职业教育论文-基于应用型人才培养的《机械制图》教学改革探索.doc

职业教育论文-基于应用型人才培养的机械制图教学改革探索作者：袁美荣廖治凯曹小益周新梅摘要：从机械制图课程教学改革的实践与应用的角度，对制图教学培养目标、教学内容、教学方法、空间想象能力培养方式及实践环节等方面的改革进行了阐述。关键词：机械制图；教学改革经过几年的教育改革实践和教学思想的不断转变，21世纪的高等职业教育人才培养模式已经取得专家们的共识，即以培养高等技术应用型人才为根本任务，以适应社会需求为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案；毕业生具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点；以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系。我院于几年前开始进行高职高专教育机械基础课程教学内容体系改革、建设的研究与实践工作，并已取得可喜的成果。其中，机械制图作为机械基础课程教学体系中的一门主要技术基础课，其教学改革在机械类专业中占据相当重要的位置。课题组从机械制图课程教学改革的实践与应用的角度，更新教学内容、改革教学方法、创新空间想象能力培养方式、完善实践环节，改变传统课程设置模式，运用新技术手段建立了针对职业教育特点的教学体系。机械制图培养目标新的要求随着三维CAD/CAM技术的迅猛发展，设计与制造的理论和加工手段都发生了巨大变化。人们可以利用设计和绘图手段，直接进行产品的三维造型设计，由三维设计图直接转化为二维图形，还可以通过三维数字化信息传递直接输入数控机床，实现无纸化生产。现代化设计与制造技术已经向当前的机械制图教学提出了新的要求，本课程的培养目标应调整为培养学生的四种能力：（1）培养学生的空间思维能力；（2）培养学生把空间思维变成图形的能力；（3）培养学生把图形变成模型的能力；（4）培养学生绘制图形的能力（包括计算机绘制图形的能力）。这四种能力实际上是设计构思、表达、读图、建模以及制图的能力。这种提法保留了本课程原有的精华，即表达和读图的能力，又能适应社会对设计人员提出的更高要求（如建模能力、设计构思能力等）。同时在教学思想上，注入新形式下的教学观念，将机械制图由过去的技能教学转变为思维方式的引导和创新意识与理念的培养目标相结合的教学。机械制图教学改革研究与实践创新（一）调整教学内容，注重高职高专教材的建设高等职业教育对专业基础课的要求以必需、够用为度，以讲清概念、强化应用为教学重点。基于这种指导思想，我们的做法是：1.制图与设计紧密结合，引入新的设计方法、新的制造技术概念，加强绘制和阅读三维图能力的培养。以体为主线，遵循从三维实体到二维平面图形的认识规律，引入拉伸、切割、并、交、差等计算机三维实体造型设计概念，加入构形设计练习，使学生具有一些形象储备，从而方便掌握从三维实体图到二维投影图的转换。2.减少投影几何的内容，而将点、线、面的投影和立体的投影结合起来讲授，强调投影基本理论的内容，这和高等职业教育培养应用型工程技术人员的目标相吻合。3.在对传统教学内容进行优化的基础上，把计算机绘图与工程制图课的基本教学内容有机地融合在一起，使学生在深刻理解和掌握投影制图基本理论和方法的同时，具备熟练的计算机绘图技能，以适应现代科学技术发展和工作模式的要求。4.针对我国已经成功地加入世界贸易组织的情况，及时调整教学内容，如过去作为选学的第三角投影知识（欧美国家使用，我国为第一角投影）变为必讲内容，并丰富该内容，以适应新形势的要求。在高等职业教育刚刚起步的阶段，教材建设远远不能适应高等职业教育的发展需要，真正具有高职特色的高质量的教材非常匮乏。因此，通过教学改革研究与实践创新，我们在教材编写方面做出了许多努力，本着实用、有效、简捷的原则，已编写出一批适应教学需要的教材与讲义，例如现代机械工程制图、现代机械工程制图习题集、部件测绘指导书、计算机机械制图实验指导书等。这些自编教材都具有相应专业的实用性和可操作性，不仅解决了教材短缺的燃眉之急，而且也为今后编写高职教材提供了参考。（二）改变教学理念，探索符合学生认知规律的教学方法传统课堂教学是以教师讲授为主的教学模式，学生的学习缺乏主动性。虽然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”，同样不利于培养应用型人才。教学改革的关键是将学生置于主体地位，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。同时也不能忽视教师的主导作用。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，引导学生发现问题，充分发挥学生的主动性和积极性。例如，关于“用形体分析法读图”的学习：（1）目标。培养学生空间想像力、多元智力和自主学习能力。（2）意义。通过课件演示、学生交流、教师讲解充分加强空间思维能力训练，不仅符合现代培养目标要求，而且可激发学生的学习兴趣和积极性。（3）教学结构流程如图1所示。（三）创新空间想象能力的培养方式旧的培养方式把提高学生的空间想象能力和思维能力放在画法几何上，通过点、线、面及其相互位置关系定位、定量的投影作图训练培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。但点、线、面及其相互位置关系的定位、定位投影作图直观性差，难于掌握。费时多效果又不好，而且与绘图和阅读机械图样的联系不密切。经过分析和研究，我们决定通过以下方式培养学生空间想象能力、空间逻辑思维能力。1.借助立体表面点、线、面的相对位置及其投影培养学生的空间逻辑思维和形象思维能力。2.利用CAD对平面图形的拉伸、旋转等三维实体造型，以及并集、差集、交集、切割等编辑操作，更加有效地帮助学生提高空间想象能力和思维能力。3.利用橡皮泥进行空间思维能力训练。具体做法是学生根据给出的轴测图，利用橡皮泥捏出形体；然后根据捏出的形体形状，选定一个主要观察方向（即前方），分别从前方、左方、上方观察，把观察到的结果用平面图形表达并画到图纸上，平面图形的相对位置可以随意摆放，但要标出观察方向；最后根据给出的上述三个方向的平面图形，再用橡皮泥捏出形体。通过这种训练，帮助学生在大脑中初步形成空间立体与平面图的对应关系。这种方法我们已经应用于实际的教学中，受到了学生的普遍欢迎，取得了较好的教学效果。4.增加构形和建模方面的训练。第一种方法是在课堂上给出一面视图，让学生想象它可能是什么形体，并要求徒手画出其轴测图。第二种方法是给出要求，让学生自己构形并徒手画出其视图及轴测图。如要求设计一个不少于5个基本形体，且至少有一处产生相贯线的形体。这样既能培养学生的空间思维能力构形能力，又能综合运用各种表达手段，让学生用二维和三维两种表达方法，并利用建模技术达到建模目的，甚至做出模型。这样，该实践环节就把整个课程内容全部串联起来了。这样的实践环节也就是设计思想可视化的重要组成部分，可以使设计者在生产制造以前就已知其设计质量以便进一步改进。（四）完善机械制图的实践环节机械制图是一门理论教学与实践教学并重的课程，且实践环节对课程的学习掌握及运用能力的形成尤为重要，因此必须加强这方面的训练。我们调整了实践性内容，降低对仪器制图的要求，加大徒手画草图的训练，加强计算机二维绘图的实训，以适应现代工业化、数字信息化社会的发展。具体方法如下：1.实行计算机制图教学整合改革以后，实验项目设置与内容相应改革如表1所示。表1中第2、5、8、9、12和15项实验内容是改革以后新增加的内容，即纯计算机上机实验的内容。第1、6、11项实验内容为改革以前的内容，其余各项为计算机制图一体化的实验内容。2.编制计算机机械制图实验指导书。传统的机械制图的测绘，学生在整个实验课的过程中都有习题册和模型，教师在上实验课时只需把要求和方法告诉学生，学生很容易领会要旨，此时的实验指导书便显得可有可无。而实行计算机机械制图整合教学改革以后，一部分是纯计算机绘图的内容，另一部分是计算机机械制图整合的内容，这些都必须编制一份操作指导性强的计算机机械制图实验指导书。对于刚入学的新生，预习实验指导书可以了解实验项目、实验内容、实验方法、实验步骤等，使学生提前进入状态，提高实验教学的效率和质量，也可减轻教师给学生重复解说的劳动强度。对于结合模型的测绘，我们在实验指导书中把所要测绘的模型全部进行了三维造型，使学生在课前便能看到测绘模型的模样，提高了学生的学习兴趣，减少了学生测绘时的畏难心理。现代学科的交叉渗透突破了机械制图的课程界限教学改革是一项系统工程，涉及面广，可变因素多。现代学科之间相互交叉、渗透的趋势突破了机械制图的课程界限，从培养具有职业能力和实际动手能力的应用型人才的目标出发，重新审视传统的学科严密、自成格局的教学体系，既要把适合职业人才培养模式的基本思想和方法保留下来，又要结合新技术、新思想，使本课程既有严密的投影理论体系，又有丰富的技术技能知识。（一）以先进的科学技术改造传统的学科将画法几何、机械制图和计算机绘图融合在一起并予以实现；增强学生的软件应用能力；加强计算机图形技术与学科的结合。在工程应用软件中重点介绍PRO-E的使用和操作；而在选修课图形处理技术中包含PhotoShop以及3DSMAX软件。从知识面上看，包括了造型设计、三维建模、三维动画及渲染等设计中常用的手段。在不增加学时数的前提下构筑新的课程内容体系，如图2所示。（二）将工程图学与设计课程、制造课程按照生产实现过程进行分工与定位。在图学课程中引进功能分析、构形技术；在图学课程中引入建模技术及模型制作；三维图形将是未来发展趋势，但目前二维图形尚有较大的存在空间，为此在课程中加入二维与三维图形转换的内容；产品精度设计基础安排在设计课程以后开设，制造课程同时并进，三课程将在零件的课程设计中汇合。这样的改革不但拓展了机械制图课程的范围，同时可使学生对产品的实现过程获得完整的概念和知识。该新模式自2004级学生开始试行。通过两年的实践，获得了很好的效果。学生的设计能力、表达能力、工程应用软件能力得到了很大的提高，并在后续课程及课程设计、毕业设计中得到充分的体现。这一模式也对教师提出了新的要求，必将使工程图学师资队伍的整体素质得到进一步的提高。改革是无止境的，时代的进步对改革提出更新、更高的要求，因此，我们将坚定不移地把改革继续进行下去，努力推动图学教学的不断发展。参考文献：1师书恩.计算机辅助教育M.北京：北京师范大学出版社.1992.2何克抗，郑永柏，谢幼如.教学系统设计M.北京：北京师范大