基于工程教育理念的高职机械制图教学方法

【摘 要】针对高职机械制图课程,积极开展教学改革,运用多种教学方法,将生产实践与理论教学紧密联系起来.

【关 键 词】工程教育理念机械制图教学方法

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）08C-0139-02

机械制图是研究机械工程与产品信息表达、交流与传递的课程.涉及的内容较多,难度大,为后续课程和相关课程的设计、毕业设计、工程设计打下良好的基础.传统的机械制图教学沿着“投影理论→点线面的投影→基本体→组合体→机件的表达方法→常用件及标准件→零件图→装配图→测绘实践”顺序进行,课程教学体系相对完整,但与工程实践脱节,与后续专业课程的关联性也没有体现出来.学生在学习中无法分辨本课程的特点,感觉机械制图就是一门独立的课程,多数学生常处于被动学习状态,将制图等同于画图,无法将学到的知识和培养的能力在后续学习中运用和提高.

基于工程教育理念的高职机械制图课程教学改革,以生产实际为背景,以产品设计、制造过程为线索,整合教学内容,将实践项目引入教学环节,既弥补了学生工艺知识、工程意识、实践能力的不足,又保证制图课程与专业课程的关联性和针对性,实现教学目的,使学生熟练掌握绘图、看图的知识和技能,为学习后续课程奠定较好的绘图和看图的基础.对此在教学上做了如下的改革创新.

一、项目教学法

采用项目教学法组织设计教学内容,将各种投影理论知识点的讲授与学习分别融入到每一个具体的零件绘制当中,通过大量实际动手绘制零件图逐步理解、掌握,最后实现对各类图形表达方式的熟练应用.

项目内容的选取遵循由简单到复杂,每一个学习情景各有不同的学习侧重点,同时又是之前学习内容的重复应用,学生每完成一项任务都有对之前内容的应用与巩固,又有新知识点的学习与探索实践,反复练习,加强理解与记忆.

整个学习内容分为六个大的教学项目.六个项目内容完成后将形成一套完整的千斤顶零件图、装配图图形文件.每一个任务涉及到的零件都先向学生介绍其结构特点、在设备构造中的作用、加工形成的方式方法、材料的选取原则等,使得学生对这类零件有较为完整的认识,不再是强调点、线、面的投影应用,使学生真正明白其中尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等所表达的含义.

二、逆向思维教学法

在机械制图中采用逆向思维教学法即“先实践后理论”的教学方法,先给出相近形体实物与图样案例,然后围绕该案例实施教学,在完成案例操作的同时,相应的理论知识也迎刃而解.这样不但可以明显提高学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性,而且增强了学生对所学知识的理解与运用能力.

案例一：第一节课不急于讲解三视图投影原理,而是带领学生参观工厂,了解各类机床的加工方式,再回到教室播放一段数控加工中心的工作视频,同学们在惊叹现代工业神奇的同时一下子就对本专业产生了浓厚的求知欲.

案例二：不是按传统的授课顺序讲解理论知识,而是精心挑选了两张工程图样,先是和学生一起解读图样,把线型、尺寸标注等国家绘图标准知识提出来,接着让学生对应抄画图样.这是第一次做图训练,教师要做好画图示范,巡视指导,及时对每位学生作出肯定、赞赏、指正,目的是帮助学生建立自信.笔者对不同班级的学生做过对比测试,发现让学生们抄画一张具体的图样比做相对应的线型、尺寸标注练习要认真得多,学生反映画一张具体的图样能更好地认识和理解线型的使用范围,尺寸标注的正确方式.

案例三：传动轴的绘制,先和学生一起分析轴的作用与分类,传动轴中键槽的作用,教师用引导的方式把电动机、传动轴、齿轮之间动力传递的概念让学生自己说出来,然后分析轴上退刀槽的作用,这时大部分学生能听懂.接着播放一段关于轴的加工视频,学生一般能较快地明白轴上各部分结构的加工方式,此时再展示一张完整轴的工程图样,与学生一起解读图形的表达方式及为什么尺寸标注要这样做,学生明白后就自行测量实物轴或模型,并最终绘制成一张标准工程图样.笔者发现经过这次训练后,大多数学生能自主学习,而且学习的兴致较高,有部分学生把下次课的绘图任务在当天课后就自行完成了.

整个教学过程的设计都是围绕着建立工程理念、加工工艺的认识、读图、绘图的顺序开展,始终围绕着如何设计每一堂课的教学内容与教学方法,让学生易于理解与掌握,以实现学生自主学习为主要目的.

三、引用AUTOCAD制图软件辅助教学

学生们由最初的兴致勃勃到项目三结束时开始熟悉整个教学模式,有部分学生开始出现懈怠的现象,笔者一改以往的教学模式,把计算机辅助绘图的概念展示给学生,有的学生开始打听这个软件好不好学,以后会不会开课学习等.因此,当教学进入到项目四测绘液压缸盖时,教师不再手工绘制图样,而采用AUTOCAD制图软件一步一步绘制给学生看,学生的学习兴趣再次出现一个新的高点.笔者还在此时大力鼓励学生现在就可以自学绘图软件,为他们提供教学软件的安装和简单入门的讲解,甚至鼓励学生把部分作业用绘图软件完成,学生的学习热情空前高涨.

在首次讲解三视图的投影原理时,以往的教学模式都需要教师反复举例说明、演示,学生动手做若干练习后才能真正理解,让学生感到学起来特别困难,甚至从此失去兴趣,放弃以后的学习.笔者是先当着学生的面用AUTOCAD制图软件绘制一个模型的三视图,然后讲解三个视图之间的对应关系.当讲解俯视图与左视图的对应关系时,把俯视图复制一份放在右边并旋转90°,与左视图形成上下对应的关系,再重复讲解一次左、俯视图的对应关系.接着让同学们自己根据一个模型来绘制其三视图,结果能正确表达的学生占20%.再重复演示、讲解一次,95%的学生能正确理解掌握.较教师手工绘图演示来说,提高绘图速度能更好地满足学生迫切的求知心理需求以及提高学生的专注度,而且与多媒体演示相比较,更机动灵活,给学生留下的印象更为深刻.四、引用CAXA实体设计制图软件辅助教学

有的人认为要求学生绘制轴测图不实用,笔者的观点恰恰相反.笔者在十几年的工作当中发现很多的外商并非工程技术人员,他们在讲述自己的产品设计理念时很容易就可以把心中所想绘制出来,让别人通过立体图样更准确地理解.而我国非工业设计人员在这方面的表达能力相对就弱很多.实际上,机电工程类的学生在学完轴测图的绘制后,产品的空间想象能力应该有一个很大的提升,完全有能力徒手画出一个产品大致的立体图样,所以笔者非常重视对学生这一能力的培养.为了能更好地引导学生建立起空间想象力,笔者在教学过程中引入CAXA实体设计制图软件辅助教学.很多的教师是利用多媒体或三维动画播放模型的各方向视图来帮助学生建立空间想象,笔者则是从基础建模开始一步一步绘制出一个完整的实物模型给学生看,每做一步都加以讲解,学生很容易理解.当笔者现场绘制第三件模型时,学生开始热烈讨论建模的步骤.这个时候顺利地引出正等轴测图的概念,用简洁的语言讲解正等轴测图的作图步骤和方法,学生的理解程度高,学习热情高涨,学习效果非常的好.在这之后的教学设计中,把读懂图样并正确表达出来作为一个重点.展示一张工程图样让学生读图后表达出自己的认识,一开始大多采用语言加手势的方式表达,学完正等轴测图后就实时地鼓励他们手绘出自己所理解的图形的正等轴测图样,发现这一学习方式非常实用.第一,极大地提高学生的语言表达能力；第二,提高学生手绘立体图的能力；第三,更快地帮助学生建立空间想象,读图能力更强.

在讲解相贯线时,大多数教师也是利用多媒体或实物模型来帮助学生认识理解,笔者采用CAXA实体设计制图软件在学生面前先绘制出两个直径相等的圆柱体,然后运用“装配”命令把两者平行放置并相交,这个时候让学生仔细观察屏幕上的线条,然后逐步旋转其中一个圆柱体,当转过90°时停下来,让学生再次仔细观察屏幕上的线条并把前后结果进行对比总结.接着,再做一剖切处理,让学生看看圆柱体内部的线条情况,告诉他们相贯线只在物体的表面存在,最后再把其中一个圆柱体的直径做改变,形成两圆柱体直径不相等的垂直相交状态,整个过程让学生把相贯线的形状手绘出来,由学生自己总结相贯线的形状变化过程及规律.整个教学过程设计得流畅顺利,学生一边观看一边记录,最后总结,学习效果显著.

总之,不论是对教学内容进行改革还是对教学手段的改革,教学都要符合学生的实际情况,教师要努力探索适合学生特点同时又能达到本学科教学目的、要求的教学改革方案,使机械制图课程的教学扎实有效.

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[5]童燕波.机械制图多媒体教学的实践与思考[J].中职教育,2008（22）

【作者简介】刘鹰（1972-）,女,广西农业职业技术学院教师,工程师,研究方向：机械类学科的高等职业教育及远红外发热器的创新性应用研究.（责编丁梦）