基于CDIO的機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化實(shí)施與探索

李艷萍 / 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院

基于CDIO的機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化實(shí)施與探索

李艷萍 / 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院

為實(shí)現(xiàn)能力本位機(jī)械制圖測(cè)繪課程的培養(yǎng)目標(biāo)，本文提出基于CDIO的機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化模式改革，從測(cè)繪項(xiàng)目設(shè)置、測(cè)繪過(guò)程實(shí)施和考評(píng)體系等方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，并應(yīng)用三維建模虛擬裝配仿真，提高學(xué)生形象思維和抽象思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和參與度，提高教學(xué)質(zhì)量。

CDIO；機(jī)械制圖測(cè)繪；項(xiàng)目化改革

機(jī)械制圖測(cè)繪旨在進(jìn)一步鞏固學(xué)生制圖基礎(chǔ)知識(shí)，提高學(xué)生識(shí)讀、繪圖能力。CDIO工程教育模式為更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決工程問(wèn)題的能力，已成為高校教育改革的重要內(nèi)容之一?；贑DIO的能力本位機(jī)械制圖測(cè)繪培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)生為主體，加以項(xiàng)目化驅(qū)動(dòng)，將學(xué)生帶入工程情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生綜合解決工程問(wèn)題能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.機(jī)械制圖測(cè)繪教學(xué)模式改革的必要性

傳統(tǒng)的測(cè)繪教學(xué)模式存在諸多不足[1]：①有效教學(xué)手段缺乏?！昂诎?粉筆”教學(xué)，課堂信息量少，不直觀，學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)對(duì)測(cè)繪對(duì)象的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以充分理解；多媒體教學(xué)也未能有效改善。②教學(xué)模式不靈活。以教師為中心，學(xué)生根據(jù)教師要求按部就班地進(jìn)行手工繪圖，忽視對(duì)零件設(shè)計(jì)、工藝結(jié)構(gòu)、尺寸標(biāo)注合理性等知識(shí)的理解和綜合運(yùn)用。③考評(píng)形式單一。以學(xué)生最終上交圖紙的準(zhǔn)確性及規(guī)范性定量評(píng)價(jià)，忽視學(xué)生的主體作用，扼殺了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和個(gè)性發(fā)展。

為解決這些不足，引入CDIO工程教育理念，基于CAD三維建模和二維工程圖表達(dá)，進(jìn)行機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化模式探索。

2.基于CDIO的測(cè)繪項(xiàng)目化模式探索

2.1 引入CDIO工程教育理念的測(cè)繪教學(xué)

CDIO（Conceive構(gòu)思-Design設(shè)計(jì)-Implement實(shí)施-Operate運(yùn)作）工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果。以實(shí)踐項(xiàng)目為整個(gè)教學(xué)過(guò)程載體、模塊化組合設(shè)計(jì)、項(xiàng)目化案例化教學(xué)實(shí)施、小組合作團(tuán)隊(duì)完成等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)、能力和素質(zhì)的一體化培養(yǎng)[2]。將CDIO引入機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化教學(xué)中，改善當(dāng)前機(jī)械制圖測(cè)繪教學(xué)現(xiàn)狀，解決學(xué)生學(xué)習(xí)難和學(xué)不能致用的瓶頸問(wèn)題。

2.2 基于CDIO的測(cè)繪項(xiàng)目設(shè)計(jì)

基于CDIO的測(cè)繪項(xiàng)目化模式教學(xué)，以學(xué)生作為實(shí)踐的主體，教師為主導(dǎo)，利用三維CAD建模技術(shù)來(lái)輔助實(shí)際模型的測(cè)繪過(guò)程[3]。

借鑒基于CDIO的三級(jí)項(xiàng)目教學(xué)的思想[4]，構(gòu)建出課內(nèi)與課外實(shí)踐相結(jié)合的項(xiàng)目教學(xué)體系。測(cè)繪項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：①項(xiàng)目可控制。項(xiàng)目要有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能，完成項(xiàng)目的時(shí)間、所花費(fèi)的精力要可控制；②項(xiàng)目覆蓋面廣。在考慮設(shè)施設(shè)備等條件下，項(xiàng)目要整合課程內(nèi)容，覆蓋知識(shí)面廣；③項(xiàng)目實(shí)踐性強(qiáng)。依據(jù)學(xué)生的實(shí)際知識(shí)水平設(shè)計(jì)難易適度的項(xiàng)目，調(diào)動(dòng)其積極性。另外，項(xiàng)目設(shè)計(jì)還應(yīng)包含部分可自主探索學(xué)習(xí)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。如圖1所示。

圖1 基于CDIO的測(cè)繪項(xiàng)目化教學(xué)模式

3.基于CDIO的機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化模式實(shí)施

機(jī)械制圖測(cè)繪是緊隨《機(jī)械制圖》和《計(jì)算機(jī)輔助繪圖》之后的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，本文以本校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)班級(jí)（40人）作為試點(diǎn)實(shí)施，以單級(jí)圓柱齒輪減速器為例說(shuō)明基于CDIO的機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程（見圖2）。

圖2 基于三維建模的單級(jí)齒輪減速器測(cè)繪流程圖

項(xiàng)目準(zhǔn)備階段。每組學(xué)生了解單級(jí)圓柱齒輪減速器模型的作用、工作原理、零件組成等。通過(guò)多種手段，使學(xué)生建立感性認(rèn)識(shí)的同時(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)，形成學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。

第二個(gè)階段，零件測(cè)繪和計(jì)算機(jī)三維零件建模。各組學(xué)生在拆卸零件后，利用工具對(duì)減速器零部件測(cè)繪，并借助三維CAD軟件，對(duì)減速器進(jìn)行零部件的三維建模實(shí)體造型。

第三階段，三維裝配過(guò)程。裝配過(guò)程中對(duì)裝配體各零件間進(jìn)行干涉檢測(cè)與間隙檢測(cè)，對(duì)于出現(xiàn)的一些問(wèn)題，學(xué)會(huì)思考尋找解決問(wèn)題的方法。

第四個(gè)階段，裝配圖和零件圖生成。利用CAD軟件工程圖紙功能直接生成符合要求的減速器零部件與裝配體模型的二維圖紙，與教師討論零件圖及裝配圖的表達(dá)方案，并標(biāo)注尺寸、序號(hào)，填寫明細(xì)欄與標(biāo)題欄等，進(jìn)一步完善圖紙其他內(nèi)容，或者先將三維CAD軟件生成的工程圖轉(zhuǎn)換成AutoCAD的DWG格式圖，再進(jìn)行裝配圖相關(guān)內(nèi)容的完善和填補(bǔ)。

各項(xiàng)工作完成后，撰寫項(xiàng)目報(bào)告，制作PPT，分組進(jìn)行匯報(bào)。在整個(gè)CDIO項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，教師要加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目的督促和指導(dǎo)，突出學(xué)生主體地位的同時(shí)，掌控整個(gè)教學(xué)進(jìn)程。

課程考評(píng)。一是將目標(biāo)型評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)樾纬尚驮u(píng)價(jià)，綜合考核學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)、工程技術(shù)能力以及綜合素質(zhì)等；二是評(píng)價(jià)主體的多樣化，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生自我評(píng)價(jià)與小組互評(píng)等，做到評(píng)價(jià)科學(xué)、客觀、公正。

4 .結(jié)束語(yǔ)

本文引入能力本位的CDIO工程教育理念，進(jìn)行“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、學(xué)生間互助協(xié)作”的機(jī)械制圖測(cè)繪項(xiàng)目化教學(xué)模式實(shí)施與探索。從測(cè)繪項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目過(guò)程實(shí)施和考評(píng)體系等多方面實(shí)施，并應(yīng)用三維建模CAD虛擬裝配仿真，提高學(xué)生機(jī)械制圖能力，形象思維和抽象思維能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力?；贑DIO的測(cè)繪項(xiàng)目化模式，活化教學(xué)，提高測(cè)繪教學(xué)質(zhì)量，提升“應(yīng)用型本科”人才培養(yǎng)質(zhì)量。

［1］楊莉，郝育新，王建華.工程制圖測(cè)繪教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2013, 34(1):116-119.

［2］郭長(zhǎng)虹，馬筱聰，李大龍，等.構(gòu)建基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”和CDIO的工程圖學(xué)教學(xué)體系[J].圖學(xué)學(xué)報(bào), 2014,35(1):121-126.

［3］李明新.信息技術(shù)下應(yīng)用SolidWorks軟件輔助《機(jī)械制圖》課程教學(xué)[J].煤炭技術(shù)，2013, 32（2）：238-240.

［4］ 楊國(guó)威.在制圖測(cè)繪課程中開展項(xiàng)目教學(xué)法的研究[J].職業(yè)圈，2007,13: 84-85.