【摘 要】 機(jī)械制圖是工科專業(yè)具有較強(qiáng)工程背景的專業(yè)基礎(chǔ)課程,本文針對目前機(jī)械制圖課程教學(xué)存在的問題,應(yīng)基于工程化視角明確課程設(shè)計定位,加強(qiáng)素質(zhì)培養(yǎng),理論教學(xué)與工程實踐并重,注重學(xué)生理論應(yīng)用能力和實踐操作能力的培養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】 機(jī)械制圖;工程化視角;工程實踐;教學(xué)設(shè)計;教學(xué)改革
社會對人才的需求是多層次的,工程實踐中不僅需要研究與開發(fā)領(lǐng)域的科研型人才,更需要在一線從事制造、加工、運行、檢驗等與工程實踐緊密結(jié)合的工程應(yīng)用型人才。工程應(yīng)用型人才不僅要具備扎實寬廣的理論知識,還必須經(jīng)受一定的工程實踐訓(xùn)練,具有分析和解決實踐中遇到的工程實際問題的能力。[1]
一、機(jī)械制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀
機(jī)械制圖是高校機(jī)械類專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,既有系統(tǒng)理論又有較強(qiáng)較多的實踐。在專業(yè)培養(yǎng)方案中,承上啟下,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和工程素養(yǎng),為后續(xù)有關(guān)課程的學(xué)習(xí)和今后工作打下基礎(chǔ)。目前,機(jī)械制圖教學(xué)中存在一些問題[2],阻礙著教學(xué)質(zhì)量的提高。
1、課時少,內(nèi)容多,知識點瑣碎,教學(xué)單一
機(jī)械制圖的主要內(nèi)容以投影理論為基礎(chǔ),側(cè)重形體表達(dá)。內(nèi)容枯燥抽象,知識點瑣碎且涉及面廣,教師講課方式為“教師講,學(xué)生聽”,單調(diào)無趣。
2、重理論輕實踐
教學(xué)中強(qiáng)調(diào)課程體系的理論性與完整性,忽視培養(yǎng)學(xué)生的工程實際能力,實踐與理論間缺乏過渡與銜接。
3、過度依賴計算機(jī)繪圖軟件
隨著計算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)輔助繪圖成為近年高校教學(xué)的主流。這種教學(xué)模式忽視理論與實踐教學(xué),過分注重上機(jī)操作,使學(xué)生在缺乏理論基礎(chǔ)的前提下進(jìn)行操作繪圖軟件的大量練習(xí),造成其“知其然而不知其所以然”,教學(xué)目標(biāo)成了“培養(yǎng)簡單的制圖員”,而不是具有讀圖、繪圖能力的工程型人才。
二、基于工程化視角的機(jī)械制圖設(shè)計定位
機(jī)械制圖課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生繪制和閱讀工程圖樣的能力,是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。基于工程化視角進(jìn)行機(jī)械制圖教學(xué)設(shè)計,要遵從工程教育(技能訓(xùn)練)的特定屬性—實踐性,改革傳統(tǒng)教學(xué)模式,少理論講解,多工程實踐訓(xùn)練,強(qiáng)調(diào)以工程實踐輔助理論知識掌握,基于工作過程與生產(chǎn)實際設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)實踐能力較強(qiáng)的工程化應(yīng)用型人才。
三、基于工程化視角的機(jī)械制圖工程素質(zhì)培養(yǎng)
基于工程化視角的機(jī)械制圖教學(xué)設(shè)計,必須從以教師為中心向以學(xué)生為中心、從教師講為主向?qū)W生練為主、教師從講授型向指導(dǎo)型轉(zhuǎn)變,因此,需對機(jī)械制圖的課程體系進(jìn)行改革,教學(xué)過程進(jìn)行重新設(shè)計,探索具有工程實踐特點的教學(xué)模式,提高教學(xué)質(zhì)量。
1、理論部分教學(xué)設(shè)計
(1)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,選擇工程實物的合理形式輔助學(xué)生理解。在講授投影基本理論時,利用實物模型或掛圖授課;在講授基本體時,請同學(xué)分組制作紙制模型;在講授組合體、零件圖、裝配圖時,利用三維造型軟件制作的三維虛擬模型進(jìn)行展示輔助教學(xué);在講授裝配體、標(biāo)準(zhǔn)件、典型結(jié)構(gòu)、典型產(chǎn)品時,通過動畫與爆炸圖模擬工程實際中的產(chǎn)品裝拆、運動及功能。
(2)請學(xué)生攜帶分組制作的紙制模型,引導(dǎo)學(xué)生觀察實物模型,同時組內(nèi)同學(xué)協(xié)作進(jìn)行投影實驗,歸納、總結(jié)、掌握投影理論內(nèi)容。將往屆學(xué)生實訓(xùn)制作的實際零件帶入課堂,分組下發(fā),引導(dǎo)學(xué)生觀察討論實際零件的結(jié)構(gòu)特點與繪圖規(guī)律,幫助學(xué)生盡快建立空間想象能力與邏輯思維能力。
(3)選用企業(yè)在產(chǎn)零件,實現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)的“零距離”銜接。將工廠實際零件以及相關(guān)生產(chǎn)資料帶進(jìn)課堂,采用引導(dǎo)觀察、理論講解、分組討論、練習(xí)繪制等步驟,實現(xiàn)講與練的無縫結(jié)合。學(xué)生在此過程中遇到的任何問題,均可以組內(nèi)討論、自行查閱或請教老師的方式解決。在教學(xué)過程中,結(jié)合使用生產(chǎn)實踐、現(xiàn)場教學(xué)、多媒體課件虛擬演示、真實零件觀察與測繪、分組討論等多種教學(xué)設(shè)計,使學(xué)生不但掌握工程語言,同時接觸實踐工作,提高學(xué)習(xí)興趣。
(4)在互聯(lián)網(wǎng)+背景下,網(wǎng)絡(luò)資源空前豐富,結(jié)合機(jī)械制圖的精品課程資源、微課、云班課、慕課等網(wǎng)絡(luò)資源,要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中討論與互動,課后重點復(fù)習(xí),加強(qiáng)理論教學(xué)。
2、實踐部分的教學(xué)設(shè)計
(1)采用工程引導(dǎo)的方式,組織學(xué)生到制造企業(yè)參觀實習(xí),進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場參觀—專家講座—生產(chǎn)線上正在加工的產(chǎn)品實物—產(chǎn)品實物的圖樣分析、討論、閱讀—表達(dá)方案分析—技術(shù)要求分析—工藝卡片閱讀等過程,讓學(xué)生盡量接近生產(chǎn)實際,培養(yǎng)讀圖及正確的零件表達(dá)能力。
(2)手工繪制零件圖。依照所參觀的制造企業(yè)的產(chǎn)品,分析此產(chǎn)品的工程圖樣(包括裝配圖和零件圖),依照國家標(biāo)準(zhǔn),要求學(xué)生在合適的圖紙幅面上按比例繪制零件圖,包括標(biāo)注尺寸與公差,書寫技術(shù)要求等,組內(nèi)同學(xué)互相檢查修改,最后提交。
(3)校外實踐與專家講座。組織學(xué)生到各類制造企業(yè)參觀,了解各種加工方法的對應(yīng)圖紙,邀請校外專家到校開展專題講座,開闊學(xué)生視野,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。
(4)企業(yè)零部件三維繪制大賽。教學(xué)設(shè)計中,將三維造型貫穿整個教學(xué)過程。結(jié)合生產(chǎn)實際,根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計過程,擴(kuò)展構(gòu)形及表達(dá)內(nèi)容的深度,將公差與配合、表面粗糙度、技術(shù)要求等內(nèi)容,應(yīng)用計算機(jī)繪圖技術(shù),進(jìn)行零件綜合表達(dá)的三維模型繪制,逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。
3、理實兼具的綜合性教學(xué)設(shè)計—典型部件測繪
典型部件的測繪能鍛煉學(xué)生的動手能力,增強(qiáng)其理論聯(lián)系實際的能力,培養(yǎng)工程意識,提高工程素養(yǎng)。[3]
首先將學(xué)生分組,組內(nèi)同學(xué)共同完成測繪任務(wù)。部件拆卸前,先觀察實物、閱讀參考指導(dǎo)書和查閱相關(guān)資料,了解部件的結(jié)構(gòu)、性能和工作原理。拆卸過程中,邊拆卸邊徒手繪制裝配示意圖。在拆卸過程中,練習(xí)使用常用測量工具、拆卸工具,討論體會常用工具的工作原理以及精度。部件的拆卸過程既能夠提高學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)團(tuán)隊精神,又可以開闊學(xué)生視野、提高工程素質(zhì)。
其次,部件的手工拆裝測繪結(jié)束后,組內(nèi)同學(xué)需要完成并提交如下作業(yè):尺規(guī)繪圖一份、計算機(jī)中進(jìn)行的三維造型一份、由三維造型生成的二維工程圖一份,裝配圖一份、爆炸圖一份。在三維參數(shù)化造型軟件中依次對部件中的各個零件進(jìn)行三維建模、生成零件的二維工程圖,進(jìn)行零件的裝配過程以及生成裝配圖。
最后,完善、補(bǔ)充所需提交的作業(yè)資料。典型部件的測繪實踐中,涉及到的課程有公差配合、測量技術(shù)、拆卸與裝配、參數(shù)化三維建模、二維造型、國家標(biāo)準(zhǔn)查閱、典型件的典型畫法、工藝結(jié)構(gòu)及安裝順序、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等等,在繪制的工程圖樣上,將涉及到的上述內(nèi)容進(jìn)行完善補(bǔ)充,最后提交給教師。在整個測繪過程中,學(xué)生的工程素養(yǎng)得到了極大的鍛煉,一方面學(xué)習(xí)了與制圖相關(guān)的若干課程的部分內(nèi)容;另一方面,對實際的設(shè)計過程有了深入的體會,對徒手繪圖的必要性與重要性有了新的認(rèn)識。
四、結(jié)束語
機(jī)械制圖是工程類專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,因此,教學(xué)設(shè)計上必須要體現(xiàn)“工程化、應(yīng)用型”的培養(yǎng)目標(biāo),與工程應(yīng)用實踐緊密結(jié)合,才能培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型技術(shù)人才。
基于工程化視角的機(jī)械制圖教學(xué)設(shè)計,從工程應(yīng)用的角度,進(jìn)行理論與實踐的教學(xué)設(shè)計,結(jié)合工程實踐中典型的零件測繪,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和實踐動手能力,強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實世界的直接真實學(xué)習(xí)訓(xùn)練,通過獲取直接經(jīng)驗學(xué)習(xí)理論知識,符合工程化視角下的工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 陳靜,耿向前,王鶴.機(jī)械制圖精品課程中工程素質(zhì)的培養(yǎng)[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2011(15)81-82.
[2] 黃燕鈞.基于工程實踐教育的機(jī)械制圖課程改革研究[J].梧州學(xué)院學(xué)報,2015(6)79-84.
[3] 趙軍,商躍進(jìn),張慧.機(jī)械制圖測繪課程教學(xué)改革與卓越工程師能力培養(yǎng)[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報,2016(1)277-281.
【作者簡介】
鎖小紅(1979-)女,漢族,河南洛陽人,博士研究生,副教授,研究方向:CAD/CAM/CAPP,生產(chǎn)系統(tǒng),布局設(shè)計.