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学科教育论文-基于三维实体造型的现代工程制图研究性学习设计.doc

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学科教育论文-基于三维实体造型的现代工程制图研究性学习设计.doc

学科教育论文基于三维实体造型的现代工程制图研究性学习设计摘要本文探讨了开展以三维实体造型为核心的现代工程制图研究性学习必要性,设计了形体构造分析、调查典型零件以及产品创新设计三个研究性学习方案,期望能有效地提高学生的学习质量和效率,促进学生解决问题能力和创新思维能力的发展。关键词三维实体造型现代工程制图研究性学习设计方案1前言⑴国内外现状随着科学技术和生产力的飞速发展,产业结构和教育模式都发生了深刻的变化,机械产品已进入了数字化设计、分析与制造时代。三维设计软件以其形象、直观、精确、快速方便、易于掌握、便于修改的特点,在企业得到广泛应用。1990年10月波音公司启动新一代客机B777的全部设计工作在计算机上展开,从设计到制造都是无图纸进行。2005年初,中国首次研制的联合攻击作战飞机飞豹3,主要采用了法国达索公司CATIA软件完成了数字化无图纸设计。为了适应二十一世纪的科技发展,国内外不少院校对图学课程进行了改革,如南京理工大学创建了基于Web的工程制图协同学习系统,广东工业大学以三维实体造型为核心建立的工程制图精品课程,美国奥斯汀(Austin)德州大学在低年级开设了以实体造型作为核心的工程设计制图课。2000年5月,教育部在西安召开的工科制图课程教学指导委员会上指出,工程制图课程应注重能力、拓宽面向、突出工程。⑵学生学习状况调查长期以来,传统的制图教育由于受到技术手段的限制,不得不放弃用直观感强的立体图来表达产品,而是大量采用二维图形,使得制图教学内容和方法都已远远落后于现代工业生产实际。笔者曾在2003年7月对本校03级机械类专业五个班共253名学生进行了一项问卷调查,发现多数学生认为制图课深奥、枯燥、繁琐,因此学习时没有兴趣、缺乏自信。一方面是时代发展需要我们培养出符合要求的创新人才,另一方面是制图课程设置与时代发展脱节,课堂教学仍然沿袭教师为主的教学模式,学生的学习缺乏主动性,被动地接受老师灌输的知识。虽然目前许多学校在教学中运用了现代教育技术,但因其教学模式没有改变,人灌再加电灌,致使学生产生知识疲劳,同样不利于培养创新人才。2基于三维实体造型的现代工程制图研究性学习概述⑴研究性学习简介研究性学习(ResearchingStudy)泛指学生主动探究的学习活动,它以转变学生的学习方式为目的,强调一种主动探究和创新实践的精神,摒弃被动接受、机械训练、死记硬背、简单重复的学习方式,以培养学生创新意识、创新精神和创新能力为目的。研究性学习以问题为载体,学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究,并在研究过程中主动获取知识、应用知识并解决问题。⑵基于三维实体造型的现代工程制图研究性学习基于三维实体造型的现代工程制图(ModernEngineeringDrawingbasedon3DSolidModeling,3DMED)研究性学习以一系列学习专题为主线,以三维实体造型为核心,借助三维CAD软件、计算机技术和网络技术,使学生在发现问题分析问题解决问题的过程中,培养搜集、分析和利用信息的能力,提高解决问题的能力,学会协作交流的手段和技巧,逐步获得对所学知识意义的建构。3DMED研究性学习开展步骤如下①变革高级技工学校制图教学模式,彻底摒弃传统机械制图教学内容从抽象的平面到具体的空间的体系,建立从三维形体构形向二维视图表达的体系。②创建3DMED研究性学习专题网站,为学生提供能引发其思考问题的情境、探究所需的信息资源和相关链接、协商讨论的互动平台、总结评价空间、教师在线辅导、虚拟模型库以及公告板等。③紧紧围绕三维实体造型,开展研究性学习活动,让学生在信息技术环境中借助必要的工具(三维CAD软件、网络等)主动探究学习问题,并在教师的指导下,逐步培养空间思维能力和创新设计能力。⑶3DMED研究性学习特点①发现性布鲁纳认为,学习知识的最佳方式是发现学习。发现学习能提高学生的智慧潜能,培养学生的直觉思维,有助于激发学生的内在动机,更好地促进学生主动探索知识。3DMED研究性学习围绕一个问题情境展开,以学生探究活动为主。学生在教师的引导下,通过发现问题、分析问题和解决问题,激发和培养创造性思维。②过程性3DMED研究性学习强调培养学生运用学科知识解决问题的能力、团结合作精神以及促进学生创造性思维的发展。与此相应建立的评价标准不仅考察学生获取新知识的情况,而且关注学生在学习过中能力的变化,全面评价学生的发展。③人本性以学生为中心开展教学活动,是3DMED研究性学习的一大特色。在研究性学习实施过程中,将学生的需要、兴趣和动机置于核心位置,鼓励学生自主选择适合自己的方式学习,为其个性的充分发展创造有利条件。④实践性强调学生通过亲身体验和主动探究获取知识,在做中学,在探索、研究、设计中发现问题,并通过解决问题来培养和提高学生的创新能力。④先进性3DMED研究性学习符合时代发展需要,为培养符合时代发展需要的人才提供了及时的知识源泉。33DMED研究性学习设计原则3DMED研究性学习依据以下几个原则来设计⑴主体主导原则在3DMED研究性学习中,学生被置于主体地位,研究的课题、内容、方式、进度、实施及最后的成果表现形态等主要由学生个人或学生小组来决定。学生是信息加工的主体,是知识意义的主动建构者。与此同时,教师的主导作用也没有被忽视。教师不仅要激发学生的学习兴趣,帮助学生形成学习动机,而且还要通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索,诱导学生自己去发现问题,充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识意义建构的目的。⑵有效的认知工具原则学习环境是学生自由探索和自主学习的场所,他们利用各种工具和信息资源来获取知识。因此,有效的学习环境能为学生的主动探索提供极大的帮助。3DMED研究性学习不仅应为学生的探究学习提供了网络平台,还应从教学实际和学生认知水平出发选择合适的三维CAD软件,为学生的自主学习创造良好条件。⑶自主学习原则教师需要特别注意培养学生的自主学习能力,即确定学习表(为完成与给定问题相关的学习任务所需的知识清单)能力、获取有关信息与资料的能力、利用和评价有关信息与资料的能力。⑷协作学习原则在自主学习的基础上,教师应在可能条件下组织学生讨论、交流,共同地考察各种理论、观点、信仰和假说。在这样的学习环境中,学习者(教师和学生)群体的思维和智慧被整个群体所共享,学生构建知识意义的效率更高,质量更好。43DMED研究性学习设计方案⑴形体构造分析自主学习①目标学习计算机三维实体造型的方法,认识空间物体的立体结构、组合方式及设计原则,培养学生空间想像力、多元智力和自主学习能力。

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