王元

【摘 要】本文從機(jī)械制圖課程特點以及CAXA實體設(shè)計大賽對學(xué)生的技能要求出發(fā)，論述利用CAXA技能大賽提高機(jī)械制圖課程教學(xué)效果的做法，提出緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際整合機(jī)械制圖課程教學(xué)內(nèi)容、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生制圖能力和空間想象能力等策略，以推動職業(yè)學(xué)校機(jī)械制圖課程教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制圖 以賽促學(xué) CAXA技能大賽 課堂教學(xué) 策略

【中圖分類號】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）04B-0018-02

機(jī)械制圖是職業(yè)學(xué)校機(jī)械專業(yè)的必修課程，是一門實踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握機(jī)械制圖的有關(guān)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生閱讀與繪制機(jī)械圖樣、利用投影理論知識分析與表達(dá)機(jī)械工程問題等方面的能力，是學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)必不可少的基礎(chǔ)。其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系著學(xué)生理論知識與職業(yè)技能的習(xí)得。學(xué)習(xí)好該課程需要學(xué)生同時具備較好的空間想象能力和較高的動手實踐能力。在目前的職業(yè)學(xué)校中由于專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)課時的壓縮，要想在有限的課時內(nèi)讓學(xué)生快速地掌握理論知識與實踐技能，需對傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。然而我們在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，一方面由于機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容的枯燥性和抽象性，使得很多學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不大，更談不上牢固掌握知識與技能;另一方面由于學(xué)生缺乏動手實踐的機(jī)會，難以真正培養(yǎng)他們的空間想象力與職業(yè)技能。近年來，隨著全國職業(yè)院校技能大賽的盛行，CAXA 成為該項大賽的主要合作伙伴，并成為檢驗職業(yè)教育教學(xué)效果的平臺，在 CAXA 技能大賽的影響下，我們嘗試對機(jī)械制圖課程教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)，充分利用 CAXA 實體設(shè)計軟件更好地將理論教學(xué)與實踐教學(xué)結(jié)合起來，讓學(xué)生在動手的過程中快速掌握機(jī)械制圖要點，促進(jìn)課堂教學(xué)效率的提升，培養(yǎng)實用型、技能型的高端人才。

一、職業(yè)學(xué)校機(jī)械制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）課堂教學(xué)內(nèi)容直觀性較差

傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程教學(xué)主要以模型、掛圖為主，雖然近年來隨著多媒體教學(xué)方式的介入，一定程度上豐富了教學(xué)內(nèi)容，但在講解復(fù)雜視圖與剖視圖等內(nèi)容時，內(nèi)容直觀性仍然比較差，學(xué)生難以理解與掌握。

（二）“教”與“學(xué)”效率低下

受到傳統(tǒng)教學(xué)方式及教學(xué)內(nèi)容的影響，機(jī)械制圖課程教學(xué)主要以教師講解為主，再加上由于學(xué)生練習(xí)需要大量的手工儀器來完成，很多實際問題得不到有效解決，導(dǎo)致教師的教學(xué)效果與學(xué)生的學(xué)習(xí)效率非常低下。

二、CAXA 技能大賽對機(jī)械制圖課程的影響

隨著計算機(jī)技術(shù)及機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，三維設(shè)計軟件如雨后春筍般地冒出來，比如 AutoCAD、UG、SolidWorks 等，雖然這些軟件能夠較好地完成三維模型設(shè)計，但由于操作比較復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程時難以快速上手。在這種情況下，CAXA 實體設(shè)計作為一種集工程設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計于一體的三維設(shè)計軟件，以其易學(xué)易用的顯著優(yōu)勢在職業(yè)學(xué)校中得到了廣泛的應(yīng)用。

近年來隨著全國職業(yè)院校技能大賽的開展，CAXA 成為學(xué)生參加技能大賽和社會崗位就業(yè)必須掌握的一種技能。因此，在 CAXA 技能大賽背景下，我們根據(jù) CAXA 技能大賽對學(xué)生技能的要求和 CAXA 實體設(shè)計軟件的特點，把 CAXA 實體設(shè)計引入機(jī)械制圖課程教學(xué)中，其重要價值主要體現(xiàn)在：第一，學(xué)生通過機(jī)械制圖課程的學(xué)習(xí)，雖然能夠掌握一定的理論知識，但由于機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容比較抽象和繁雜，學(xué)生無法深入理解，而引入 CAXA 實體設(shè)計，能夠幫助學(xué)生加深對機(jī)械制圖中三維實體模型的理解，有利于加強(qiáng)學(xué)生空間想象能力的培養(yǎng);第二，在 CAXA 實體設(shè)計的支持下，學(xué)生可以進(jìn)行實踐操作，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，并促進(jìn)學(xué)生對理論知識的吸收與消化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率;第三，CAXA 實體設(shè)計入門容易、操作簡單，學(xué)生很容易快速掌握該軟件操作，這樣學(xué)生可以用更多的精力思考如何運用 CAXA 學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程，而不是學(xué)習(xí)如何使用軟件。

由此可見，以 CAXA 技能大賽為依托，引入 CAXA 實體設(shè)計，可以有效提高機(jī)械制圖課程教學(xué)效率，增加教學(xué)實踐中的技術(shù)含量，培養(yǎng)學(xué)生看圖、構(gòu)圖與空間構(gòu)思的能力，對推動機(jī)械制圖課程教學(xué)改革具有深遠(yuǎn)的意義。

三、以 CAXA 技能大賽為依托，改進(jìn)機(jī)械制圖課程教學(xué)

（一）緊密聯(lián)系 CAXA 技能大賽要求，整合課程教學(xué)內(nèi)容

CAXA 技能大賽的主要目的是通過層層選拔，培養(yǎng)學(xué)生過硬的專業(yè)技術(shù)。在大賽中脫穎而出的優(yōu)秀選手通常會被許多知名企業(yè)高薪聘用，大大提高了職業(yè)學(xué)校學(xué)生的就業(yè)率，因此其成為創(chuàng)新職業(yè)學(xué)校學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)途徑、提高學(xué)生技能水平的有效手段。在 CAXA 技能大賽背景下，可以將機(jī)械制圖課程與 CAXA 實體設(shè)計軟件教學(xué)有機(jī)地結(jié)合。比如，機(jī)械制圖課程中的第一章節(jié)內(nèi)容主要介紹我國機(jī)械制圖的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及繪圖工具，將這部分基礎(chǔ)知識與 CAXA 實體設(shè)計的基本指令結(jié)合起來，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)繪圖工具的過程中，掌握尺寸標(biāo)注、線型選擇、字體選擇、標(biāo)題欄等知識;又如，學(xué)習(xí)機(jī)械制圖中的“點、線、面的投影”內(nèi)容時，由于這部分內(nèi)容前后邏輯關(guān)系并不緊密，且學(xué)生真正運用到實際中的機(jī)會比較少，對此，可以結(jié)合 CAXA 實體設(shè)計中的基本體投影進(jìn)行講解，讓原本比較抽象的內(nèi)容具體化，有助于學(xué)生學(xué)會點、線、面投影的綜合應(yīng)用。這樣，將機(jī)械制圖課程與 CAXA 實體設(shè)計進(jìn)行整合，一方面可以幫助教師教學(xué)，另一方面讓學(xué)生在掌握一定機(jī)械制圖知識的基礎(chǔ)上，利用 CAXA 實體設(shè)計軟件將自己一些不成熟或模糊的想法在三維環(huán)境下快速、高效地表達(dá)出來，然后再通過動態(tài)的添加或拖放智能圖素進(jìn)行調(diào)整，最終形成自己的產(chǎn)品，大大調(diào)動了學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的積極性。

（二）引入 CAXA 實體設(shè)計，改進(jìn)課堂教學(xué)方式

1.借助 CAXA 實體設(shè)計，激發(fā)學(xué)生課程學(xué)習(xí)興趣。針對機(jī)械制圖課程，在多媒體課件教學(xué)的基礎(chǔ)上引入 CAXA 實體設(shè)計這一輔助教學(xué)手段，在豐富課堂教學(xué)內(nèi)容的同時，能讓學(xué)生更為清晰地觀察到各種形體的主要特征及其之間的聯(lián)系，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在教學(xué)“相貫線”一課內(nèi)容時，在以往的教學(xué)中學(xué)生對相貫線的形成及形狀理解存在較大困難，導(dǎo)致學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時就失去了學(xué)習(xí)興趣。為此，我們引入 CAXA 實體設(shè)計，向?qū)W生演示兩個圓柱體正交的過程，學(xué)生通過對兩個正交等直徑圓柱體與兩個正交不等直徑圓柱體的對比觀察，對相貫線的形成過程及形狀的不同理解更為透徹;然后在此基礎(chǔ)上，利用 CAXA 實體設(shè)計模型，向?qū)W生演示隨著尺寸的變化相貫線的動態(tài)變化情況，不僅有效突破了教學(xué)重難點，更為重要的是采取這樣的動態(tài)演示，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí) CAXA 實體設(shè)計的欲望，有利于提高學(xué)生參與 CAXA 技能大賽的積極性。

2.借助 CAXA 實體設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制圖能力。零件圖是機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)過程中最重要的技術(shù)文件，其中明確規(guī)定了各個零件制造的形狀、尺寸及質(zhì)量要求。設(shè)計人員的機(jī)械制圖能力直接關(guān)系著零件生產(chǎn)質(zhì)量的好壞。但這對于職業(yè)學(xué)校的學(xué)生而言，很多學(xué)生即使經(jīng)過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)也難以達(dá)到崗位技能的要求。而利用 CAXA 實體設(shè)計軟件可以有效解決上述問題。比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)實線、點畫線和虛線內(nèi)容時，極為容易混淆虛實線，利用 CAXA 實體設(shè)計軟件向?qū)W生講解虛實線的畫法，可以讓學(xué)生清楚地了解什么地方該用什么樣的線及如何選用和標(biāo)注尺寸、粗糙度等，有效提高學(xué)生制圖的準(zhǔn)確度。又如，題目要求學(xué)生畫一個與兩個已知圓外切的圓弧，圓弧尺寸未知。學(xué)生采用傳統(tǒng)制圖的方式，只能畫出一個大概的形狀，無法測量出圓弧的尺寸。但是利用 CAXA 實體設(shè)計軟件，學(xué)生只需要在制圖界面上，將切點點擊在第一個外接圓上，然后在第二個外接圓上確認(rèn)切點，最后將第三點點擊在合適的位置就能自動畫出圓弧，且能準(zhǔn)確地測量出該圓弧的半徑與尺寸，確保了學(xué)生的制圖符合機(jī)械制圖的具體要求。

3.借助 CAXA 實體設(shè)計，提高學(xué)生空間想象能力。空間想象能力是影響學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程的關(guān)鍵因素。雖然很多學(xué)生具備一定的立體幾何知識，但其空間想象能力仍然比較差，在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖尤其是投影理論相關(guān)知識時，往往想象不出形體的投影形狀。因此，在課堂教學(xué)中，只有切實提高學(xué)生的空間想象力，才能提高課堂教學(xué)效果。而空間想象力的培養(yǎng)可以通過大量二維與三維之間的雙向轉(zhuǎn)化訓(xùn)練來實現(xiàn)，比如由三視圖畫出軸測圖、由軸測圖畫出三視圖等。但在以往的教學(xué)實踐中，畫圖訓(xùn)練往往是在課后以作業(yè)的形式讓學(xué)生完成，其結(jié)果通常是班級上一兩個成績較好的學(xué)生完成作業(yè)后，其他學(xué)生進(jìn)行抄襲，學(xué)生的制圖能力難以得到有效提高，且最為重要的是空間思維能力沒有得到培養(yǎng)，學(xué)生在練習(xí)過程中得不到及時的糾正與指導(dǎo)，從而容易產(chǎn)生畏難情緒。為此，在機(jī)械制圖課程中，引入 CAXA 實體設(shè)計軟件，讓學(xué)生通過自學(xué)自練，學(xué)會從不同角度觀察形體，且 CAXA 軟件中具備二維和三維模型庫，通過二維與三維之間的雙向訓(xùn)練，可以促進(jìn)學(xué)生空間想象能力不斷提高。比如，利用 CAXA 的分割和截切功能完成機(jī)械制圖中的各類剖視圖教學(xué)，首先利用 CAXA 相關(guān)指令建立零件的三維模型，然后利用分割與截切功能，去除模型中遮擋部分，這樣學(xué)生就能較容易地觀察到零件的內(nèi)部形狀了。又如，在學(xué)習(xí)基本體和組合體內(nèi)容時，利用 CAXA 軟件中的拖放、拉伸、旋轉(zhuǎn)等基本操作，形成三維實體模型，然后通過交集、差集、并集等操作，從三維生成二維模型，有效地為學(xué)生進(jìn)行二維與三維模型之間的轉(zhuǎn)化搭建了橋梁，促進(jìn)了學(xué)生空間思維能力的發(fā)展，機(jī)械制圖課程教學(xué)效率也因此得到了較大程度的提高，同時也為學(xué)生參加 CAXA 技能大賽奠定了堅實的基礎(chǔ)。

綜上所述，CAXA 技能大賽為職業(yè)學(xué)校學(xué)生提高技能水平提供了新的路徑。在 CAXA 技能大賽背景下，機(jī)械制圖課程教學(xué)以 CAXA 軟件應(yīng)用為依托，以職業(yè)技能培養(yǎng)為導(dǎo)向，以技能大賽為動力，推動課程教學(xué)改革，形成“以賽促學(xué)、以賽促教”的教學(xué)模式，讓學(xué)生具備過硬的制圖技術(shù)，為學(xué)生的就業(yè)奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳寶瑩.CAXA軟件在《機(jī)械制圖》教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國機(jī)械，2014（10）

[2]張 玲.論以賽促學(xué)在《機(jī)械制圖》教學(xué)中的意義[J].廣東教育：職教，2017（7）

[3]盧 洋.中職?！稒C(jī)械制圖》有效教學(xué)方法初探[J].教育現(xiàn)代化，2017（5）

[4]劉 冰.《機(jī)械制圖》課程的教學(xué)改革與探索[J].佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2017（7）

（責(zé)編 羅汝君）