高職“機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)改革初探

閔 鳳 江翠翠

山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東濟(jì)南 250014

高職“機(jī)械制圖”是機(jī)械類專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它為高職學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程奠定了專業(yè)基礎(chǔ)，也為未來能否勝任企業(yè)工作筑牢了能力基礎(chǔ)。目前，高職院?！皺C(jī)械制圖”中理論手繪課、二維繪圖、三維建模的教學(xué)是相對(duì)獨(dú)立的，它們之間融合度較低，無法充分利用和發(fā)揮其中的優(yōu)勢(shì)。面對(duì)社會(huì)的飛速發(fā)展，行業(yè)企業(yè)的技術(shù)革新，在三教改革背景下，“機(jī)械制圖”課程也面臨著改革，以滿足當(dāng)前高技能人才培養(yǎng)需求。為了貫徹“面向工程、寬基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重應(yīng)用”的卓越工程師培養(yǎng)方針，本文將對(duì)“機(jī)械制圖”中的理論手繪課、二維繪圖、三維建模教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行“一體化”的教學(xué)研究。

1 傳統(tǒng)“機(jī)械制圖”的教學(xué)現(xiàn)狀

大部分高職院校的“機(jī)械制圖”教學(xué)是分三門課程授課的。其中，以我系數(shù)控技術(shù)專業(yè)為例，“機(jī)械制圖”教學(xué)包括理論手繪課、二維繪圖課、三維建模課三門課程，它們的授課學(xué)期有所不同，理論手繪課是在大一第一學(xué)期和第二學(xué)期開設(shè)的，二維繪圖課是在第二學(xué)期開設(shè)的，三維建模課是在大二第一學(xué)期開設(shè)的。獨(dú)立且不同學(xué)期授課會(huì)導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容不連續(xù)，融合性差，部分內(nèi)容被重復(fù)提起，浪費(fèi)課時(shí)，先開的理論手繪課理論性強(qiáng)，需要較強(qiáng)的空間想象能力，課程的抽象性容易打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并且三維圖形的立體感優(yōu)勢(shì)無法充分運(yùn)用到理論課的學(xué)習(xí)中，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳，影響學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。

2 “機(jī)械制圖”的教學(xué)改革目的

隨著社會(huì)進(jìn)步、技術(shù)更新，職業(yè)崗位需求也發(fā)生了變化，傳統(tǒng)的“機(jī)械制圖”教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前職業(yè)教育教學(xué)形勢(shì)的要求，而且高職院校畢業(yè)生工作崗位不僅要求學(xué)生具備讀圖能力和繪圖能力，還要求學(xué)生具有空間想象能力、思維表達(dá)能力，甚至要求學(xué)生具備一定的創(chuàng)新素質(zhì)。我校為高職院校，主要培養(yǎng)應(yīng)用技能型人才，對(duì)接崗位需求，“機(jī)械制圖”課程學(xué)習(xí)目標(biāo)是以職業(yè)需求為目的，本著職業(yè)類應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力、繪圖能力、空間想象、思維能力以及一定的創(chuàng)新能力?！皺C(jī)械制圖”進(jìn)行“三位一體化”教學(xué)改革后，不僅使學(xué)生具備識(shí)讀和繪制機(jī)械圖樣的能力，學(xué)生還能夠解決簡單的機(jī)械工程圖樣問題，也能夠初步表達(dá)機(jī)械設(shè)計(jì)思想，全面提升學(xué)生的綜合職業(yè)能力，著力打造企業(yè)需求的復(fù)合型、創(chuàng)新型高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

3 “機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)改革

“機(jī)械制圖”“三位一體”中的“三位”是指理論手繪課、二維繪圖課、三維建模課三門課程，“一體”指的是將這三門課程融合成一個(gè)整體去進(jìn)行教學(xué)，改變以往三門課程單獨(dú)授課的模式，也不同于三門課程簡單的“添加式”教學(xué)。

3.1 重構(gòu)教學(xué)體系

為了更好的教學(xué)效果，高職“機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)將理論手繪、二維繪圖、三維建模等教學(xué)內(nèi)容重新排列融合，使得理論、二維、三維教學(xué)三線并行，有效融合，實(shí)現(xiàn)“三位一體化”。

目前，我系數(shù)控技術(shù)專業(yè)的“機(jī)械制圖”教學(xué)安排如下：理論手繪課開設(shè)在大一第一學(xué)期和第二學(xué)期，分別為84學(xué)時(shí)和36學(xué)時(shí)；二維繪圖課開設(shè)在大一第二學(xué)期，36學(xué)時(shí)；三維建模課開設(shè)在大二第一學(xué)期，36學(xué)時(shí)。

“機(jī)械制圖”三門課程經(jīng)過重組融合后，授課時(shí)間集中在大一第一學(xué)期和第二學(xué)期，取消了原大二第一學(xué)期開設(shè)三維建模課程的安排。綜合考慮專業(yè)學(xué)時(shí)和機(jī)房條件有限的情況，“三位一體化”教學(xué)后，總教學(xué)學(xué)時(shí)沒有改變，第一學(xué)期授課學(xué)時(shí)不變，不會(huì)影響其他課程的安排；在第二學(xué)期，理論課時(shí)依然是36學(xué)時(shí)，上機(jī)課時(shí)依然是36學(xué)時(shí)，方便機(jī)房安排；在理論課堂中，減少了手工繪圖時(shí)間，增加了利用教室多媒體演示融合的二維繪圖和三維建模內(nèi)容的時(shí)間，保證學(xué)生們?cè)跈C(jī)房上課時(shí)有充分的時(shí)間練習(xí)繪圖；在總體課時(shí)不變的情況下，增加了課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，若沒有足夠的時(shí)間和地點(diǎn)安排，可以將課程設(shè)計(jì)的36節(jié)上機(jī)課安排在周末6天，時(shí)間完整，效果更佳。所以，“機(jī)械制圖”“三位一體化”教學(xué)學(xué)時(shí)并不會(huì)引起其他課程的變動(dòng)，也不會(huì)增加機(jī)房安排的負(fù)擔(dān)。

以我系數(shù)控技術(shù)專業(yè)為例，二維繪圖教學(xué)使用的是AutoCAD繪圖軟件，三維建模教學(xué)使用的是SolidWorks軟件，“機(jī)械制圖”經(jīng)過“三位一體化”融合后，制訂第一學(xué)期和第二學(xué)期教學(xué)計(jì)劃如下：

表1 “機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)第一學(xué)期教學(xué)計(jì)劃

表2 “機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)第二學(xué)期教學(xué)計(jì)劃

3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)“機(jī)械制圖”課程體系主線一般是這樣的：制圖的基本知識(shí)與平面圖形繪制→投影法的基本知識(shí)→點(diǎn)、直線、平面的投影→立體的投影→立體表面的交線→軸測圖→組合體→機(jī)件的常用表達(dá)方法→標(biāo)準(zhǔn)件和常用件→零件圖→裝配圖。原課程體系主線知識(shí)結(jié)構(gòu)層層遞進(jìn)，內(nèi)容翔實(shí)，在各章節(jié)中融入二維繪圖、三維建模內(nèi)容后，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

我系高職學(xué)生普遍存在空間想象能力和空間思維能力較弱的情況，而且他們自我約束能力較弱，進(jìn)行手工繪圖時(shí)耐心不足，繪圖效果不理想會(huì)削弱了他們對(duì)“機(jī)械制圖”課程的成就感，但是他們主動(dòng)溝通意識(shí)強(qiáng)，能夠熟練使用計(jì)算機(jī)，喜歡接收新事物，相對(duì)手工繪圖來說，更喜歡計(jì)算機(jī)繪圖，用計(jì)算機(jī)繪制出來的圖形會(huì)大大增加他們的自信心。由于計(jì)算機(jī)繪圖快捷、高效、好保存、好修改等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在企業(yè)繪圖都是要求計(jì)算機(jī)繪圖。根據(jù)以上我系學(xué)生的學(xué)情特點(diǎn)、職業(yè)崗位需求以及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將“機(jī)械制圖”的內(nèi)容進(jìn)行以下優(yōu)化整合：

(1)“立體表面的交線”中涉及的立體的截切以及立體的相貫對(duì)學(xué)生的空間想象能力要求較高，難度較大。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)生對(duì)該門學(xué)科的學(xué)習(xí)成果分析后不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)該理論知識(shí)的過程中，對(duì)此類知識(shí)點(diǎn)的掌握水平普遍相對(duì)較低。鑒于這部分內(nèi)容難度大，理論性強(qiáng)，學(xué)生掌握效果不佳，過多強(qiáng)調(diào)會(huì)打擊學(xué)生們學(xué)習(xí)“機(jī)械制圖”的自信心，同時(shí)立體的截切及相貫在生產(chǎn)實(shí)踐中使用較少，工作崗位上的需求也少，因此，相應(yīng)地減少本章節(jié)課時(shí)。

(2)“機(jī)件的常用表達(dá)方法”中涉及剖視圖、斷面圖、斜視圖、向視圖等各種視圖以及局部放大、簡化畫法等常用的表達(dá)方法，它在整個(gè)機(jī)械制圖課程體系中起到一個(gè)承上啟下的作用，既是對(duì)前面所學(xué)內(nèi)容的總結(jié)提高，又會(huì)應(yīng)用在后續(xù)的零件圖和裝配圖的學(xué)習(xí)中，此內(nèi)容能夠培養(yǎng)學(xué)生對(duì)零件以及裝配體的初步表達(dá)能力，比較重要，因此，應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦黾诱n時(shí)。

(3)“標(biāo)準(zhǔn)件和常用件”這部分內(nèi)容本來是作為單獨(dú)一章出現(xiàn)的。在未來工作崗位中，繪圖和設(shè)計(jì)都是利用計(jì)算機(jī)工作的，不論是在二維繪圖還是三維建模軟件中，標(biāo)準(zhǔn)件和常用件都是可以直接從標(biāo)準(zhǔn)庫中調(diào)入的，無須專門繪制，因此我們不應(yīng)對(duì)此內(nèi)容投入過多的精力和時(shí)間去學(xué)習(xí)繪制。與其單獨(dú)講授這個(gè)章節(jié)，不如將這個(gè)這部分內(nèi)容帶入“裝配圖”去學(xué)習(xí)，在裝配圖中碰到螺栓、鍵、銷、齒輪、軸承、彈簧等標(biāo)準(zhǔn)件和常用件時(shí)，指出它們的作用、標(biāo)記和表達(dá)畫法，這將使同學(xué)們對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)件和常用件”的掌握更為牢固，教學(xué)效果更佳。

(4)課程設(shè)計(jì)。本次“機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)改革一大特色就是增加了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，這是一個(gè)與企業(yè)實(shí)踐應(yīng)用緊密關(guān)聯(lián)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。對(duì)接行業(yè)企業(yè)工作需求，提出圓柱齒輪一級(jí)減速器、蝸輪蝸桿一圓錐齒輪減速器、FWl00萬能分度頭三個(gè)課題，把班級(jí)學(xué)生分成三組，每組同學(xué)通過同力協(xié)作，完成零件圖若干張、裝配圖一張，編寫設(shè)計(jì)說明書一份。繪制零件圖和裝配圖可檢驗(yàn)學(xué)生們識(shí)圖和繪圖能力，編寫設(shè)計(jì)說明書可檢驗(yàn)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)的掌握程度以及對(duì)設(shè)計(jì)流程的把握。

課程設(shè)計(jì)過程就是完整的模擬實(shí)際崗位工作過程，綜合運(yùn)用制圖知識(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神以及創(chuàng)新意識(shí)。

3.3 總結(jié)

“機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)以理論教學(xué)內(nèi)容為主線，在保留原“機(jī)械制圖”教學(xué)主線和學(xué)時(shí)分配的基礎(chǔ)上，通過重構(gòu)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使整體知識(shí)框架更加協(xié)調(diào)和豐滿。對(duì)接職業(yè)崗位需求，在教學(xué)過程中，減少手工繪圖時(shí)間，但不能摒棄手工繪圖，因?yàn)橥ㄟ^手工繪圖的訓(xùn)練，可培養(yǎng)高職學(xué)生對(duì)待機(jī)械制圖的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、工程意識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)。在理論授課時(shí)，增加二維和三維軟件的操作演示，保證學(xué)生在機(jī)房二維繪圖和三維建模時(shí)，可充分利用時(shí)間進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖訓(xùn)練。全過程利用SolidWorks軟件的三維建模、逼真渲染、動(dòng)畫仿真、尺寸驅(qū)動(dòng)等功能，降低教學(xué)難度和學(xué)習(xí)難度，融合對(duì)應(yīng)的二維和三維軟件教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、形象、具體，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率。

4 “機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)效果

“機(jī)械制圖”“三位一體”教學(xué)內(nèi)容融合打破了原有的課程之間的界限，更重要的是在知識(shí)點(diǎn)上的連貫性和系統(tǒng)性，使得學(xué)生掌握的知識(shí)更加扎實(shí)。在授課中借助三維立體圖形，可使抽象的理論知識(shí)學(xué)習(xí)變得直觀易懂，使繪圖知識(shí)不再枯燥、晦澀，有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力?！叭€并行”學(xué)習(xí)可使學(xué)生在大一就掌握二維和三維繪圖軟件，保證優(yōu)秀的學(xué)生有充足的時(shí)間去參加各類競賽，競賽內(nèi)容反過來又可以充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“以賽促學(xué)，以賽促教”。教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化整合后，教學(xué)內(nèi)容更符合學(xué)生學(xué)情特點(diǎn)以及崗位需求，在學(xué)期末增加了“機(jī)械制圖”課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，集中時(shí)間完成課題設(shè)計(jì)，有助于提升學(xué)生的綜合知識(shí)運(yùn)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。