高職機械制圖及CAD課程改革與實踐

李強　薄潤芳

摘 要 根據(jù)高等職業(yè)教育教學(xué)的基本要求和機械制圖及CAD課程的特點，從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式上對機械制圖及CAD課程教學(xué)進行改革研究。以就業(yè)為導(dǎo)向，全面實施課程教學(xué)模式改革，根據(jù)實用、夠用的原則進行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)定，積極利用微課技術(shù)等先進的教學(xué)手段，提高學(xué)生在識圖、繪圖方面的能力，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。

關(guān)鍵詞 機械制圖及CAD；課程改革；CAXA；微課

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）04-0107-03

Reform and Practice for Course of Mechanical Drawing and CAD to Higher Vocational Education//LI Qiang， BO Runfang

Abstract According to the basic requirements of higher vocational education teaching and the characteristics of the courses of mecha-nical drawing and CAD， from the teaching mode， teaching content， teaching means， examination mode of mechanical drawing and CAD

course teaching reform research. Employment as the guidance， the

full implementation of the teaching mode reform， based on the prin-ciple of practical， enough for setting of teaching content， actively use micro class technology and other advanced means of education， improve the ability of students in the aspect of knowledge chart， drawing， cultivate high-quality skilled personnel.

Key words mechanical drawing and CAD； the teaching reform； CAXA； micro-lecture

1 引言

在機械制造與自動化專業(yè)課程體系中，根據(jù)以“就業(yè)為導(dǎo)向”的課程構(gòu)建原則，本專業(yè)的畢業(yè)生在從事制圖員工作時，需要機械制圖及CAD課程作為基礎(chǔ)理論和實踐能力支撐。根據(jù)職業(yè)教育的特點，本著“知識夠用，技能實用”的原則，突出能力本位教育背景下，機械制圖及CAD的課程改革已成為當務(wù)之急。本文主要根據(jù)培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的高職人才培養(yǎng)目標，對機械制圖及CAD課程進行課程改革，并通過具體的實踐取得一定的成效，為該課程的課程改革方向提供參考[1]。

2 機械制圖及CAD課程中CAD的選擇

在該課程教學(xué)過程中，國內(nèi)比較流行的二維繪圖軟件主要是AutoCAD和CAXA電子圖板。高職教育的人才培養(yǎng)目標重在突出高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)，而高素質(zhì)在職業(yè)方面的體現(xiàn)就是具有很高的職業(yè)素養(yǎng)。作為機械制造與自動化專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)該掌握粗糙度和形位公差等最基本的知識。從這個角度考慮，AutoCAD雖然是國際知名軟件，但是在國標方面，在粗糙度、形位公差表達方面略遜于CAXA電子圖板。其次從組織學(xué)生參加數(shù)控車、數(shù)控銑削等大賽的角度考慮，該類型大賽的軟件支持方其中就有CAXA，而AutoCAD沒有這方面的支持。如果學(xué)習了CAXA電子圖板的二維制圖，入門CAXA數(shù)控車將非常容易。

在三維方面，國內(nèi)流行的軟件種類比較多，常見的有Pro/Engineer、Unigraphics NX、Power Shape、Solid Works

等。出于學(xué)生對于基礎(chǔ)投影知識和二維圖形讀圖能力訓(xùn)練的考慮，不選用三維制圖軟件。三維制圖軟件會在職業(yè)技能課程內(nèi)選用。

綜合以上思考，最終確定該課程的CAD軟件選擇CAXA電子圖板。

3 機械制圖及CAD課程教學(xué)改革

機械圖樣是表達設(shè)計思想、設(shè)備制造和進行技術(shù)產(chǎn)品交流的重要工具，是工程技術(shù)界的通用語言，也是每個從事工程技術(shù)相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員必須掌握的基本技能。課程的內(nèi)容選取符合機械制造與自動化專業(yè)制圖員工作崗位所對應(yīng)的典型工作任務(wù)，結(jié)合互換性與測量技術(shù)、機械制造工藝學(xué)等學(xué)科知識進行任務(wù)的設(shè)定。通過使用CAXA電子圖板，使學(xué)生在掌握機械圖樣表達的同時，能夠準確利用CAXA電子圖板進行圖樣的繪制。

課程的教學(xué)模式 眾所周知，機械制圖及CAD作為理工科學(xué)生專業(yè)入門課程，具有相當?shù)目菰锔?。根?jù)高職學(xué)生動手能力強于理論學(xué)習能力的特點，加強學(xué)生利用CAXA電子圖板進行繪圖的能力，通過不斷使用CAXA電子圖板繪制機械圖樣，提高學(xué)生對軟件的熟悉度，同時提高學(xué)生對理論知識的理解力。本著“夠用、實用”的原則，該課程采用理論課與理實一體教學(xué)并行的教學(xué)模式，既保證學(xué)生有足夠的理論，又保證學(xué)生在做中學(xué)。

課程的教學(xué)內(nèi)容改革 工欲善其事，必先利其器。要實現(xiàn)上述目的，必須先進行CAXA電子圖板的使用講授。對于此部分，筆者設(shè)立了6個工作任務(wù)[2]，通過每一個任務(wù)，使學(xué)生對于CAXA電子圖板基本制圖工具的使用和基本理論有一個比較深入的理解。這6個任務(wù)的設(shè)置圍繞基本命令及標題欄、編輯命令、圓弧連接、尺寸標注、形位公差及粗糙度、其他特殊命令進行。

然后進入傳統(tǒng)機械制圖教學(xué)內(nèi)容。在講授投影和三視圖時，結(jié)合動畫演示進行理論講解，然后利用CAXA進行點、線、面投影的繪制。其中要合理利用導(dǎo)航命令，使學(xué)生更加深入地體會“長對正，高平齊，寬相等”。在講授立體的投影時，在課堂理論內(nèi)容上，利用學(xué)院提供的展示模型，對平面立體、曲面立體以及典型立體的截交線、相貫線進行展示，利用動畫演示進行印象的加深，再利用CAXA進行立體投影的繪制，通過不斷練習以達到鞏固該部分知識的目的。在以上基礎(chǔ)上進行組合體投影的繪制，合理利用疊加法、切割法等基礎(chǔ)圖形的繪制方法，通過簡單實例的引入、CAXA的導(dǎo)航，對組合體投影的三視圖進行繪制。

通過以上內(nèi)容的設(shè)置，學(xué)生在利用CAXA繪圖的同時，可以不斷強化基本理論知識，在這個階段可以將一些標準件的內(nèi)容讓學(xué)生去了解，并通過CAXA軟件中的標準件庫的使用，使其對互換性有一個比較淺顯的認識。然后進行零件圖的繪制。在這個階段，學(xué)生基本上能夠熟練使用CAXA進行零件圖形的繪制，但是表面粗糙度、技術(shù)要求、合理選擇剖切平面等內(nèi)容則成為該部分的重點。

最后講授裝配圖，在理論內(nèi)容上只需要講授裝配圖中明細表的各部分內(nèi)容，以及明細表的編號、填寫等在CAXA中如何實現(xiàn)；然后利用CAXA軟件結(jié)合實例進行裝配圖的訓(xùn)練，以加強學(xué)生對于成套圖紙的認識以及識圖讀圖能力的鍛煉。

課程的教學(xué)手段 該課程采用傳統(tǒng)教學(xué)手段、微課教學(xué)、微信公眾平臺推廣3種方式。

在理論內(nèi)容的講授上利用傳統(tǒng)的教學(xué)手段，提高學(xué)生對于知識的理解。

1）利用一些實物模型進行展示，以加深學(xué)生對于此類圖形的直觀印象。該教學(xué)手段主要應(yīng)用在立體投影、平面立體、曲面立體、平面與立體表面的交線等內(nèi)容的講授中。

2）利用三維軟件Pro/E進行三維模的創(chuàng)建，以達到讓學(xué)生比較直觀認識的目的，并通過三維軟件的三維旋轉(zhuǎn)功能，使學(xué)生能夠在不同的視圖方向上理解圖形的樣子[3]。該教學(xué)手段主要應(yīng)用在兩回轉(zhuǎn)體表面交線、組合體、軸測圖等內(nèi)容的講授中。

3）利用Flash動畫進行演示。該教學(xué)手段主要應(yīng)用在點、線、面投影、立體投影、組合體投影的繪制方法及過程的教學(xué)上，并結(jié)合CAXA，邊演示邊繪制，邊做邊學(xué)。

在作業(yè)輔導(dǎo)上采用微課教學(xué)方式。微課技術(shù)的發(fā)展極大地促進了計算機軟件類課程教學(xué)模式的改變。該課程的主要工具就是CAXA電子圖板，如何有效準確地使用CAXA電子圖板進行作業(yè)的繪制，是該課程強化學(xué)生技能的重要手段。對于機械制圖及CAD課程，本身學(xué)時上就比較緊張，很難在課堂上進行作業(yè)的講解與輔導(dǎo)。借助微課平臺，將作業(yè)題進行微課課程的錄制，上傳到騰訊視頻中，再通過微信公眾平臺推送給學(xué)生。學(xué)生可以利用手機進行作業(yè)的繪制。通過一年多的實踐，學(xué)生在作業(yè)繪制上投入的精力比傳統(tǒng)作業(yè)方式要多很多。學(xué)生如果沒有學(xué)會，會反復(fù)地進行視頻的觀看學(xué)習。

筆者所帶兩個班級共計65名學(xué)生，在微課視頻的主動學(xué)習上，單次視頻最大點擊量為284次。一學(xué)期共發(fā)布微課視頻8個，點擊總次數(shù)為2187次，足見該教學(xué)手段對學(xué)生完成作業(yè)的輔導(dǎo)效果。

為保證學(xué)生確實能掌握足夠的“夠用”的知識，筆者建立了一個微信公眾平臺，定期給學(xué)生發(fā)布相關(guān)的知識要點，便于學(xué)生對于該課程知識及時進行復(fù)習和總結(jié)。該微信公眾賬號從最開始的兩個班級，很快就達到194人，也就是不單筆者所在院系的學(xué)生關(guān)注，同時吸引了其他系部學(xué)生的關(guān)注。

課程的考核方式 本著突出崗位需求、突出崗位專業(yè)能力發(fā)展的原則，該課程在考核方式上要立足實踐，不能像本科院校那樣專注于各種投影的技巧、繪圖的技巧。該課程在教學(xué)目的上就是要鍛煉學(xué)生的識圖能力和利用CAXA進行圖紙繪制的能力，所以在考核上要從理論和實踐兩部分入手進行考核。在理論部分的考核上，要求學(xué)生能進行徒手繪圖，能進行簡單圖形的三視圖的繪制，能熟練讀圖。所以理論部分以識圖為重點進行考核。

在實踐考核上，要突出使用CAXA進行零件圖的繪制。當然最好是進行裝配圖的考核，但考慮到圖形繪制以及考核時間的限定，只能選擇進行零件圖的繪制考核。從專業(yè)的角度講，要求學(xué)生熟練進行盤蓋類、軸類、支架類、箱體類零件的熟練繪制，在考核上隨機抽取一種類型的零件進行考核。

4 機械制圖及CAD課程教學(xué)改革效果

校內(nèi)評價 作為學(xué)校的教師，在學(xué)期末評價學(xué)生對一門課程的掌握程度，唯一的渠道就是試卷成績。在高校，學(xué)生的成績分為試卷成績和平時成績。對比以前該課程的試卷成績和改革后學(xué)生的試卷成績，其差別還是很大的。改革后學(xué)生試卷成績不及格人數(shù)急劇減少，且高分比較突出，平均分數(shù)在80分左右。且試卷得分體現(xiàn)在利用CAXA進行零件圖繪制和讀圖題方面。由此說明，該課程的改革達到預(yù)設(shè)的課程目標，符合人才培養(yǎng)計劃總規(guī)劃，符合職業(yè)教育總方向。

企業(yè)評價 對于學(xué)生培養(yǎng)好壞的評定，用人單位最具有話語權(quán)。雖然這次改革的學(xué)生尚未走上工作崗位，但是通過接收學(xué)生進行工學(xué)交替的企業(yè)反饋，學(xué)生對于機械制圖及CAD課程的掌握程度令企業(yè)非常滿意。在進行工學(xué)交替過程中，學(xué)生能夠?qū)⒃撜n程學(xué)到的知識應(yīng)用于具體的識圖中，能讀懂圖紙，利用相關(guān)術(shù)語進行專業(yè)技術(shù)交流，受到企業(yè)的贊譽。據(jù)后續(xù)課程的教師反饋，在進行數(shù)控車床編程教學(xué)過程中，在進行CAXA數(shù)控車教學(xué)時，學(xué)生利用在機械制圖及CAD課程中學(xué)到的知識，能輕松繪制車削的工件圖形，速度和質(zhì)量都令人非常滿意。

5 結(jié)語

要加快職業(yè)教育的發(fā)展，就要不斷拓展適應(yīng)學(xué)生、適應(yīng)企業(yè)的教學(xué)模式。在國家大力倡導(dǎo)以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位的教育方針下，要積極進行課程改革。在機械制圖及CAD課程改革方面，要更加貼近企業(yè)實踐，更加突出能力本位?？傊?，不單要在教學(xué)模式上進行改革，還要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核方式上進行改革，提高學(xué)生的學(xué)習興趣，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，才能有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)企業(yè)需要的高素質(zhì)技能型人才。

參考文獻

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