融入CDIO理念的機械制圖教學改革

梁瑛娜

【摘 要】本文針對國內(nèi)高校機械制圖教學中存在的問題，借鑒國際工程教育改革的最新成果，重新架構(gòu)了具有CDIO特色的教學體系，采用多種現(xiàn)代化教學方法和基于實踐的項目式教學，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生深度學習的能力、靈活運用多種思維方式的能力、解決實際問題的能力及團隊協(xié)作能力。

【關(guān)鍵詞】CDIO；機械制圖；教學改革；綜合能力培養(yǎng)

0 引言

對于機械類和近機械類學生來說，《畫法幾何與機械制圖》是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它以圖示、圖解空間幾何問題和繪制、閱讀工程圖樣為主線，培養(yǎng)學生的空間思維能力、實踐能力及工程素質(zhì)。

目前，我國大部分高校的機械制圖教學還沿用前蘇聯(lián)的“傳遞-接受式”教學模式，課堂上老師滔滔不絕、面面俱到，學生步步緊跟、被動接受；盡管安排有課堂繪圖指導，但學生測繪所用零件及裝配體規(guī)格、尺寸完全一致，導致表達方案千篇一律，學生的創(chuàng)新能力和表達能力得不到體現(xiàn)，學習積極性受到嚴重遏制。教育家葉圣陶先生說：“所謂教師之主導作用，蓋在善于引導啟迪，俾學生自奮其力，自致其知，非謂教師滔滔講說，學生默默聆聽?！币虼?，如何變“教學”為“導學”，變“以教師為主體”為“以學生為主體”，引導學生學會思考、表現(xiàn)、識別、想象，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力，成為當前高校圖學教育中亟待解決的問題。

CDIO（Conceive-構(gòu)思、Design-設(shè)計、Implement-實施、Operate-運行）是近年來國際工程教育改革的最新成果，它體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運行乃至終結(jié)退休的全生命過程。CDIO工程教育理念以“學校培養(yǎng)有專業(yè)技能、有社會意識和有企業(yè)家敏銳性的工程師”為愿景；以產(chǎn)品生命全過程為載體培養(yǎng)學生工程科學和技術(shù)知識、終身學習能力、團隊交流能力、在社會和企業(yè)環(huán)境下建造產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的能力；更重要的是它還提出了包括對培養(yǎng)計劃、課程結(jié)構(gòu)、教學方法、教學評估和學習構(gòu)架的全面指引和對是否實踐CDIO教學理念的12條判定標準，可操作性極強[1]。

1 重構(gòu)CDIO特色的機械制圖教學體系

現(xiàn)代企業(yè)要求工程人員必須具備專業(yè)的技術(shù)知識、精誠的團隊協(xié)作精神、良好的系統(tǒng)分析能力及熟練的動手操作能力，以適應現(xiàn)代化工程團隊開發(fā)新產(chǎn)品及新技術(shù)的需求。因此，我們應該摒棄過去那種理論化、教條化的教學模式，重新架構(gòu)具有CDIO特色的啟發(fā)式、項目式、創(chuàng)新式的培養(yǎng)模式。

1.1 三維造型軟件的引入

我院《畫法幾何與機械制圖》課程共有104學時，第一學期畫法幾何部分40學時，講授點、線、面、體的投影及其交線等內(nèi)容；第二學期機械制圖部分64學時，講授組合體、表達方法、零件圖及裝配圖等。我們選在學生剛開始接觸立體時，引入三維造型軟件，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)等命令，幫助學生建立“體”的概念。截交線、相貫線是畫法幾何部分的重點和難點，對于初接觸的學生來說，往往感覺晦澀難想，通過合并、切割等方式，幫助學生理解“交線”的形成。組合體的形體分析法剛好又與復雜立體的三維造型過程不謀而合。一系列的課堂演示，再配以學生對典型實例的操作，掌握三維造型軟件便水到渠成，為后續(xù)零件圖、裝配圖及相關(guān)課程設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1.2 舉辦競賽，激發(fā)學生學習興趣

所謂“興趣是最好的老師”，引導學生變單一的、枯燥的接受模式為發(fā)散的、趣味的創(chuàng)新活動，將事半功倍。我們認為組合體讀圖、構(gòu)型設(shè)計及表達方案的選擇這部分內(nèi)容，既是對截交線、相貫線等內(nèi)容的綜合運用，又是零件圖、裝配圖的基礎(chǔ)，起著承上啟下的橋梁作用。而且，通過一個或兩個組合體視圖，想象出多個組合體形狀；或者，對一個組合體設(shè)計出多個表達方案，并進行對比選擇，是對學生發(fā)散性、創(chuàng)造性思維的絕佳訓練。因此，我們選擇這部分內(nèi)容舉辦構(gòu)型與制圖創(chuàng)新競賽。競賽中，學生的發(fā)散思維與創(chuàng)新能力得到了淋漓盡致的發(fā)揮，出現(xiàn)了“百花齊放，百家爭鳴”的場面。競賽優(yōu)勝者還將代表學院參加省級競賽，獲獎帶來的成就感，大大激發(fā)了學生的學習興趣，也加深了對知識的理解和掌握。

1.3 多種教學手段并用，加強學生工程實踐背景

大一學生缺乏工程背景知識，大多數(shù)學生不清楚標準件、零件圖及裝配圖等知識的應用背景，學習興趣淡薄[2]，我們通過多種途徑來彌補這個不足。

學院的實體模型室中配有典型組合體、零部件及裝配體模型，供學生觀察、測繪使用。我們還設(shè)有虛擬模型庫，包括組合體模型、典型零部件及其加工視頻、零件測繪操作視頻、裝配仿真視頻、計算機繪圖教程視頻等。這些資源不僅通過課堂時間提供給學生，課下時間對學生也是開放的。

此外，采用課堂教學與工廠實踐相結(jié)合的方式，可極大增強學生的工程背景。學生通過對實際零件的觀察、思考，可以加深對軸套類、輪盤類、叉架類、箱體類零件結(jié)構(gòu)特點及典型表達方案的理解；通過對各種加工方法及零件加工過程的參觀和實踐，可以掌握零件圖尺寸標注要正確、完整、清晰、合理的意義，體會不同加工方法所能形成的表面結(jié)構(gòu)及組織結(jié)構(gòu)，理解零件圖技術(shù)要求所規(guī)定內(nèi)容的必要性。

1.4 項目式教學，培養(yǎng)學生的綜合能力

CDIO的培養(yǎng)計劃旨在設(shè)置豐富的實踐項目并輔以工業(yè)實習。我們積極與校工廠及校外科技園企業(yè)開展合作，精心選取實際的、典型的裝配體，安排學生分組對不同規(guī)格的裝配體進行測繪、三維造型、答辯、撰寫項目報告等。在這個過程中，學生通過查閱資料了解裝配體的用途、工作原理等；每人要對裝配體中一個典型零件進行測繪，并繪制二維工程圖樣；全組同學合作進行裝配體三維造型，分析裝配關(guān)系、拆裝順序、各零件結(jié)構(gòu)特點和功用；撰寫項目日志、項目報告，制作PPT匯報答辯。

項目式教學通過設(shè)置任務(wù)，激發(fā)學生的學習自主性，通過各個環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生深度學習的能力、靈活運用多種思維方式的能力、解決實際問題的能力、團隊協(xié)作的能力。

2 結(jié)束語

CDIO教育模式是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行為教學周期，以學生主動性學習、實踐性學習、課程之間有機聯(lián)系的學習方式為手段，以培養(yǎng)個人的科學與技術(shù)知識、終身學習能力、與人交流能力、團隊協(xié)作能力、進取心與拓展性思維，以及在社會與企業(yè)環(huán)境下建造產(chǎn)品與系統(tǒng)的能力為教學目標[3]。融入CDIO理念的機械制圖課程體系，改變了以往重理論輕實踐的培養(yǎng)模式，體現(xiàn)了“知行合一”。

【參考文獻】

[1]趙永生.論大學的功能與高等工程教育改革[R].秦皇島：燕山大學里仁學院教師培訓，2013，10，31.

[2]陳西府，惠學芹，吳進，等.基于卓越工程師計劃的工程圖學教學改革[J].考試周刊，2012，84：10-11.

[3]王鳳芹.CDIO工程教育模式下新建本科院?！半p師型”教師培養(yǎng)方法探析[J].吉林工商學院學報，2013，29（4）：111-113.

[責任編輯：丁艷]