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        機械識圖與CAD 繪圖課程融合教學(xué)模式探索

        2020-01-01 12:59:18關(guān)曉春
        文化創(chuàng)新比較研究 2020年16期
        關(guān)鍵詞:機械類制圖繪圖

        關(guān)曉春

        (杭州市蕭山區(qū)第四中等職業(yè)學(xué)校,浙江杭州 311217)

        機械識圖與CAD 制圖是兩門不同的課程。機械識圖主要側(cè)重于學(xué)生能夠明確機械的結(jié)構(gòu)類型以及工作原理等。目前,機械識圖課程開展的教學(xué)任務(wù)是能夠讓學(xué)生正確的掌握繪圖儀器的畫圖方法,并按照國家規(guī)定的各項規(guī)章制度,識別各種零器件,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。由于機械識圖是一門重要的基礎(chǔ)課程,能夠為機械類專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)課程時作為鋪墊,將機械識圖和CAD 繪圖兩門課程相互融合,能夠讓學(xué)生具備CAD 軟件識讀和繪制機械圖的基本技能,繼而根據(jù)國家機械識圖的標(biāo)準來繪制一般的圖形,這也是在未來企業(yè)對員工基本技能的一大要求。

        1 高校機械識圖和CAD 繪圖課程教學(xué)的現(xiàn)狀分析

        現(xiàn)階段,在高等院校機械類專業(yè)課程的開設(shè)中,機械識圖與CAD 制圖是兩門獨立的專業(yè)課程。這兩門課程能夠為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)作基礎(chǔ),根據(jù)兩門課程在學(xué)時設(shè)定上展開分析。機械識圖課程一般設(shè)置為96 學(xué)時,開設(shè)時間為大一下學(xué)期階段;CAD 繪圖課時一般為56 學(xué)時,開設(shè)時間在大二下學(xué)期。由于兩門課程開設(shè)的時間和學(xué)時具有很大的區(qū)別性,這也導(dǎo)致了課程在后續(xù)的學(xué)習(xí)階段會產(chǎn)生一系列的問題。比如,在教師授課角度上來分析,授課教師對于學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)不了解,無法以學(xué)生為本而開設(shè)和講授CAD 繪圖教學(xué)內(nèi)容。除此之外,由于兩門課程在開設(shè)時間上跨度較大,學(xué)生對于機械識圖課程學(xué)習(xí)到的知識,到后來學(xué)習(xí)CAD 繪圖時就已經(jīng)被遺忘,這也導(dǎo)致了對于后續(xù)的學(xué)習(xí)造成了一定的難度?;诖朔N現(xiàn)狀,提出一種全新的教學(xué)模式,即將機械識圖和CAD 繪圖課程相互融合,并借助現(xiàn)代化信息化教學(xué)模式開展新課堂[1]。

        2 機械識圖和CAD 繪圖課程融合教學(xué)的研究價值分析

        如今,伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善,促進了計算機技術(shù)的應(yīng)用和推廣。由于計算機能夠為人們的生產(chǎn)和生活帶來極大的便利,尤其表現(xiàn)在計算機的繪圖能力上。比如,CAD 繪圖軟件擁有強大的二維繪圖和三維建模等功能,可以將平面視圖轉(zhuǎn)換成立體模式,進而方便工程建設(shè)?,F(xiàn)階段,在應(yīng)用型院校中將更加突出培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及思維能力。為了提高學(xué)生筆記本的應(yīng)用效率,可以將機械識圖和CAD 繪圖相互融合。

        2.1 機械識圖與CAD 繪圖的基礎(chǔ)理論依據(jù)分析

        機械識圖是一門機械類學(xué)習(xí),在大一下學(xué)期開設(shè)的一門基礎(chǔ)性課程,該課程重點強調(diào)理論結(jié)合實際為教學(xué)目標(biāo)。在授課知識,授課教師會將機械識圖的基本理論以及教學(xué)任務(wù)和要求予以展示,并重點講授零件圖以及裝配圖的辨別與分析。這些圖形的理論基礎(chǔ)便是CAD 繪圖學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ),而CAD繪圖和機械識圖是相輔相成,授課知識都是遵循國家統(tǒng)一機械類圖形的標(biāo)準。

        2.2 機械識圖與CAD 制圖的人才培養(yǎng)方式分析

        機械識圖課程在教學(xué)任務(wù)重點上是,通過教師讀寫零件圖以及裝配圖的讀寫以及手工繪制,并要求學(xué)生能夠完成空間投影分析,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,提高學(xué)生的理論性思維。與此同時,機械識圖也要求學(xué)生能夠根據(jù)自身的所學(xué)快速地完成圖形的繪制,掌握一些復(fù)雜元器件圖形的認識和分析。而CAD 制圖課程和機械識圖課程的重點相類似,都是需要突出培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。因此兩門課程在人才培養(yǎng)方式上是一致的。

        3 機械識圖和CAD 繪圖課程融合教學(xué)模式的意義

        眾所周知,機械類專業(yè)課程都是通過幻燈片以及教師板書的形式予以展現(xiàn),繼而借助一些實體的模型來幫助學(xué)生充分理解復(fù)雜的空間圖形。比如,立體的截面相交或貫通等。但是,實體的模型畢竟是有限,導(dǎo)致在教學(xué)課程工作上面臨單一性的問題。同時也不利于學(xué)生對其他復(fù)雜圖形的空間理解,便造成了學(xué)習(xí)課程的難度?;诖?,可以采用CAD 繪圖軟件能夠幫助學(xué)生理解復(fù)雜的圖形,同時也能夠使學(xué)生可以自己動手繪制圖形,以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性以及動手能力。

        3.1 可以幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ),提高學(xué)習(xí)興趣

        采用機械識圖和CAD 繪圖的融合式教學(xué)模式,能夠為學(xué)生奠定復(fù)雜圖形的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),進而鞏固了之前所學(xué)的理論知識。由于機械識圖的學(xué)習(xí)可以為CAD 繪圖提供充分的理論基礎(chǔ),這也為學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣埋下了伏筆。在這一點上,可以根據(jù)CAD 繪圖課程和機械識圖課程兩門課程具有統(tǒng)一的培養(yǎng)目標(biāo)和國家機械圖形的統(tǒng)一標(biāo)準。總之,機械識圖和CAD 繪圖相輔相成,繼而為學(xué)生繪制二維或三維圖形奠定基礎(chǔ)。除此之外,CAD 繪圖軟件具有強大的繪圖功能,可以幫助學(xué)生理解更為復(fù)雜的三維立體模型,使學(xué)生具備較強的空間想象能力,并使學(xué)生在圖形理解上更加的形象化、具體化,進一步突出現(xiàn)代化高等院校教學(xué)改革[2]。

        3.2 提高教學(xué)課堂的趣味性,改善教學(xué)效果

        根據(jù)現(xiàn)階段機械識圖課程在教學(xué)方面的難點來看,特別是面對一些較難理解的空間型復(fù)雜圖形以及枯燥的理論知識。比如,在學(xué)習(xí)平面與曲面立體的截交線、立體的相貫線等。目前,可以將機械識圖和CAD 繪圖相互融合,繼而開展一套完整的融合化教學(xué)體系。通過該體系,可以借助先進的CAD 軟件繪制三維實體模型,讓學(xué)生在課堂上對于一些較難理解的理論知識進行深層次的制作理解,繼而掌握一些截交線、相貫線等復(fù)雜的知識點。同時采用CAD軟件與機械識圖相結(jié)合,能夠使課程教學(xué)的方式更加立體化,從而提高課堂的趣味性,以改善現(xiàn)階段的教學(xué)效果。

        3.3 提升學(xué)生實踐操作能力,掌握全新的技術(shù)

        在現(xiàn)今機械識圖中,CAD 的應(yīng)用成為考量學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握的重要指標(biāo)。而機械識圖本身對學(xué)生要求具有較高的實踐動手能力,期望學(xué)生通過識圖在繪制圖中具有熟練性,且精確繪制。因此,如果繼續(xù)延續(xù)以往的識圖和繪制圖方式,對于構(gòu)建學(xué)生的三維立體思維以及提升繪制圖的精確性等方面都是非常不足的。而通過將機械識圖與CAD 課程實現(xiàn)充分的融合使用,能夠在借助計算機技術(shù)平臺下,使用CAD 軟件將機械識圖和繪制圖過程動態(tài)化、形象化的展示出來,方便學(xué)生直觀核查和了解,對于提升繪制圖和機械識圖實踐操作能力起著非常重要作用。

        4 機械識圖和CAD 繪圖課程融合教學(xué)的策略

        通過上述對機械識圖和CAD 繪圖課程的具體分析來看,對于兩門課程的融合式教學(xué)開展具有重要的研究價值。對此,可以通過一系列的教學(xué)設(shè)計,將兩門課程合二為一,繼而發(fā)揮兩門課程各自的特色,實現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)改革,最終實現(xiàn)人才培養(yǎng)計劃。

        4.1 嚴格按照整合教學(xué)目標(biāo)落實

        實際促使機械識圖和CAD 繪圖課程實現(xiàn)融合教學(xué)中,按照兩者整合教學(xué)目標(biāo)落實。這就需要教師分別根據(jù)機械識圖和CAD 繪圖課程教學(xué)大綱和教學(xué)計劃對兩者整合教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)具體的分析。在目標(biāo)形成上要具有量化可操作的引導(dǎo)作用。具體而言,兩者整合的教學(xué)目標(biāo)重點在于提升學(xué)生的讀圖和繪圖能力,尤其是對于機械制圖的繪制和識別判斷。CAD 繪圖課程在機械識圖教學(xué)中的融合使用,需要學(xué)生通過能夠熟練應(yīng)用一系列的繪圖命令,對過去傳統(tǒng)的機械制圖知識摒棄。CAD 技術(shù)應(yīng)用的重要目的在于提升機械繪制圖的便利性,因此教學(xué)過程中能夠嚴格根據(jù)機械繪制圖課程各個單元計劃對教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)有效的整合。在整合后的目標(biāo)要能夠充分體現(xiàn)CAD 的應(yīng)用原理,同時掌握關(guān)于機械識圖的相關(guān)工具。在教學(xué)目標(biāo)的制定層面上,不可急功近利,要通過一個個較小目標(biāo)的設(shè)定促使最終機械識圖和CAD 繪圖課程和教學(xué)效率有效實現(xiàn)。

        4.2 依據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂線上線下教學(xué)的融合設(shè)計

        通過采用融合式教學(xué)模式,可以對線下教學(xué)和線上教學(xué)進行深層次的創(chuàng)新和改革,進而將教師和學(xué)生的定位予以明確,對后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),可以依據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂線上線下教學(xué)的融合方式。一是通過課程管理信息系統(tǒng)的使用。由于現(xiàn)階段根據(jù)國家教育局改革的規(guī)定,在高等院校對于理論性基礎(chǔ)課程做出大量的學(xué)時刪減。雖然理論性基礎(chǔ)課程較為繁瑣,但是理論性基礎(chǔ)課程也是為后續(xù)的實踐課程奠定基礎(chǔ)。對此,清華大學(xué)的教授曾明確指出,可以運用翻轉(zhuǎn)課堂線上線下相互結(jié)合的教學(xué)模式,對于一些簡單的理論基礎(chǔ)課程可以讓學(xué)生自學(xué)。對此,教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺對信息教學(xué)資源和視頻進行管理,可以錄制慕課或愛課堂等相關(guān)視頻,可以讓學(xué)生在線上對于一些基礎(chǔ)性課程進行學(xué)習(xí),為后續(xù)的學(xué)習(xí)起到鋪墊的作用。二是需要合理的選擇教學(xué)內(nèi)容。比如,在融合教學(xué)課程講授過程中,教師可以先教授國家制圖標(biāo)準相關(guān)的內(nèi)容,包括機械識圖的一系列內(nèi)容。如基本的圖紙尺寸、標(biāo)注等。在機械理論課堂的教授過程中,授課教師可以結(jié)合CAD 制圖軟件進行相應(yīng)的展示,實現(xiàn)圖文并茂的形式,能夠進一步為后續(xù)學(xué)習(xí)CAD 軟件工程制圖提供基礎(chǔ)[3]。

        4.3 依據(jù)情境化以及一體式的教學(xué)融合設(shè)計

        采用融合式教學(xué)方式,將機械識圖和CAD 繪圖相互融合,能夠為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的機械類基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)環(huán)境,并借助情境化教學(xué)設(shè)定以及一體化教學(xué)方式為學(xué)生在后續(xù)的工程實踐提供技術(shù)支撐[4]。由于機械類學(xué)生都需要進行金工實習(xí)階段,所以,機械識圖和CAD 繪圖相互融合,能夠培養(yǎng)學(xué)生的識圖能力,進而將在識圖中的一些問題,提供行之有效的解決方案。比如,對于三維類零件的識圖部分,通過情境是融合教學(xué),可以讓學(xué)生了解各類零部件的表達方式和工藝要求,使學(xué)生從畢業(yè)到就業(yè)零距離。另外,也可以讓學(xué)生通過自己的學(xué)習(xí)能力看懂一些復(fù)雜的圖紙,進而借助CAD 軟件繪圖繪制出相應(yīng)的產(chǎn)品。采用一體化融合式教學(xué)方式,將理論結(jié)合實踐作為現(xiàn)代化教學(xué)改革。比如,在裝有CAD 軟件的機房中,教師通過遠程界面控制,可以實現(xiàn)學(xué)生計算機端口的遠程控制,實現(xiàn)了學(xué)生從學(xué)習(xí)到制圖一系列流程的認知。

        4.4 依據(jù)體驗式教學(xué)融合設(shè)計

        目前,企業(yè)用人單位對于機械類專業(yè)的學(xué)生,來說,機械識圖和CAD 制圖是基礎(chǔ)的要求。所以在高等院校課堂教授環(huán)節(jié)中,需要讓學(xué)生根據(jù)國際標(biāo)準完成各種零部件的識別以及繪制,能夠通過自身的能力分析圖紙。比如,可以根據(jù)減速器作為研究案例,讓學(xué)生首先根據(jù)減速器的形狀以及構(gòu)成方式,通過手繪的方式進行繪制,之后再利用CAD 軟件繪制出減速器三維裝配圖和平面圖。通過采用體驗式融合化教學(xué)方式可以為學(xué)生構(gòu)建立體性思維,繼而培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,賦予學(xué)生更多的鍛煉機會,從而提高了學(xué)生自己思考能力。比如,根據(jù)教室演示的三維裝配體的裝配以及卸載的順序,通過學(xué)生進行觀察動態(tài)圖形,可以理解裝配過程的工作原理,在立體的角度上理解各部件之間的關(guān)系,完成三維圖形和二維視圖的轉(zhuǎn)換。

        4.5 構(gòu)建科學(xué)的評價機制

        在現(xiàn)今教學(xué)中,基于機械識圖與CAD 課程教學(xué)存在脫離的現(xiàn)狀,為了充分促使兩者能夠?qū)崿F(xiàn)有效融合。在實際全面落實中,需要構(gòu)建科學(xué)的評價機制。實際評價機制的建設(shè)需要從學(xué)生課堂評價、實踐操作評價、階段測試評價以及學(xué)期結(jié)課評價等方面落實[5-6]。通過全方位的評價體系切實能夠圍繞學(xué)生為中心就機械識圖和CAD 課程教學(xué)融合落實效果評估,根據(jù)評估意見,反饋到實際融合中,針對性改進,提升機械識圖與CAD 課程教學(xué)融合效果。科學(xué)的評價機制構(gòu)建需要保證主體參與的自由性,且評價機制切實與后期課程融合改進發(fā)揮借鑒作用,學(xué)校管理部門實現(xiàn)對評價機制落實的監(jiān)督和管理,避免出現(xiàn)形式化的現(xiàn)象。

        5 結(jié)語

        綜上所述,將機械識圖和CAD 制圖兩門不同的專業(yè)課進行融合化教學(xué)創(chuàng)新,能夠加深學(xué)生對圖形的理解程度,以實現(xiàn)理論知識和空間圖形相互結(jié)合,極大程度地提高了學(xué)生的空間想象能力。同時,也鍛煉了學(xué)生的空間思維能力,提高了學(xué)生實踐操作能力,促使專業(yè)化技能全面提升,進一步為我國機械類人才培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。而在兩者深入融合中,需要嚴格融合目標(biāo)的引導(dǎo)作用、同時注重構(gòu)建科學(xué)的評價機制、采用體驗式教學(xué)方式和情境式一體化教學(xué)方式以及將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式融合使用等方面落實,在以上各個方面協(xié)調(diào)下,全面提升機械識圖和CAD制圖的融合應(yīng)用效果,為提升實際專業(yè)教學(xué)水平發(fā)揮一定促進作用。

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