程 敏

(鄂州職業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，湖北 鄂州 436000)

信息技術(shù)在高職《機(jī)械制圖》課程中的應(yīng)用研究

程 敏

(鄂州職業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，湖北 鄂州 436000)

本文從高職院?！稒C(jī)械制圖》教學(xué)的基本情況出發(fā)，分析了其發(fā)展現(xiàn)狀與弊端，結(jié)合實(shí)際需求闡述了課程改革的方向，并在此基礎(chǔ)上研究了在高職《機(jī)械制圖》課程中應(yīng)用信息技術(shù)的幾個(gè)方面，包括計(jì)算機(jī)制圖、信息化的教學(xué)手段與工具以及虛擬制圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并闡述了這些改進(jìn)的優(yōu)勢(shì)。

高職教育；機(jī)械制圖；信息技術(shù)

1 引言

1.1 信息技術(shù)的定義

當(dāng)今時(shí)代是信息時(shí)代，信息處理離不開信息技術(shù)；對(duì)于信息技術(shù)，從不同的范圍來說有不同的理解方式。從廣義哲學(xué)的角度來說，信息技術(shù)強(qiáng)調(diào)了技術(shù)與人的關(guān)系，只要是能充分利用和拓展人類信息器官功能的方法或者技術(shù)，都屬于信息技術(shù)的范疇。而從信息技術(shù)功能的角度出發(fā)，則更強(qiáng)調(diào)了技術(shù)處理的階段，各種對(duì)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、加工等技術(shù)的總和被理解為信息技術(shù)。一般來說，從更狹義的角度來理解，信息技術(shù)則是指利用各種硬件設(shè)備、軟件工具和科學(xué)方法進(jìn)行信息處理的技術(shù)之和[1]。本文中所指的“信息技術(shù)”采用了信息技術(shù)的狹義含義，主要是指利用計(jì)算機(jī)、新媒體等硬件設(shè)備，采用軟件工具和科學(xué)方法，獲取、加工、存儲(chǔ)、傳輸和使用信息的技術(shù)總和。

1.2 高職《機(jī)械制圖》課程概況

《機(jī)械制圖》課程是我國當(dāng)今高職機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必修的重要基礎(chǔ)課之一，這門課程既有基本的系統(tǒng)理論，又有較強(qiáng)的實(shí)踐性。課程教學(xué)的總目標(biāo)是：要使學(xué)生掌握機(jī)械制圖的基本知識(shí)，獲得讀圖和繪圖能力，具備繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的能力。學(xué)生通過對(duì)正投影法的基本原理和作圖方法、以及對(duì)國家制圖標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，能具備初步的技術(shù)能力。

我國的高職教育至今已走過幾十年的發(fā)展歷程。我國高職教育以適應(yīng)社會(huì)需要為目標(biāo)、以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線，注重學(xué)生的知識(shí)、能力以及素質(zhì)的全面培養(yǎng)，力求高職畢業(yè)生應(yīng)具有基礎(chǔ)理論知識(shí)適度、技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、知識(shí)面較寬、素質(zhì)高等特點(diǎn)[2]。因此，作為高職專業(yè)課教師，在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)充分貫徹國家高職教育方針，達(dá)到相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，有針對(duì)性的為國家培養(yǎng)高質(zhì)量的技術(shù)人才。

1.3 高職《機(jī)械制圖》課程改革趨勢(shì)

高職《機(jī)械制圖》課程長(zhǎng)期以來都采用手工繪圖的教學(xué)模式，然而傳統(tǒng)的機(jī)械制圖技能早已不能滿足飛速發(fā)展的信息時(shí)代的生產(chǎn)需求。當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)從業(yè)人員的知識(shí)和技術(shù)水平要求越來越高，越來越廣泛地運(yùn)用到計(jì)算機(jī)、機(jī)電一體和自動(dòng)化技術(shù)，傳統(tǒng)的制圖方式顯得效率十分低下。

因此，為了適應(yīng)社會(huì)和時(shí)代的發(fā)展，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的技術(shù)人才，高職《機(jī)械制圖》課程的教育也要與時(shí)俱進(jìn)[3]。無論是教學(xué)目標(biāo)還是教學(xué)方法都要進(jìn)行一定的改革。充分利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革，不僅能從根本上改變?nèi)藗兊膭趧?dòng)方式，還能有效地拓展人們的思維方式。通過使用現(xiàn)代信息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多方位立體化的教學(xué)功能，教學(xué)手段不再單一，通過再現(xiàn)、集成、交互、虛擬等功能的實(shí)現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容更加直觀，教學(xué)方法更加高效[4]。

2 高職《機(jī)械制圖》課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1 教學(xué)方法現(xiàn)狀

高職《機(jī)械制圖》課程教學(xué)目前采用課堂教學(xué)為主，課后習(xí)題分析為輔，卷面筆試為考核方式的教學(xué)方法。

其中，課堂教學(xué)更重理論講解，輔以教學(xué)模型、掛圖等教學(xué)手段；課堂容量較大，知識(shí)點(diǎn)十分密集；為了便于學(xué)生理解，還要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)繪制圖樣、講解模型等教學(xué)內(nèi)容，耗時(shí)較長(zhǎng)。因此，雖然課程內(nèi)容十分豐富，但是教學(xué)效率卻比較低。

而課后習(xí)題分析的輔助和卷面筆試的考核方法，對(duì)于對(duì)應(yīng)用性要求比較強(qiáng)的《機(jī)械制圖》課程來說，方法十分單一，習(xí)題考題內(nèi)容也比較陳舊，考核的更多的是學(xué)生的記憶能力，而無法對(duì)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果和操作能力進(jìn)行檢驗(yàn)。

另外，由于高職院校的學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)較為薄弱，學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都存在不足，對(duì)課程的理解能力十分有限，如何在有限的教學(xué)時(shí)間里達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，是每一個(gè)教師都在不斷探索的重要問題。

2.2 教學(xué)體系弊端

2.2.1 傳統(tǒng)體系抽象化

傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》教學(xué)體系是以正投影法為基礎(chǔ)的畫法幾何及其教學(xué)體系，該方法是儀器和手工繪圖時(shí)代的產(chǎn)物，也是該課程多年來一直沿用的教學(xué)體系。經(jīng)過理論和實(shí)踐的驗(yàn)證，該方法具有一定的科學(xué)性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維，激發(fā)學(xué)生的想象能力；但是也存在著一定的不足，即畫法幾何相對(duì)來說比較抽象，如果學(xué)生的理解能力有限，則無法形成立體的思維空間。從認(rèn)識(shí)規(guī)律來看，提高學(xué)生的空間思維更有利的方法是讓其直接感知三維空間中實(shí)體的存在，因此，在技術(shù)水平手段比較落后的時(shí)期，畫法幾何對(duì)于機(jī)械制圖的解讀相對(duì)來說更為先進(jìn)，但在當(dāng)今技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的條件下，將抽象化的方法重新回歸立體的解讀，更有利于理解和學(xué)習(xí)，從而提高教學(xué)效率。

2.2.2 傳統(tǒng)方法靜態(tài)化

另外，隨著課程改革的不斷發(fā)展，多媒體課件教學(xué)已經(jīng)成為主流的課堂教學(xué)模式，可以在一定程度上增強(qiáng)教學(xué)效果，然而在實(shí)際的運(yùn)用過程中，多媒體課件的制作都相對(duì)簡(jiǎn)單，雖然從色彩和精確度上來說有了進(jìn)步，但多媒體課件呈現(xiàn)的圖形或模型都過于靜態(tài)，學(xué)生看到的都是已經(jīng)完成的圖形或模型，并不能了解制圖的過程，因而難以達(dá)到預(yù)期的效果。

3 信息技術(shù)在高職《機(jī)械制圖》課程的應(yīng)用

將信息技術(shù)應(yīng)用于高職《機(jī)械制圖》課程的教學(xué)中，不僅僅是作用于教師的教學(xué)方法和工具上，而是在教學(xué)內(nèi)容、手段、工具、方法等方面都進(jìn)行了多方位的變革，學(xué)生從學(xué)習(xí)內(nèi)容到課堂上的學(xué)習(xí)體驗(yàn)都會(huì)有較大的變化。

3.1 計(jì)算機(jī)制圖

《機(jī)械制圖》課程的教學(xué)內(nèi)容仍舊是以傳統(tǒng)的機(jī)械制圖知識(shí)為基礎(chǔ)，但是卻在繪圖方法上進(jìn)行了調(diào)整，將原有的手工繪圖為主逐漸向計(jì)算機(jī)制圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將計(jì)算機(jī)制圖與傳統(tǒng)機(jī)械制圖內(nèi)容進(jìn)行融合，并要與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)時(shí)根據(jù)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需求進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)的不斷發(fā)展，各種計(jì)算機(jī)繪圖軟件，不僅能從技術(shù)上完全替代傳統(tǒng)的手工制圖，還有可能改變傳統(tǒng)的畫法幾何為基礎(chǔ)的制圖方法。學(xué)生除了學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的內(nèi)容外，還要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)制圖的方法和操作。信息技術(shù)不僅是教師為學(xué)生演示的輔助工具，還應(yīng)當(dāng)成為學(xué)生可以掌握的重要技能[5]。

相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械制圖來說，計(jì)算機(jī)制圖有如下優(yōu)勢(shì)：首先，計(jì)算機(jī)制圖更高效。一是因?yàn)榭梢栽谟?jì)算機(jī)制圖中提前納入制圖標(biāo)準(zhǔn)，既免除了學(xué)生在制圖的過程中對(duì)字體或線型進(jìn)行繁瑣的調(diào)整和規(guī)范，還可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和熟悉不同的制圖標(biāo)準(zhǔn)；二是因?yàn)橛?jì)算機(jī)可以直接對(duì)標(biāo)的屬性進(jìn)行計(jì)算，比如角度和面積等等，操作者只需調(diào)整參數(shù)即可，免除了手動(dòng)測(cè)量和計(jì)算的復(fù)雜過程，并且計(jì)算機(jī)計(jì)算更加準(zhǔn)確；三是因?yàn)槔糜?jì)算機(jī)繪制的圖形可以方便地進(jìn)行標(biāo)注、編輯、調(diào)整以及復(fù)制。即使模型的部分參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，也很容易進(jìn)行調(diào)整和修改，避免重復(fù)繪圖造成的時(shí)間浪費(fèi)。另外繪制的圖形以電子數(shù)據(jù)的形式保存下來，便于存儲(chǔ)、分享和復(fù)習(xí)，這都使得機(jī)械制圖的效率大大提高。其次，計(jì)算機(jī)制圖更加靈活，有利于學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)。在教師進(jìn)行三視圖畫法的過程中，可以充分利用計(jì)算機(jī)制圖中的Auto CAD自動(dòng)生成三維工程圖，有效的把制圖工作從二維轉(zhuǎn)化為三維，讓學(xué)生能夠直觀的對(duì)比二維和三維的差異，對(duì)比傳統(tǒng)模型從而體會(huì)投影規(guī)律的形成[6]。

3.2 信息化教學(xué)手段和工具

開拓并使用現(xiàn)代化的教學(xué)手段和工具用于課堂教學(xué)中，課堂授課不再局限于多媒體課件演示，而是應(yīng)當(dāng)拓展到多媒體空間演示。教師在進(jìn)行制圖授課的過程中，一是要更加注重教會(huì)學(xué)生怎么做而非做什么，二是要注重與學(xué)生的交流和互動(dòng)，實(shí)時(shí)了解學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)狀況，便于教學(xué)改進(jìn)。比如將制圖的課堂教學(xué)在多媒體機(jī)房進(jìn)行，充分利用校園網(wǎng)絡(luò)的便利，以及多媒體教室的互動(dòng)性，能夠?qū)崿F(xiàn)單屏演示，教師能夠進(jìn)行分步講解和演示，更加客觀但又不失生動(dòng)的進(jìn)行授課。

同時(shí)教師還可以充分利用UGNX，Solidworks等三維建模軟件來制作三維數(shù)學(xué)化模型[7]，相對(duì)傳統(tǒng)的模型來說，Solidworks制作的模型能夠更加立體和直觀的展示單面正投影和多面正投影所產(chǎn)生的三視圖、正等軸測(cè)圖的形成過程[8]，以及其具備的剖切視圖功能，可以對(duì)模型進(jìn)行任意切割，便于學(xué)生多角度的進(jìn)行學(xué)習(xí)，即提高教學(xué)效率的同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的興趣。

另外，除了基礎(chǔ)知識(shí)之外，重視課程的應(yīng)用性和實(shí)踐性，注重案例教學(xué)、演示和操作，教師授課的教案也逐漸發(fā)展為電子教案。與此同時(shí)，還要充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將這些優(yōu)秀的教學(xué)案例、資料和素材，制作成“短小精悍”、可以隨時(shí)隨地、重復(fù)觀看、非常方便靈活的微課，并將其進(jìn)行匯集發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)便于共享，逐漸形成機(jī)械制圖教學(xué)資源庫，有利于學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)過程中的自主學(xué)習(xí)，也便于查閱。像這樣結(jié)合空間多媒體授課與網(wǎng)絡(luò)課堂和資源庫的教學(xué)方式，有助于師生之間有效的進(jìn)行探討式教學(xué)，形成一個(gè)全方位的教學(xué)環(huán)境。

3.3 虛擬制圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)

計(jì)算機(jī)制圖教學(xué)記憶采用信息化的教學(xué)手段和工具也限于原理性和技術(shù)性的教學(xué)方法，而隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，采用更先進(jìn)技術(shù)的課堂教學(xué)體驗(yàn)也將逐步成為可能。

比如近年來飛速發(fā)展的VR技術(shù)，如果能將VR技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制圖的教學(xué)中，傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程就會(huì)變得更加豐滿。通過VR技術(shù)進(jìn)行制圖教學(xué)可以讓學(xué)生相對(duì)真實(shí)的體驗(yàn)到機(jī)械制造的整個(gè)過程，讓繪制的模型通過傳感器裝置成為體驗(yàn)者手中真實(shí)的機(jī)械，從而能對(duì)三維虛擬機(jī)械進(jìn)行一系列包括拆卸、組裝及旋轉(zhuǎn)等操作，能讓學(xué)生從虛擬和現(xiàn)實(shí)兩個(gè)方面，徹底了解機(jī)械結(jié)構(gòu)和制圖的原理，提高學(xué)生的操作和技術(shù)能力。

信息技術(shù)在《機(jī)械制圖》課程中的應(yīng)用是技術(shù)和時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，這不僅有利于完善《機(jī)械制圖》課程的系統(tǒng)性和完整性，還有利于學(xué)校教育與社會(huì)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)真正的接軌。高職教育的重要目標(biāo)就是向社會(huì)輸送技術(shù)型人才，高職教師的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以此為基準(zhǔn)，同時(shí)不斷提高自身的專業(yè)和教學(xué)水平。應(yīng)用信息技術(shù)對(duì)《機(jī)械制圖》課程進(jìn)行的改進(jìn)對(duì)學(xué)生來說是更好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，但是對(duì)教師來說也有一定的挑戰(zhàn)，教師首先要學(xué)習(xí)新的技術(shù)技能，完成從傳統(tǒng)到信息化教學(xué)的過渡后，才能更好的進(jìn)行教學(xué)工作。

[1] 昊紅霞.融入信息技術(shù)的《機(jī)械制圖》課程改革實(shí)踐與探索[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2010，(1):51-51.

[2] 王正強(qiáng).信息技術(shù)與職業(yè)學(xué)?！稒C(jī)械制圖》課整合的研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2007，(9):34-35.

[3] 謝戈臺(tái).信息技術(shù)與技?！稒C(jī)械制圖》課整合的探討[J].職業(yè)教育研究，2004：82-83.

[4] 王明清.融入信息技術(shù)的中職《機(jī)械制圖》課程改革的探索與研究[D].北京：首都師范大學(xué),2005年.

[5] 卞素蘭.信息技術(shù)與機(jī)械制圖教學(xué)的整合——信息技術(shù)環(huán)境下《機(jī)械制圖》教學(xué)模式和教學(xué)方法的創(chuàng)新研究[J].考試周刊,2010，38(09)：157-159.

[6] 周怡.《機(jī)械制圖》課程與信息技術(shù)融合的思考與實(shí)踐[J].現(xiàn)代教育,2012，(9):47-48.

[7] 李明新.信息技術(shù)下應(yīng)用Solid Works軟件輔助《機(jī)械制圖》課程教學(xué)[J].煤炭技術(shù),2013,32(3):238-240.

[8] 王鵬飛,王偉. 基于信息技術(shù)的機(jī)械制圖教學(xué)方法改革[J].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2010,18(4):88-89.

責(zé)任編輯 喻曉敏

2017-03-09 doi 10.3969/j.issn.1003-8078.2017.03.22

程敏，女，湖北鄂州人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造。

湖北省鄂州職業(yè)大學(xué)校級(jí)教研項(xiàng)目(2016YBB18)。

TH12

A

1003-8078(2017)03-0093-03