装配图上的配合尺寸与零件图上的公差数值不对应,在装配图上漏注配合尺寸和在零件图上漏注公差等更是常见病。
以上诸多问题的存在,反映学生在多门基础课程和专业课程学习中的不足,当然机械制图及计算机绘图课程首当其冲。机械制图是机械专业唯一一门学习投影制图的基础课程,对学生基本投影方法的建立、制图国家标准的掌握以及零部件表达方法有着非常重要的作用。学生对课程内容掌握的程度将直接反映在毕业设计图纸上。如何针对学生在毕业设计图纸上所反映出的不足,对《机械制图》课程进行相应调整与优化,笔者从《机械制图》课程教师的角度,结合在教学实践中的体会提出一些建议。
二、《机械制图》课程体系的优化
虽然机械制图课程指导委员会对课程的学时数有指导意见,但目前大多数学校对课时都会压缩,以缓解其它新设课程所带来的课时紧张。学生应对就业的压力的提前实习,更加重了教学时数的紧张。在这种情况下,课程体系的优化尤为重要,包括内容的增减,练习的方式,教学手段的配合等,以保证学生在有限的学时内学得更实用、更扎实。
1.《机械制图》课程内容的优化
(1)强化学生的标准意识
工程图纸称为“工程界的语言”,是科学技术交流、生产管理中不可或缺的部分。因此,图样的绘制必须建立在统一的标准基础上,如在国家《技术标准》《机械制图》标准中,针对图纸幅面、标题栏、明细栏,绘图的比例、图线以及图中所注的尺寸、书写的字体等都有明确规定。而在平时的教学过程中,仅用几节课的时间介绍标准,难以培养学生自觉贯彻执行标准的意识,应在整个课程的学习过程中反复训练、逐步培养,如在画三视图、剖视图的练习时加入标题栏的填写、尺寸标注训练,并强调各种图线的正确应用。此外,在计算机绘图的教学中,强调标准的执行尤为重要,因为大多数绘图软件是国外引进的,所采用的标准与我国的标准有所差异,必须强调这种差异,并使学生学会对不符合我国标准的部分加以修改,日常的每次出图都应符合规范。只有通过反复的训练,才能使学生牢固建立标准意识,在毕业设计时对标准的应用自然会驾轻就熟。
(2)加强零部件表达训练
毕业设计课题中,涉及到许多非标准零件的设计,必须通过画零件图反映出设计思想。零件图应包括视图、完整的尺寸、技术要求和标题栏。其中视图既要求将零件全部结构形状表达清楚,又需力求简洁明了,要达到这一要求并非易事,需在平时加强练习,而实物测绘练习是一个非常有效的的方式。
实物测绘从教学角度看是从形体表达到机械设计的一个台阶,对机械专业的学生来说,如果将来从事制造业,他们也将经常接触实物测绘,消化吸收先进机械的仿制,首先需要测绘;而当破损的零件缺少备件又无图样和资料可查时也需要测绘;对原有设备零件更新改造时,也是在测绘的基础上进行新产品的设计。因此,实物测绘是机械专业学生必须掌握的基本功。
实物测绘的内容分为两个部分,单个零件测绘和部件测绘。在教学手段上,让学生自由分组进行测绘、讨论与研究,以增加学生的积极性和主动性,减少因反复练习所带来的枯燥乏味。
在单个零件测绘中,主要开展零件表达方案讨论。例如,主视图的方向、视图的数量;用哪一种剖视图表达中空结构最合适;带倾斜结构的零件如何用斜视图和局部视图结合起来表达。鼓励小组成员各抒己见,在讨论中互相学习,掌握零件表达方法的综合应用。
在部件测绘中,学生通过拆装装配体,了解零件各个结构的功能,明白结构的设计主要由功能所决定。同时,也了解了设计的整体性问题,如结合的可靠性、拆装的方便性、外形与内形的一致性等,为之后的毕业设计作知识上的铺垫。忽略零件的工艺结构亦是毕业设计中容易犯的错误,对于这方面的错误,可通过零部件的拆装、绘制草图等练习,加强意识、提高常见工艺结构设计能力。
另外,毕业设计课题中有不少会要求对机器的机身、大型底座进行设计,这部分通常是焊接结合件,需要焊接图方面的知识作支撑。因此焊接图不能因为课时原因不纳入教学内容的范畴,相反应该加强焊接图表达的学习,同时掌握标注标准焊接符号。
(3)注重简化画法的应用
传统制图教学中截交线和相贯线的绘制,向来是《机械制图》课程的重点和难点,讲解这些内容耗费了较多的课时。随着计算机设计与绘图技术的普遍应用,学生的三维造型能力普遍提高,截交线和相贯线的的投影通过实体造型可方便获得,学生只需掌握相交实体的形状,截切平面的位置,掌握交线的走向,其结果只需以简单的线条表示。在国家标准GB/T16675.1中,对表面交线的简化画法都有说明,在工程实际应用中也是简化处理的。对于简化截交线和相贯线知识的讲解,既可以精简学时,又可以解决教学难点。除此之外,常用的螺纹紧固件(GB/T4459.1)、滚动轴承(GB/T4459.7)等在制图国家标准中都有简化表示,教学中加以强调,练习、考试也以简化画法为主,提高学生制图的简便性。
2.《机械制图》课程与其它课程衔接的优化
《机械制图》一般在大一第一学期开设,学生从学校到学校,许多学生都没有看到过机床等加工设备,更不可能了解一个零件是怎样加工出来的,所以在讲解“尺寸标注”“公差与配合”等内容时,学生对设计基准和工艺基准难以理解,对配合方式的选择和公差的标注感到困惑也是可以理解的;对这部分内容在本课程中可以加以淡化,把本课程结束时的制图大作业延迟到《金工实习》《互换性与公差配合》《机械设计》等课程上完以后进行,再来结合大作业加强“尺寸标注”“公差与配合”等教学内容,学生会容易理解和掌握。一些专业基础课、专业课之后都会有课程设计,其中的制图部分一点也不能放松要求,要完全按规范进行。只有将机械制图贯穿机械专业学生四年学习的全过程,才能让学生循序渐进,不断深入地掌握好这门工程界的“语言”。
三、结束语
毕业设计,是学生对大学期间所学知识的综合应用,也是进入职场前的模拟考,通过《机械制图》课程体系现的优化,对提高学生的图纸质量会有一定积极的作用。而要全面提高毕业设计的质量,需要学生、教师、学校有关部门等多方共同的努力,如优化基础课程、专业基础课程、专业课程及相关实践性课程的衔接,优化各课程的教学内容及课时安排;毕业设计的选题最好来自厂矿企业实际课题,与学生今后从事的工作相关,吸引学生投入更多精力;做好毕业设计过程的管理,使学生有充裕的时间对课题进行论证,对图纸进行修改,保证毕业设计质量。
参考文献:
[1]万宏强.机械专业毕业设计中的设计与绘图问题.科技创新导报,2010,(12).
关键词:卓越工程师培养计划;课程体系;实践教学;教学改革
“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是促进我国从工程教育大国向工程教育强国的迈进重大举措之一,为今后工程教育发展、人才培养模式创新提供了明确的指导思想、总体思路、主要目标、重点任务和保障措施,“卓越计划”培养学生的专业项目策划、工程设计、施工技术、项目管理与研发等能力,其目标是培养具有较强的实践能力、创新能力、适应经济社会发展需要的各类型高素质工程技术后备人才。河南理工大学获批卓越工程师教育培养计划高校学科专业名单,测绘工程专业加入“卓越计划”,对本科人才培养、教育质量、创新人才培养具有示范作用,根据“卓越计划”要求,大学期间要有超过一学年的企业实践经历,因此,对其培养方案改革、特别是实践教学课程体系改革是十分必要的。
一、测绘工程专业特点及现有实践教学体系
(一)测绘工程专业特点
测绘工程是通过测定、描述地球的形状、大小、重力场、地表形态以及它们的各种变化,确定地物的空间位置及属性,并绘制相应地图及建立其空间信息关系。根据学校办学特色和专业特点,该专业相对于其他专业有以下特点。
1.实践教学中独立动手能力要求更强。测绘工程技术人员要掌握测量仪器的工作原理和使用方法,培养学生的仪器独立使用、检验与校正能力,要求学生具有较强的实践动手能力,各实习小组之间相对比较分散,在明确实习目的与任务后,在教师指导下由学生独立完成测量、计算、绘图等环节。
2.实践教学与理论教学联系更加紧密。测绘工程专业课程均有相应的课堂或集中实践教学内容,实践教学与理论教学是相辅相承、密不可分的,实践教学穿插在理论教学中,前一章节的实践教学内容是下一章节理论教学的基础,理论教学需通过实践环节加深学生印象、促进知识理解。
3.团队协作配合要求更严格。测绘是一个团队配合的工作,任何个人很难独立完成测绘任务,都是要一个工作团体协作完成。测量工作需要测量员、记录员和跑尺员,他们之间需相互配合。
4.工作内容的行业化更明显。社会建设中许多行业都需要测绘人才,但不同行业对测绘技能的要求不尽相同,在工程建设企业侧重要求测绘施工放样等技能,规划、国土部门侧重要求地图的绘制技能,煤炭、隧道企业侧重地下工程测量等技能,地理信息部门侧重要求测绘的信息获取、分析、处理等技能。
(二)现有实践教学体系构成及存在问题
1.现行实践课程体系。测绘工程现有专业课程的课堂实习所占课程总学时比重较大,约为20%,有些课程如测量学基础课堂实习20学时、理论教学40学时、数字测图原理与方法课堂实习20学时、理论教学20学时。
通过在实践教学基地的集中实践教学活动,培养学生的测绘综合技能、团队配合意识。四年教学期间有五门集中教学实践活动、两门相关课程设计和毕业设计(论文)。测绘工程专业集中教学实践主要有:数字测图实习、控制测量学课程设计、控制测量学实习、工程测量学课程设计、工程测量学实习、数字摄影测量实习、毕业实习和毕业设计等。
2.实践课程体系存在的问题。首先,现行实践课程体系相对较为分散,不利于集中企业实践教学安排;其次,实践教学多为模拟式实习,与企业测绘工程项目存在一定的差距;最后,缺少对企业文化、项目招投标、案例分析等方面的训练项目。
二、测绘工程卓越计划专业实践教学课程体系设置要求
根“卓越计划”要求,培养采用“3+1”模式,即3年在校学习,1年企业实践。通过企业实习,依托校外实践基地和企业测绘工程项目,着力加强现代测绘技术的综合训练,强化学生面向工程、面向生产实际的技术应用能力和创新意识。通过企业工程实践,贯通学生所学有关专业知识,培养和提高学生的实践动手能力。在实践教学过程中,培养学生的专业素养和专业技能,主要包括以下几个方面。
工程实践能力:经过测绘工程集中实践性环节的实习、实训、课程设计和毕业设计,具备一定的工程项目操作能力。参与工程项目实施和项目管理,受到生产管理和技术管理的全面训练,具备独立工作能力,熟悉和适应实习企业的社会环境、经济环境和人文关系环境。
信息获取和自主学习能力:通过参与企业工程项目案例分析、现场交流等途径,获取生产技术信息和资料,并能够进行分类、提炼、整理和总结,在企业培养阶段能够发现自身知识、能力的不足,明确努力方向并自主学习,培养终生学习的意识。
沟通交流能力:在实习生产企业现有体制下,通过与工程技术人员、工人的书面和口头交流,养成正确处理人际关系能力和团队协作精神。
三、测绘工程实践教学课程体系构建
(一)实践教学课程体系设置要求
1.校内课堂实践与企业实践相结合。根据测绘工程专业特点,实践教学课程体系应包括校内和企业两部分。在校内实践教学,培养学生的基本实践认知能力,通过课堂实践和学习,掌握仪器使用的基本技能,促进校内课堂理论教学的理解与掌握。通过企业实践,培养学生的工程实践、沟通交流等综合实践能力。形成企业实践为主、课堂实习有力补充的实践教学课程体系。
2.模块化企业实践与综合性毕业实习相结合。为了使学生全面掌握测绘专业技能,要把企业实践部分进行模块化设置,每个模块应相对独立、功能各异,各个模块安排在不同行业的企业进行培养。安排学生毕业前在综合性测绘企业进行综合性测绘实践活动,模块化企业实践与综合性毕业实习相结合。
3.注重企业实践课程体系的设计性、综合性和创新性。要依靠企业先进的仪器、设备,借助企业完善的生产、设计、开发和创新条件,利用企业真实的工程实践环境以及先进的文化氛围,与企业具有丰富工程实践经验的工程师和高级管理人员一起做好实践课程模块的设计和建设,建设有设计性、综合性和创新性的企业实践课程模块。
采用“相对集中、灵活安排”的原则,使1年企业实习的要求在三、四年级这两年中进行,累积企业实践达到或超过1年。既保证了企业实践累积1年的要求,又满足了理论指导实践、实践增强理论认知能力的需求。学生在企业的学习任务主要是培养他们的工程实践能力,养成工程创新意识,同时把在企业实践期间发现的专业问题集中起来,再在学校进行系统的理论学习、研究。
(二)测绘工程实践教学课程体系的建立
1.课堂实习的构成。根据理论教学需求,随堂进行认识、仪器使用的实习。第一,理论与实践相结合,课堂实习便于理论知识的理解,巩固理论知识;第二,在进入企业实习之前,掌握了仪器的基本操作,以便于缩短在企业适应过程。把课堂实习内容中的一些综合性实习转移到企业实习中去,课堂实习只保留认识、简单操作类的内容。
2.企业实习的构成。“卓越计划”中企业实习是十分重要的教学环节,合理、科学地制定好企业实习的课程体系、大纲要求和时间安排是十分重要的。将学生参与实际测绘工程项目研究活动作为实践性课程,使学生在校内或企业导师的指导下开展实际工程项目的研究。由于测绘工程专业所对应的实习企业类型不同,可以分为面向基建工程、面向变形监测、面向矿山、面向国土测绘等,因此把1年的企业实习采用“相对集中、灵活安排”的原则,分成3段集中时间,针对不同的实践内容安排不同的企业。
企业实践教学体系安排内容主要有:测绘工程认识实习、测绘基础技能学习与实践、测绘工程项目招投标、控制测量项目方案设计、控制测量生产实践、工程测量项目方案设计、工程测量生产实践、摄影测量(遥感)综合技能企业实践、测绘生产技能拓展企业实践、测绘工程项目管理企业实践、企业工程项目案例分析和企业生产实践及毕业设计。
相对原有的校内模拟实习,增加了招投标、技能拓展、案例分析、项目管理等方面的实践内容,促进学生全面熟悉项目实施过程,增加W生对测绘工程项目实施的认知能力、工程实践能力、信息获取、自主学习能力和沟通交流能力。
四、结论
在“卓越计划”的框架下,分析测绘工程专业特点,理清实践教学的改革思路,开展测绘工程专业实践教学改革,采用“相对集中、灵活安排”的原则,构建了该专业的企业实践教学体系,对培养学生工程实践能力、信息获取和自主学习能力、沟通交流能力、提高实践教学质量有重要意义。
参考文献:
[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011,4(2):47-55.
[2]林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究,2011,6:5-15.
[3]周英.落实卓越工程师教育培养计划 大力培养工程科技创新人才[J].中国大学教学,2011,8:11-13.
[关键词]地理类专业 实习-毕业设计-就业 培养模式
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)23-0007-02
我校(重庆交通大学)分别于2001年开设资源环境与城乡规划管理(现人文地理与城乡规划)专业,2006年开设地理信息系统(现地理信息科学)专业,通过院系领导和全体教师的积极努力,取得了一定成绩,培养方案趋于优化,学生在用人单位的反应良好,也得到了同行专家的积极认可。但是作为新办专业,这两个专业都还存在较多问题,如培养目标不清晰,学科特点不突出,专业定位与社会需求错位,课程体系不完善,学生实践动手能力不强等,甚至在招生和就业方面都处于比较尴尬的境地。
针对我校地理类专业目前的处境,积极探讨如何培养适应市场需求的高素质人才,对于地理类专业的生存和发展具有重要意义。本文从如何增强学生毕业设计水平、提高学生专业素质和适应用人单位需求的角度出发,提出“毕业实习—毕业设计—就业”一体化的培养模式,以期为地理类专业的发展提供参考。
一、实施“实习-毕业设计-就业”一体化培养模式的积极意义
通过实施这种“实习-毕业设计-就业”一体化的培养模式,让学生提前走出校园,与社会接轨、与生产实践接轨,对于学生提升专业水平、提高就业竞争力、增强学生学习兴趣和提高学校及专业知名度都具有重要作用。
(一)提高学生就业能力
我校两个地理类专业自从开设以来,就业率一直不够理想,应该说原因很多,如地理类专业本身属于比较冷门的专业、学生基础有限、师资力量缺乏,导致学生学不到过硬的专业知识,就业竞争力不强,更严重的是社会认可度不够。在交通院校这种专业性大学开设地理类专业很难得到社会用人单位的认可,如每年学校召开的就业“双选会”上很少有适合地理类学生的工作岗位可选择。这样的情况对于学生的学习积极性极容易产生负面影响。由于心智不够成熟,很多低年级的学生也会受“传染”而产生厌学情绪,最后形成恶性循环。
将大四学生的毕业实习与毕业设计结合起来,让有意加入相关单位的学生提前融入单位的氛围中,也间接地向用人单位推介了专业品牌,使学生能在感兴趣的单位一直做下去。通过这种模式,能将传授间接知识的教育背景与直接获得实践经验和能力的生产环境有机结合,真正做到让学生在做中学、在学中做,确保毕业生与社会需求岗位“零对接”。这样不但可以提高学生学习的积极性,建立其强烈的成就感,使其认识到本专业的社会价值和市场需求,培养起专业感情,而且可以使学生的专业综合素质、能力素质和就业竞争力得到极大的提高。在此模式下培训出的学生在就业岗位上普遍上手快,缩短了就业适应期,在一定程度上降低了单位的培训成本,提高了用人单位的生产效率。同时使学生得到了社会的普遍欢迎,更容易赢得用人单位的青睐。[1]
(二)使毕业设计与生产实践相结合,提高学生积极性及实习效率
虽然人文地理与城乡规划、地理信息科学这两个专业与实践结合得非常紧密,但是由于这两个专业的办学历史都不长,师资力量缺乏,特别是在学术界和社会上有一定影响力的专家奇缺,所以科研项目很少,学生实际参与的机会更少,这就很容易导致教学与实践脱节的现象发生。传统培养模式下,多数教师的毕业设计题目都是偏纯理论性质的,无法体现生产实际;而本科学生的理论水平本身就不高,加上有网络资源可以利用,所以不少学生的毕业论文都是由多篇文献拼凑而成,甚至有学生直接抄袭硕士论文来应付了事,这样的毕业设计对学生素质的提高可以说没有任何意义。
为了使学生在毕业设计中提高实际操练能力和专业综合素质,充分激发他们的创造力、想象力与积极性,在“毕业实习-毕业设计-就业”一体化的培养模式下,可以让有意向加入公司的学生提前融入,将生产实习与毕业设计结合起来。在单位技术人员与本校教师的指导下由学生自己命题,自己解决问题,自己总结经验,完成毕业设计,教师只负责理论指导。这样不仅给学生带来了创新的乐趣,提高了他们学习的积极性,让他们产生了强烈的成就感,而且使学生有了充足的时间来进行企业的产品研发、生产和市场推广等活动。通过将毕业设计带到实际工作中,真正做到让学生在做中学,激发了学生的兴趣,提高了学生的积极性,学生的实习效率也得到了提高。
二、实施“实习-毕业设计-就业”一体化培养模式应注意的问题
虽然“毕业实习-毕业设计-就业”一体化培养模式在提高培养水平、增强学生就业能力方面具有积极作用,但是还存在以下问题。
(一)学校与社会用人单位的合作问题
实践教学走生产教学相结合的道路,是确保教育体系和办学模式发生根本性转变的必由之路,同时也是人才培养最有效、最基本的途径。[2][3]实现实践过程中学生、教师、用人单位人员间的合作关系是实现“毕业实习-毕业设计-就业”一体化培养模式的重要途径。这就需要学校院系相关领导和教师们积极加强与社会相关单位的联系和沟通,建立起合作的平台。如我校教师积极联系了中地GIS公司重庆分公司、重庆数字城市公司等GIS开发和一些土地利用规划、环境规划、环境影响评价、房地产测绘与评估等方面的公司作为学生的实习单位,为学生实习创造了较好的机会。同时,校内教师应该加强与用人单位技术人员和领导的沟通,加强对学生实习表现和专业知识方面的反馈,并针对学生在实践中体现的专业知识方面的不足进行积极指导,保证学生通过实践提升专业素质。
(二)毕业实习过程中如何提高效率的问题
在传统培养模式下,我校学生只是在大四下学期开学的时候进行四周生产实习,时间短,不深入, 基本都是走马观花,再加上传统的实践教学模式——教师占主导地位,学生处于被动地位,缺少必要的积极主动态度, 没有压力和责任感,致使理论教学与实践教学脱节,实习效率不高,结果很不理想。
实施“毕业实习-毕业设计-就业”培养模式,可以很好地改善这一状况。但是如果学生到实习单位后从事的工作与专业关系不大或者无关,就会大大地降低学生实习的效率,并且浪费他们宝贵的学习时间。这就要求教师在和实习单位接洽的时候要尽可能地安排学生从事与专业结合密切的工作。同时在考虑课程学习时间时尽量把课程安排在大学生活的前三年,延长实习时间,这就需要对专业培养方案进行调整。
(三)如何提高就业竞争力的问题
提高毕业生就业率可以说是实施“毕业实习-毕业设计-就业”一体化培养模式的基本动力和最终目标。但是这种培养模式可以说是一把“双刃剑”,一方面它可以让用人单位了解我们的专业特色和我校学生的专业素质和能力,但是另一方面也很有可能带来负面效应,比如学生的专业素质不过硬、为人处世能力太差,这不但不能创造品牌效应,还会砸了招牌。这就要求我们教师平时在认真上课传授知识的同时,对学生严格要求,让学生掌握过硬的专业技能。另外,还应该要求学生在努力学习的同时注意培养和提升自己的谈吐水平、人际交往礼仪,从而增强学生的社会适应能力。
三、结语
大学实践教学可以说是整个教学过程中的最后一个重要环节,为了改变我校地理类专业学生动手能力较差、专业知识与技能结构不能满足社会用人需求的情况,必须根据我校学科和师资资源优势设计出科学可行的总体培养方案,构建出科学可行的实践实习教学体系,从而提升学生的实践能力和就业竞争能力。为此,加强实践教学环节是地理类专业实践教学改革的必然选择,[4]实施“毕业实习-毕业设计-就业”一体化培养模式是加强实践教学环节的有效途径。
培养适应社会市场需求的高素质人才是普通高等院校人才培养模式的必然选择,地理类专业“实习-毕业设计-就业”一体化培养模式探索需得到学校、教师、学生、用人单位的全力配合方可顺利完成,是确保该类专业教育体系和办学模式发生根本性转变的必由之路,同时也是人才培养和解决学生就业的有效途径。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 秦其明,董廷旭.中国高校地理信息系统专业发展问题探讨[J].中国大学教学,2011(5):34-37.
[2] 鄢志辉.地理信息系统专业教学改革的思考[J].湖南城建高等专科学校学报, 2003 (6):51-53.
[3] 赵小风,黄贤金,陆汝成.资源环境与城乡规划管理专业教学改革探讨[J].高等农业教育, 2009(7):58-60.
一、毕业设计对于中职专业教学的重要性
作为专业人才培养方案的重要组成部分,毕业设计对培养合格的应用型人才具有十分重要的作用。在中职领域开展毕业设计工作,其重要性还体现在:
(1)毕业设计适合学生的现实需求
中职学生普遍年龄层次低,基础知识薄弱,学习习惯差,导致专业理论学习难度大、学习兴趣少。毕业设计需要亲自动手解决实际的工作问题,符合中职学生实际操作能力较强、对实用问题感兴趣的特点。通过毕业设计的实践活动,能够帮助学生进一步认识、了解所学专业,从而激发专业学习的热情,掌握本专业的基本技能,为其进入高职阶段学习奠定基础。这也是中职专业教学的有效性的体现。
(2)毕业设计引导专业建设的服务方向
毕业设计选题来源于实际工作岗位,采用当下最流行的技术。经过毕业设计的训练,学生能够初步了解并获取从事专业工作的职业资格,使专业所学能为岗位所用。毕业设计跟随社会发展与技术进步不断更新其主题和内容,可以引导专业建设及时调整目标与方向,使专业建设更好地服务于区域经济发展。
(3)毕业设计助力课程体系的不断完善
在完成一个有现实背景的毕业设计任务的过程中,总会遇到这样那样的技术问题,大部分问题综合所学即能解决,有些问题则是全新未闻;此外,随着技术发展,会出现新的、更为简洁的解决方案。不断解决现实的技术问题,无疑是课程体系建设的原动力。作为课程建设的反馈器,毕业设计的推进过程,也是对专业课程结构和课程内容设置的合理性检验过程,使得整个课程体系建设构成一个能够适时完善的闭环系统。
(4)毕业设计促进教学团队专业成长
中职学生的特点,决定了毕业设计任务无法交由他们来完全独立地完成,关键技术点需要指导教师来攻克。现实中的专业教师大多没有实际的工作经历,缺乏解决技术问题的习惯和经验。在指导毕业设计的过程中,教师需要同时身兼项目工程师的职责,这种倒逼压力促使教师主动研究技术,积极探索问题的解决办法,自身专业素质得到提高,从而带动整个教学团队技术能力的提升。
二、如何有效开展中职适用的毕业设计工作
与高等教育相似,中职阶段的毕业设计也是要求提交相对完整的工作结果的一项综合实践活动。但由于学生整体的差异,需要采用不同的方法。在中职阶段,成功实施毕业设计工作,需要关注以下内容:
(1)确定毕业设计课程的设计原则
工作性原则
毕业设计课程的选题应当来自于职业岗位的任务项目。要求学生在给定的时间内,提交合乎客户需求的产品。其工作流程、执行效率、劳动守则、技术规范、数据标准等方面的要求,与真实工作环境相一致。
综合性原则
在完成任务的过程中,学生需要了解客户需求、查询技术资料和规范,梳理并综合运用前期课程所学的专业技能。除此之外,还需学会团队分工合作,养成良好的工作习惯。
独立性原则
毕业设计应当是在教师的组织和指导下,学生独立进行的学习和探索过程。以学生为中心,教师通过引导和帮助,学生独立计划并完成任务项目,从而得到完成一个实际项目所必需的综合基本训练。
创新性原则
现实的项目类型和客户需求多种多样,在工作过程中会出现各种已知的和未知的技术问题,需要师生共同学习,激发创新思维,获取创新的工作成果。
(2)选择合适的课程模式和教学方法
按照毕业设计的特点,采用工作过程系统化的课程模式。工作任务要清晰完整,学生需要经历从明确任务、制定计划、实施检查到评价反馈的整个工作过程,从中获取工作过程知识,掌握相关的专业技能,梳理并重构专业知识体系,同时获得处理信息、掌握计划、决策和实施、总结评价、团队协作、沟通交往等关键能力。课程实施过程中,以小组为执行单位,学生扮演不同的岗位角色。以行动为导向,在不同阶段,针对具体问题的特点,采用探究法、案例教学法、任务教学法、项目教学法等多种形式,使学生在完成毕业设计的同时,能够学习并掌握相关的核心技术。
(3)指导教师发挥关键作用
中职学生的知识与经验不足,逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力欠缺,无法强求他们能像大学生一样,独立、主动地去解决毕业设计中遇到的问题。中职阶段的毕业设计,可以不妨设定为企业资深员工带领新入职人员,共同完成实际工作项目这样一个情景。指导教师扮演项目工程师、项目经理、技术培训师三重角色,承担解决关键技术问题、管控项目进展以及知识与技能教学的任务。这对专业教师而言,既是挑战也是历练的机遇。指导教师需要努力钻研技术,多渠道地寻求技术解决方案,并善于对新的技术和技能进行教学化项目设计,采用合适的教学方法,传递给学生;此外,还要关注学生的工作过程,调节工作情绪,把控工作进度,确保毕业设计能够提交相对完整的作品。
(4)加大毕业设计的工作力度
鉴于毕业设计的重要性,需要站在专业建设的层面,集聚科组或专业团队的力量,来推M毕业设计工作。在设计选题时,要综合前期课程的学习,选择应用性强、可持续发展、可累积成果的项目;在队伍组织上,要动员专业团队集体攻克技术难关,同时尽力寻求企业的技术协助;在指导策略上,要为学生创造较好的实践环境,帮助学生解决问题,力争让每位学生在通过自身努力后,能完成相应的工作任务,有不同程度的成果收获和成就感;在总结评价时,既关注工作成果的的目标达成,也关注学生个体通过毕业设计而收获的个人成长;在工作结束后,要及时回馈毕业设计过程中产生的教学成果,以不断修正课程结构和课程内容,发挥毕业设计工作的最大效益,使其成为整个专业课程建设中的重头戏。
中职工科专业教学毕业设计课程的实践探索
三、毕业设计的应用实例
作为广州市教育局精品课程“数字地图加工”的终端教学环节,我校“空间信息处理”专业的“三维地理建模”毕业设计已经连续开展了三年。作为中职生在校的最后一道大餐,师生共同成长,一起收获了别样的精彩。在此简单介绍其过程和心得,以供分享和借鉴。
(1)专业背景及选题
我校开设的“软件与信息服务(空间信息处理)”专业,其目标是为空间信息处理行业领域培养初级的技术技能型人才,要求学生具有基础的程序编写技能,掌握GIS软件平台的基本操作技能。在城市数字化的浪潮中,三维地理信息成为应用热点,3D GIS成为IT领域的热门技术之一。“三维地理建模”运用到软件技术、图形图像处理技术以及GIS技术,跟本专业课程密切相关;建模尺度可大可小,建模方法也在不断推陈出新,连同后期的模型应用,本项目可持续开展,获得系列化的成果。
(2)前期技术准备
前期工作由教师主导,专业社团协助参与完成。工作内容包括新技术调研、工作流程设计、工作规范编制、关键技术攻关等。
①技术选择
当前主流的地理建模技术,是使用Google Earth(以下简称GE)获取卫星影像;使用ArcGIS平台进行地信数据处理;使用SketchUp(以下简称SU)创建3D模型;使用Skyline平台进行模型展示。这些工具平台都可以借助代码来拓展其功能,实现特殊要求。
②工作流程
技术路线与工作流程图示如下:
所使用到的工具与软件:全站仪、测距仪、Google Earth、Auto CAD、Global Mapper、ArcGIS、SketchUp、Skyline以及自制工具。
③编制工作规范
各种规范文档包括:工作纪律规范、技术指导手册、测绘数据规范、三维建模规范\程序代码规范等。
④关键技术攻关
限于篇幅,这里简介2个关键技术。
编程类:代码获取卫星影像数据
GE为普通的地信应用提供了关键的卫片底图数据。手工逐幅截取,后期的拼接和配准工作量巨大,且大范围时容易失真。代码截取卫片,可以无缝拼接,确保影像精度和坐标精度。
在ArcMap的VBA环境中编程,创建UIControl并在其事件中编写代码,完成自动截取功能。程序界面如下:
在ArcMap中,绘制一个表示截取范围的矩形面框,然后单击“AutoMap”按钮,启动自动截取过程:首先获取截取框的位置坐标,然后从左下角开始,设置GE的Camera.range=300(此时GE卫片的分辨率大致为1:10000),Camera.Tilt=0(确保无倾角),Camera.Azimuth=0(确保正北向),逐幅移动GE中的卫片,同时进行截屏保存图片,并适时计算其World File数据。下图为截取的学校附近的1幅卫片,其分辨率足以进行1:10000的矢量化提取。
一期项目计划完成学校本部、雕塑公园、麓湖公园的三维建模,截取范围3.26km×1.87km,共截取卫片10×7幅,耗时约2分钟(跟网速有关)。这70幅卫片可以在ArcMap中直接加载,且无缝拼接。
绘图类:创建3D地形
SRTM3.0是目前能够公开获取的较好的全球高程数据。项目区域所涉及的文件为:SRTM_f03_n029e118.tif.gz。在Global Mapper中加d该文件,并将其转换为等高线,注意使用5m等高距加密。然后在ArcMap中,按项目所设定的区域,将其修整成封闭曲线,如下图所示。
该等高线可直接转至SU中成为三维线,然后使用“沙盒”工具生成三维面。经比较发现,由Tin数据直接转成的SU三维面更加光顺。所以,先在ArcMap中,使用“3D Analyst”插件的“Create TIN From Features”命令,生成TIN数据后,再转至SU中,得到山体面。
接下来进行道路建模。先在ArcMap中,按照道路宽度,生成缓冲区;合并缓冲区后,转至SU中,然后执行“曲面投射”指令,将道路面投射到山体面上,然后对道路进行贴图。最后得到带路面的山体面,如下图所示。
(3)组织与实施过程
①创设情境
教师提出项目的任务目标,展示类似的三维地理模型成果;营造实境工作氛围,宣布工作守则,明确考核方式。
②划分工作小组
先指定1~2名优秀学生作为项目负责人,然后自主报名,成立若干工作小组,各组推举1名组长。教师根据学生的能力和特点,进行互补搭配,最终确定工作小组成员。
③制定计划
指导教师发放实习工作规范文档和相关的技术支持资源。根据项目的具体情况,为各个工作小组分配任务。组长组织组员分析讨论工作任务,对任务进行分解、分工,制定工作计划,并报备项目负责人,最后由指导教师审定。
④实施检查
整个实习过程强调学生自我管理、独立完成。组长管理各个组员,项目负责人管理各个组长,指导教师管控全局,重点联系项目负责人。要求每天撰写工作日志,组员向组长、组长向项目负责人、项目负责人向指导教师及时反馈工作进程。指导教师需要及时发现学生出现的工作困难,适时进行个别指导、小组指导和全班指导,及时解决技术障碍,确保实习工作顺利进行。
⑤评价反馈
实习结束,举行“毕业设计分享会”,各工作小组展示工作成果,分享工作心得。根据工作日志的纪录,组长为其组员评分,项目负责人为各个组长评分,指导教师最后根据整个项目的完成情况,给出团队评价和个人评价。
(4)实施效果
下图所示是首次毕业设计完成的三维校园。迄今为止,已经完成学校周边的雕塑公园、麓湖公园的三维建模,做完白云山风景区后,整个区域连成一片,蔚为壮观。
随着经济社会和高等教育的发展,对人才培养提出了新的要求。工程教育专业认证、应用型人才培养、创新创业教育成为高等教育改革发展的外部环境,这就要求国内各高校要适时修改教学计划,进行课程改革。另外,随着现代大学教育从传统模式转变为学分制,所有传统课程都普遍面临学分压缩的问题[1]。制图课程作为工科院校一门实用性很强的重要技术基础课,也面临着这样的问题,无论是机械类、近机械类,还是非机械类制图课程,这一问题都普遍存在。所以,为满足各专业的培养计划,制图课程的教学体系应进行相应的调整,制定适应新的学时、内容要求的制图课程教学体系。在这一背景下,我校进行了制图课程的改革探索。
一、制图课程教育改革的目标
按照各专业对制图知识及应用能力的不同要求,分类设置教学内容。删除陈旧知识,强化计算机应用能力培养,提高学生识图、制图的能力,加强学生的机械工程素质培养和创新意识,建立一个具有专业特色的、重视计算机绘图、制图实践教学的,并将尺规绘图、徒手绘图与计算机绘图有机结合起来的现代制图课程体系。
二、制图课程教育改革的思路
(一)精选教学内容
制图课程包括画法几何、投影制图基础、机械制图、计算机绘图和制图实践五个教学单元。学校压缩学分,精简学时,使新教学计划下的机械类、近机械类、非机械类制图理论学时普遍减少。所以新课程内容在满足精选内容的基础上,从满足学生将来的应用出发,对内容进行适当删减,如删减画法几何中的部分内容等。另外,为适应应用型人才培养,增强学生的工程实践能力,应拓展制图课程的外延,引入二维、三维计算机绘图软件工具,增加实践教学学时,有机融合机械、制造、加工等机械设计学科的相关内容,提高学生快速表达设计意图和使用计算机绘制完成工作图的能力[2]。再者,为体现专业特色,不同专业的制图课程讲解实例应贴近专业。
从制图整体课程来看,原有制图课堂理论学时为96、80、48等,现有学时为64、48、32等。学时不同,课程内容与要求也是有区别的。其中,32学时的主要内容为:投影理论、制图基础、简单机械图样的阅读;48学时的主要内容为:投影理论、制图基础、机械图样(简单零件图、装配图的绘制阅读);64学时的内容与48学时的内容相比,在标准件、零件图、装配图部分添加了技术要求、材料、加工工艺常识,要求掌握工程图样结构的同时,更强调学生的形象思维和工程图形设计能力的培养。
另外,传统的制图教学重点在于手工绘制二维平面图,而现今的制造行业已大多使用三维设计软件进行产品设计和实现与客户的数据共享[3]。所以,为使学生尤其是机械类专业学生毕业后能适应新形势,围绕就业为导向的观点,传统的制图教学应从单一的绘图模式解放出来,侧重三维计算机绘图的应用。因此,在教学改革中,计算机绘图教学由之前的二维绘图为主的传统模式转变为现在的三维设计为主,学时由原来的8学时最多增至32学时。制图实践也由原来的简单齿轮油泵测绘增加了测绘的内容,并与计算机绘图相结合,注重提高学生的改进、创新意识。
(二)构建新的课程结构
在学校“分层分类教学原则”的指导下,从培养目标出发,针对本校不同专业在制图课学时上的差异性,相同学时在内容上的差异性,通过到各高校、企业调研、分析,将不同学时的制图课程内容进行了模块化分割,以方便不同专业根据培养要求进行选择和合理搭配。
另外,针对不同专业制定了新的课程结构,将计算机绘图内容融合到了整个教学过程中,使之成为贯穿全课程的一条主线,并将课堂理论、计算机绘图、制图实践课程适时融合。例如,机械制造及其自动化等专业(机械类)制图课程结构:课堂理论(64学时)+计算机绘图(二维、三维共32学时)+测绘(8学时),分上下两学期进行。在第一、二学期同时开设制图理论和计算机绘图课程,将圆弧连接、组合体、剖视图部分绘图作业同时采用尺规绘图和计算机绘图(二维、三维)两种方式,与传统的尺规绘图相比,激发了学生对现代绘图技术学习的热情,对学生掌握制图课程起到了事半功倍的作用。并且,在课堂理论教学中(零件图部分)增设制图测绘内容(2学时),通过实物测绘,使学生能更好地认识零件结构,有助于空间想象能力的培养。为实现连续性教学的思想,在第三学期开设制图实践课程(8学时),加深学生的工艺知识,培养学生设计与工艺相结合的工程意识。而对于近机械类专业和非机械类专业的学生,都只在第一学期开设制图理论和计算机绘图课程,测绘安排在第二学期。课程结构分别如下,近机械类:课堂理论(48学时)+计算机绘图(二维、三维共16学时)+测绘(8学时期);非机械类:课堂理论(32学时)+二维计算机绘图(16学时)+测绘(8学时)。
(三)改进教学方法
制图课程是一门理论严谨、技术性较强的课程,绘图中的图线、字体、尺寸标注等必须按标准进行绘制。所以要规范教学方法,严格要求,教师以身作则,在进行板书教学时一丝不苟,严格按照国家标准绘制图线,书写文字,为学生起到示范、榜样作用。另外,在现有教学资源的基础上,合理运用多媒体设备,课堂上运用AutoCAD、PRO/E等软件动态的展示绘图的过程及立体结构。形象生动,立体感强,降低了知识点的学习难度,提高了学生学习的兴趣[4]。
教学过程中,师生要相互交流,共同促进。告别“一张嘴”、“满堂灌”的教学模式,培养学生的自学能力。理论教学时,结合工程实际,教师从零件加工的角度创设问题情境,让学生以加工人员的身份想象问题,使设疑、探究、解惑同步推进。例如,组合体尺寸标注时,让学生按照零件加工顺序想象所需尺寸,保证尺寸标注完整。计算机绘图课程中,教师在机房通过具体实例讲解各种命令的应用,大量时间留给学生练习相对应习题,绘图中遇到问题及时与教师沟通,使学生能够轻松愉快地学习。在制图实践教学中,将单纯的零件测绘实践改为“测绘+设计”的模式。首先,给出某种产品的实物,在测绘之前展示产品的工作原理及各个零件的结构,让学生确定表达方式,完成零件的测绘;然后,根据测绘数据、依据具体设计装配要求,完成装配草图的绘制,并进行某部分零件的改进设计;最后,要求学生上交所有零件的手绘草图,并应用计算机二维、三维软件绘制零件图、装配图,且全部打印出图。在零件的测绘、设计过程中,丰富了学生的认识,借助实物让学生更容易发现问题,以寻求解决方案,调动了学生的主动性和积极性。
(四)完善考核方式
在原有考核方式的基础上完善计算机绘图、制图实践教学环节的考核。计算机绘图的考核分为测试成绩与平时成绩。测试时,采用试题库随机抽取试题的形式,直接在电脑上进行,因题型不同,体现了每个同学的真实水平。而在平时上机练习时,可分组进行。每班三人为一个小组,每次批改每个小组中一个同学的作业,每次接受批改的同学由教师随机指定,表现优秀及特别差的同学另做记录,课程结束后每位同学的成绩不少于三次。这种平时成绩考核方式促进了同学相互帮助、相互学习,有助于形成良好的学习风气。
制图实践部分内容跟专业结合较紧密,主要考核手工绘图、计算机绘图、设计能力及部分专业知识的综合应用。为了使该课程与课程设计、毕业设计等实践环节更好地衔接,要从培养应用型毕业生的目标出发,加大设计部分的考核,使总成绩=40%手工绘图+40%计算机绘图+20%设计。
三、结论