胡煒　李長(zhǎng)春　戴國(guó)洪

摘 要：利用TRIZ九屏幕分析法，對(duì)高職院?！皺C(jī)械制圖”課程進(jìn)行分析?；赥RIZ理論，探討了“機(jī)械制圖”課程教學(xué)中存在的問題并提供了解決方案。從創(chuàng)新的角度推動(dòng)了“機(jī)械制圖”課程教學(xué)改革，有效地提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、空間想像能力、計(jì)算機(jī)繪圖能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：高職；機(jī)械制圖；課程分析；TRIZ理論；TRIZ九屏幕法

基金項(xiàng)目：江蘇省高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PPZY2015B186）

作者簡(jiǎn)介：胡煒，女，蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，主要研究方向?yàn)閳D形學(xué)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；李長(zhǎng)春，男，蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，碩士，主要研究方向?yàn)镃AD/CAM、機(jī)器視覺；戴國(guó)洪，男，常州大學(xué)副校長(zhǎng)，教授，博士，主要研究方向?yàn)樘摂M裝配、先進(jìn)制造技術(shù)。

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7747（2017）24-0007-04

“機(jī)械制圖”是各職業(yè)院校工科類學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，[1-2]其教學(xué)質(zhì)量會(huì)直接影響到學(xué)生對(duì)后續(xù)多門專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。當(dāng)前的課程結(jié)構(gòu)延續(xù)了傳統(tǒng)的“機(jī)械制圖”課程結(jié)構(gòu)，不能滿足制造業(yè)信息化發(fā)展的需求，課程內(nèi)容有待充實(shí)；教學(xué)中雖然對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行了變革，采用了多媒體教學(xué)、項(xiàng)目化教學(xué)等方式，但不足以從根本上解決目前課程知識(shí)與市場(chǎng)需求的脫節(jié)問題。因此，必須根據(jù)人才市場(chǎng)的需求，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)課程重新定位，通過一定的科學(xué)手段，對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行深入的研究。

一、基于TRIZ九屏幕法的高職“機(jī)械制圖”課程分析

九屏幕分析法即幫助用戶應(yīng)用九屏幕法分析和解決問題，找到當(dāng)前系統(tǒng)，當(dāng)前系統(tǒng)的超系統(tǒng)和子系統(tǒng)，當(dāng)前系統(tǒng)過去和未來(lái)，超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過去和將來(lái)。由技術(shù)系統(tǒng)、子系統(tǒng)、超系統(tǒng)以及這三個(gè)系統(tǒng)的過去和未來(lái)組成九個(gè)屏幕。[3]采用“九屏幕”法對(duì)“機(jī)械制圖”課程總體進(jìn)行分析，如圖1所示。

（一）從橫向上分析

屏幕“過去”表示在當(dāng)前問題出現(xiàn)前發(fā)生的事件。通常，這些事件是當(dāng)前問題的“先前”操作或者是系統(tǒng)生命周期的“先前”階段。每個(gè)屏幕都可代表發(fā)生在“過去”的多個(gè)事件。分析“過去”階段存在的問題并解決這些問題，可以避免“當(dāng)前”階段產(chǎn)生一些問題。如“機(jī)械制圖”根據(jù)繪圖方式，以前主要是以手工繪制二維圖樣為主，后來(lái)發(fā)展為用Auto CAD軟件繪制二維圖樣。

屏幕“未來(lái)”表示在問題出現(xiàn)后發(fā)生的事件。通常，這些事件是當(dāng)前問題的“后續(xù)”操作，或者是系統(tǒng)生命周期的“后續(xù)”階段。根據(jù)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，三維CAD軟件在制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，我國(guó)在“甩圖紙”的發(fā)展戰(zhàn)略下，三維CAD是“機(jī)械制圖”的發(fā)展趨勢(shì)；從消除問題不良后果的觀點(diǎn)來(lái)看，需要根據(jù)“機(jī)械制圖”發(fā)展的規(guī)律來(lái)分析其進(jìn)化的過程，尋找這個(gè)過程中存在的問題，使其進(jìn)化更加完美。

（二）從縱向上分析

屏幕“子系統(tǒng)”是指系統(tǒng)包含的單元，系統(tǒng)在某時(shí)段所處的運(yùn)行狀態(tài)?！皺C(jī)械制圖”的子系統(tǒng)為繪圖，繪圖就是從投影的角度、從幾何的角度來(lái)繪制圖形，但此階段所繪制的圖形與工程圖樣還有一定的距離。

屏幕“超系統(tǒng)”是指高級(jí)別系統(tǒng)的單元，此類超系統(tǒng)或者代表系統(tǒng)所參與的某過程，或者是系統(tǒng)運(yùn)行于其中的鄰近環(huán)境。因此，每個(gè)“超系統(tǒng)”屏幕都可包含多個(gè)不同的超系統(tǒng)及環(huán)境。從提供資源以防止問題出現(xiàn)的觀點(diǎn)看，應(yīng)該考慮此類超系統(tǒng)的組件，這樣就能抵消所探討問題的不良作用，或者消除它的不良后果?！皺C(jī)械制圖”的高級(jí)形式就是要解決工程制造中的問題，工程圖樣要包含零件的形狀及各類制造信息（如：材料、尺寸、公差等），能夠從中分析出零件的加工工藝、加工方法及零件的功能。

二、“機(jī)械制圖”課程教學(xué)多元解決方案

根據(jù)高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，打破傳統(tǒng)的以培養(yǎng)學(xué)生繪圖能力、提高學(xué)生空間想象能力為主的教學(xué)模式，參照課程結(jié)構(gòu)以及企業(yè)對(duì)機(jī)、電專業(yè)學(xué)生的能力要求，將“機(jī)械制圖”課程分成四個(gè)模塊：制圖能力、識(shí)圖讀圖能力、計(jì)算機(jī)繪圖能力和工程應(yīng)用能力模塊，如圖2所示。

（一）制圖能力模塊

主要包括基本體素及組合體的投影、機(jī)件的表達(dá)方法和標(biāo)準(zhǔn)件常用件的繪制。要求學(xué)生掌握基本投影規(guī)則，點(diǎn)線面體的三視圖繪制，常用機(jī)件表達(dá)方法和標(biāo)準(zhǔn)件常用件的型號(hào)、在工程中的作用和相應(yīng)的畫法。

（二）識(shí)圖讀圖能力模塊

主要包括零件圖、裝配圖、公差配合和技術(shù)要求。要求學(xué)生掌握讀零件圖的方法，了解基本材料知識(shí)，能從零件圖中讀懂相關(guān)的加工知識(shí)，了解常用的加工設(shè)備（如車床、銑床等），初步分析零件的加工工藝，繪制零件圖的步驟；掌握裝配圖的識(shí)讀方法，能夠根據(jù)裝配圖分析產(chǎn)品的功能、工作原理，了解產(chǎn)品的裝配工藝，討論裝配所需的裝配工具。

（三）計(jì)算機(jī)繪圖能力模塊

主要包括二維繪圖和三維設(shè)計(jì)。二維繪圖要求掌握AUTOCAD軟件的使用，能夠繪制簡(jiǎn)單的零件圖和裝配圖；三維軟件要求掌握西門子NX軟件或者Pro-E軟件的使用，了解三維軟件在制造業(yè)中的應(yīng)用，能夠更深刻地體會(huì)“甩圖紙”對(duì)制造業(yè)發(fā)展的作用。

（四）工程應(yīng)用能力模塊

主要包括工程圖樣、零件的加工工藝、裝配工藝和產(chǎn)品的功能分析。該模塊是對(duì)前三個(gè)模塊的深化和提升，通過學(xué)習(xí)，使得學(xué)生掌握工程圖紙?jiān)谥圃鞓I(yè)中的作用，能夠利用工程圖紙指導(dǎo)生產(chǎn)。

三、基于TRIZ理論的“機(jī)械制圖”教學(xué)問題分析

教師在教學(xué)中引入TRIZ理論，通過遵循創(chuàng)新活動(dòng)產(chǎn)生的客觀規(guī)律，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方法中存在的不足，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生能真正掌握“機(jī)械制圖”課程的知識(shí)；[4]創(chuàng)新是大學(xué)教育的發(fā)展方向，也是“機(jī)械制圖”課程教學(xué)改革的方向。

在實(shí)際教學(xué)過程中，可依照TRIZ創(chuàng)新理論中的一些法則（如分割原理、組合原理、重力補(bǔ)償原理等），來(lái)解決“機(jī)械制圖”課程教學(xué)中存在的問題，從創(chuàng)新的角度上推動(dòng)“機(jī)械制圖”課程教學(xué)改革。

（一）分割原理

主要針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)不一的現(xiàn)狀，根據(jù)學(xué)生在空間想象能力、分析問題能力、繪圖能力及組織能力上的差異，將學(xué)生進(jìn)行整體分割，做到每個(gè)學(xué)生有目標(biāo)，每個(gè)學(xué)生有計(jì)劃，每個(gè)學(xué)生有問題都能得到解決。

主要解決方法包括以下五個(gè)方面。

1.學(xué)生分割。根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、分析解決問題的能力，制定不同的項(xiàng)目。

2.教學(xué)計(jì)劃分割。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，有目的地制定相應(yīng)分階段教學(xué)計(jì)劃。

3.課程內(nèi)容分割。利用項(xiàng)目教學(xué)單元或階梯狀的教學(xué)模塊來(lái)分解教學(xué)內(nèi)容。

4.教學(xué)目標(biāo)分割。將教學(xué)目標(biāo)分解成多階段目標(biāo)或子目標(biāo)。

5.上課教師分割。課程分段，分教師上課，每個(gè)教師2個(gè)項(xiàng)目。

（二）組合原理

將學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、預(yù)備知識(shí)不足和互動(dòng)式差等問題結(jié)合在一起共同解決。讓學(xué)生對(duì)所選內(nèi)容在組內(nèi)進(jìn)行講授，可督促學(xué)生更好地準(zhǔn)備相關(guān)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，同時(shí)，也可活躍課堂氣氛，達(dá)到互動(dòng)式教學(xué)的目的。

主要解決方法有如下四點(diǎn)。

1.團(tuán)隊(duì)組合。利用分割原理對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行摸底分析，以45人班為模型，根據(jù)各方面綜合情況（數(shù)學(xué)能力、空間想象能力、繪圖能力和組織能力等）將學(xué)生分成7個(gè)小組，每組6人左右，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織討論，組長(zhǎng)輪換。

2.老、新生組合。組織學(xué)長(zhǎng)帶路、幫扶，輔導(dǎo)課外項(xiàng)目訓(xùn)練。

3.知識(shí)點(diǎn)組合。將相關(guān)的2個(gè)或2個(gè)以上的知識(shí)點(diǎn)組成一個(gè)綜合訓(xùn)練項(xiàng)目，使學(xué)生在項(xiàng)目訓(xùn)練過程中掌握知識(shí)。

4.學(xué)習(xí)環(huán)境組合。合理利用教室、多功能教室、計(jì)算機(jī)房和實(shí)訓(xùn)車間，以避免學(xué)習(xí)環(huán)境單一枯燥。

（三）重力補(bǔ)償原理

主要解決學(xué)生基礎(chǔ)分布不均的問題。按學(xué)生的基礎(chǔ)，組成能力互補(bǔ)學(xué)習(xí)小組，根據(jù)學(xué)習(xí)情況做不同的輔導(dǎo)，通過不平衡項(xiàng)目，使每個(gè)學(xué)生都能有所得。

主要解決方法有如下四點(diǎn)。

1.學(xué)生個(gè)人能力補(bǔ)償。將不同能力（學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、分析問題能力等）的學(xué)生分為一組，分組要均衡。

2.輔導(dǎo)方式補(bǔ)償。安排不同的課后輔導(dǎo)方式以滿足不同學(xué)生的需求。

3.項(xiàng)目任務(wù)補(bǔ)償。給不同的小組安排不同的項(xiàng)目，對(duì)于接受能力快的小組多安排一些，而慢的則少一些，布置適當(dāng)?shù)恼n后作業(yè)，作為選擇性完成內(nèi)容。

4.教學(xué)方式補(bǔ)償。使用多樣化教學(xué)形式，提高學(xué)生的興趣。

（四）變害為利原則

根據(jù)教學(xué)過程分析，大量使用多媒體教學(xué)以及采用單一的考試形式等，都會(huì)影響教學(xué)效果。

主要解決方法有以下三點(diǎn)。

1.多媒體使用要恰當(dāng)。要及時(shí)觀察學(xué)生的反應(yīng)，靈活安排多媒體教學(xué)時(shí)間。多媒體是多種媒體為介質(zhì)，而不是所謂PPT+錄像，形式要多樣。

2.傳統(tǒng)的木制模型已過時(shí)。當(dāng)前，利用三維軟件繪制模型即可動(dòng)態(tài)展示零部件的形狀，還可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.傳統(tǒng)的考試形式已經(jīng)不能滿足企業(yè)對(duì)人才制圖能力的需求，要將考試形式改為考核方式，以企業(yè)生產(chǎn)要求制定考核標(biāo)準(zhǔn)。

（五）技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則

無(wú)論是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的發(fā)明，還是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)都是遵循著客觀的規(guī)律在進(jìn)化，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。[5]在教學(xué)中，可以遵循技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，用進(jìn)化的、發(fā)展的眼光來(lái)看待“機(jī)械制圖”的教學(xué)。[6-7]

1.可以適當(dāng)?shù)仃P(guān)注前沿的制造技術(shù)，積極引導(dǎo)學(xué)生去了解，例如：“3D打印技術(shù)”是否會(huì)顛覆現(xiàn)在的制造模式？未來(lái)的制造業(yè)狀況如何？逆向工程是不是盜版工程？等等，使學(xué)生培養(yǎng)自主地關(guān)注前沿、與時(shí)俱進(jìn)的習(xí)慣。

2.應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，采取自主性的、開放性的教學(xué)計(jì)劃，在講授理論知識(shí)的課后，可以布置發(fā)散性的作業(yè)，要求學(xué)生對(duì)本次課所學(xué)的理論進(jìn)行發(fā)散思維，大膽地構(gòu)想它們可能的應(yīng)用，從而發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

3.在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，也要注意鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)思路。

結(jié)合技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的思想，通過上述方法，可以有效防止課堂所授內(nèi)容“過時(shí)”，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，從而真正達(dá)到“授之以漁”的效果，從根本上切實(shí)提高學(xué)生的專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和核心職業(yè)能力。

基于上述解決原理和方法，可將整個(gè)教學(xué)目標(biāo)分為階段目標(biāo)或多個(gè)子目標(biāo)，并組合新的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際項(xiàng)目，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.在教學(xué)中，將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，充分利用多功能教室、計(jì)算機(jī)機(jī)房、零件測(cè)繪教室和生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)車間，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下嘗試解決工程實(shí)際問題。

2.根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、分析問題能力將學(xué)生分成若干小組，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及分析、解決問題的能力，同時(shí)，也起到促進(jìn)學(xué)生相互交流和幫助、達(dá)到共同進(jìn)步的作用。

3.以較為靈活的課后輔導(dǎo)方式，滿足學(xué)生課后學(xué)習(xí)的需求，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，可以和學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程對(duì)話等。

以上方式的綜合運(yùn)用，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及解決工程技術(shù)問題的能力。

本文通過TRIZ九屏幕法分析了高職“機(jī)械制圖”的課程體系結(jié)構(gòu)?；赥RIZ理論探討了高職“機(jī)械制圖”教學(xué)存在的問題，并利用部分原理給出解決方案，為高職“機(jī)械制圖”創(chuàng)新教學(xué)提供了依據(jù)。

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[責(zé)任編輯 盛 艷]