機械制圖與CAD融合的項目課程研究與實踐

【摘 要】項目課程是職業(yè)教育課程改革的主動脈，必須暢通，并形成思想，構(gòu)筑理念。項目課程開發(fā)是課程改革的必由之路，機械制圖與CAD融合的項目課程開發(fā)，應(yīng)做到定位課程目標、明晰設(shè)計思路、構(gòu)建模塊項目、精心設(shè)計路徑、實施任務(wù)驅(qū)動。

【關(guān)鍵詞】機械制圖；CAD；項目課程

【中圖分類號】G712 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2018）04-0055-03

【作者簡介】張憶雯，常熟高新園中等專業(yè)學校（江蘇常熟，215500）教師，副教授，主要研究方向為職業(yè)教育課程與教學改革。

一、課程設(shè)計——項目引領(lǐng)開展教學

隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的不斷推廣，“機械制圖”與CAD技術(shù)的有效融合成為中職校制圖教學改革的主流方向。近年來，國外先進職教理念與實踐經(jīng)驗已滲透我國職教領(lǐng)域，如項目課程，作為以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為目標的課程方式，融合理論知識，凸顯實踐精彩，因此在職教課改中“唱得很響”。

縱觀中職“機械制圖”課程，與真正意義上的項目課程仍有一段距離。比如，錢克強教授編著的《機械制圖》（多學時），共分十個單元、三十五小節(jié)，每節(jié)設(shè)置了學習提示、相關(guān)知識、典型案例、知識拓展、實際演練等板塊，充分體現(xiàn)結(jié)構(gòu)嚴謹、版式新穎的特點。該教材將基本概念與理論融入實例中，在教學中可精講多練，邊講邊學，有項目課程特征，但似乎意猶未盡。筆者在多年“機械制圖”教學實踐中總結(jié)反思，不斷探索機械制圖與CAD融合視角下項目課程開發(fā)的有效途徑，提煉教學觀點，凝練教學思想。下面作具體闡述，期盼同行給予指導(dǎo)。

二、課程目標——項目活動分層達到

筆者參照江蘇省中等職業(yè)教育機械加工技術(shù)專業(yè)指導(dǎo)性人才培養(yǎng)方案，確定“機械制圖與CAD實用技術(shù)”課程培養(yǎng)的總體目標為：通過任務(wù)引領(lǐng)的項目活動，使學生具備本專業(yè)中級制圖員所需的正投影理論知識，掌握閱讀和繪制機械圖樣的基本知識、方法和技能，鍛煉學生空間想象和形象思維能力，培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)、團結(jié)協(xié)作的職業(yè)精神。

在這一總體目標引領(lǐng)下制定與模塊化項目課程對接的層級培養(yǎng)目標，為課程開發(fā)指明方向，給課程實施確立目標，具體如下：

第一，能執(zhí)行機械制圖、CAD國家標準和相關(guān)行業(yè)標準，養(yǎng)成嚴謹規(guī)范的作圖習慣；第二，掌握運用正投影法表達空間物體的圖示方法，能用尺規(guī)和CAD軟件兩種不同手段繪制形體三視圖；第三，熟練掌握并正確運用機件的各種表示方法，做到學以致用，舉一反三；第四，了解各種技術(shù)要求的符號、代號和標記的含義，能識讀中等復(fù)雜程度的零件圖和裝配圖；第五，學會零部件測繪方法，掌握測繪技能，夯實制圖能力。

三、課程內(nèi)容——模塊劃分、項目驅(qū)動

模塊化是指以崗位任務(wù)為依據(jù)，以從事某種職業(yè)的實際崗位程序為主線，科學分割、分步處理的方法，也可稱之為“任務(wù)模塊”。按照模塊化理論，遵循學生認知規(guī)律，本課程設(shè)計了平面圖形、視圖繪制、機件表達和零件裝配四大模塊。各模塊相互銜接，既體現(xiàn)“機械制圖”課程的整體性，又摒棄知識的零散性，實現(xiàn)課程資源整合優(yōu)化。

（一）優(yōu)化模塊理實互通

1.平面圖形模塊，共設(shè)8個項目。知識要點有國家標準、尺寸標注、平面圖形畫法等。技能要領(lǐng)是繪圖工具正確使用、規(guī)范繪制圖線、抄畫平面圖形等。做到知識與技能融于一體，避免說教，吸引學生眼球，激發(fā)學生學習興趣。比如，通過設(shè)置“繪制鉤頭鍥鍵”項目，將作圖規(guī)范、斜度錐度、圖形分析、尺寸標注在任務(wù)實施中合理安排，體現(xiàn)學以致用、實用夠用的課改思想；將平面圖形畫法巧妙貫穿項目，打破原教材以理論開局、簡單實踐的模式。

本模塊有四個項目將CAD融入機械制圖。例如，項目五“認識AutoCAD軟件”，介紹軟件基本知識與操作要領(lǐng)，使學生在知識學習中感悟新技術(shù)；項目六、七、八，將CAD必須掌握的繪圖與編輯命令在任務(wù)實施中體現(xiàn)，讓學生在實踐運用中掌握，達到“在做中學”。再如，用手工和CAD繪制吊鉤等典型平面圖形，讓學生在比較中感知，使技能與軟件巧妙結(jié)合，讓教學在傳統(tǒng)中突破。

2.視圖繪制模塊，共設(shè)9個項目。設(shè)計三個層級。第一為基礎(chǔ)層，由“認識正投影”和“學習三視圖”兩個項目組成。通過學習，構(gòu)建從空間物體到平面轉(zhuǎn)換的思維。第二為提升層，主要是學習基本體和組合體。從簡到繁、由低到高設(shè)計項目，重點突出圓柱截切與相貫、繪制和識讀典型組合體，以任務(wù)驅(qū)動“做”、促進“學”。第三為拓展層，有“組合體尺寸標注”和“繪制軸測草圖”兩個項目，主要為識圖能力設(shè)計。值得提倡的是，為幫助學生提高空間思維能力，特在項目中體現(xiàn)圖示目測比例繪圖法，這是筆者在制圖教學實踐中總結(jié)的方法。

3.機件表達模塊，共設(shè)11個項目。本著易被學生接納的目的，精心設(shè)計各個項目，重點是視圖、剖視圖、斷面圖的學與練，講嚴密不失靈活、有側(cè)重不失整體。為了讓學生深入學習CAD內(nèi)容，本模塊中再次設(shè)計尺規(guī)與軟件兩種不同的繪圖方法，讓學生享受到知識的靈動、技能的靈活，培養(yǎng)學生的判斷能力。

4.零件裝配模塊，共設(shè)6個項目。經(jīng)過“精挑細選”，本模塊的設(shè)計思路是要將軸套、盤蓋、叉架、箱體四類典型零件逐一呈現(xiàn)，標準件與常用件不單立項目，把螺紋連接、鍵銷連接、滾動軸承、彈簧等實踐性知識恰到好處地滲入零件圖和裝配圖項目中，將工程實踐和國家標準有機融入，避免了說教式的內(nèi)容安排，創(chuàng)新了技能培養(yǎng)途徑。本模塊是CAD在機械圖樣繪制中綜合運用的最佳時機，通過繪制直軸、齒輪等零件圖，將CAD知識技能全面與制圖銜接，繪圖方法走向更高層次，給學生繪圖能力訓練“加把火”。

（二）項目整體知技同步

“機械制圖”教學內(nèi)容可以分為投影作圖和機械圖樣兩大方面。傳統(tǒng)課程采用結(jié)構(gòu)化編制，即按知識結(jié)構(gòu)體系設(shè)計教學內(nèi)容。現(xiàn)將機械制圖與CAD內(nèi)容重組優(yōu)化，參照中級制圖員鑒定標準，將課程精心設(shè)計為三十四個項目（如下頁表1所示）。endprint

由表1可知，課程實現(xiàn)整體項目化，內(nèi)容做到精細優(yōu)選化。與傳統(tǒng)課程相比，最大優(yōu)勢是知識與技能同步、理論由操作化解，體現(xiàn)理實一體化教學思想。例如，由于球閥包含軸、蓋、支架和箱體等不同種類零件，通過測繪球閥的全過程將測繪方法和工具使用等相關(guān)知識在實踐操作中漸漸展開，沒有空洞的教學闡述，而是在操作中將知識延伸。

（三）項目內(nèi)容任務(wù)驅(qū)動

根據(jù)內(nèi)容優(yōu)化項目，如截交線和相貫線，分別由“繪制切片圓柱”和“繪制接頭三視圖”兩項目對接。再如項目“繪制軸承座三視圖”，將組合體的組合形式和識讀組合體方法這些教學重點落實在繪制三視圖過程中。從分解任務(wù)到化解難點，使學生能由淺入深、由低到高掌握知識，有效突破課程難點。

每個項目設(shè)置“學習目標、項目描述、項目分析、項目驅(qū)動、項目評價、項目歸納、鞏固拓展”七個板塊。項目驅(qū)動由2～4個由低到高、由淺入深的任務(wù)組成，學生在任務(wù)引領(lǐng)下學會知識、掌握技能，在任務(wù)實施中體驗生產(chǎn)實踐與運用。比如，項目“測繪球閥”精心設(shè)計了五個任務(wù)（如表2所示），引導(dǎo)學生對部件測繪全過程進行分解式遞進學習，改變了傳統(tǒng)課程知識與技能割裂的狀況。

凡是與項目任務(wù)相關(guān)的知識，都可在該項目實施中滲透展開。但往往一個項目無法將所有知識融入，解決的辦法是精心籌劃項目拓展。一是鞏固本項目的知識與技能，二是對“遺漏”內(nèi)容進行“補救”。比如，把“螺紋”設(shè)計在項目“識讀支架零件圖”中，通過對支架零件內(nèi)螺紋的結(jié)構(gòu)分析，將螺紋及螺紋緊固件、螺紋連接等做相應(yīng)拓展。這種舉措在各個項目里都有精心安排，完善了制圖知識系統(tǒng)。

（四）CAD技術(shù)有效融合

為了緊跟裝備制造企業(yè)廣泛使用的計算機輔助設(shè)計技術(shù)，本課程創(chuàng)設(shè)了機械制圖的實體世界。對于課程中的各類平面與實體圖形，均采用AutoCAD、Caxa、Inventor等現(xiàn)代流行的設(shè)計軟件繪制，做到每個平面圖形均配置相應(yīng)實體，為學生創(chuàng)造積累實體形狀的機會，彌補原平面圖形與三維實體分離脫節(jié)的不足。同時，將企業(yè)資源融入課程開發(fā)，激發(fā)學生對專業(yè)的熱情，達到不求全面、但求實用的課程設(shè)計目標。

本文將AutoCAD分三個層次融入機械制圖。首先，通過項目五至項目八，使學生掌握CAD的基本理論和基本技能，掌握CAD的常用繪圖和編輯命令，能繪制平面圖形。然后，學習剖視圖內(nèi)容后，將CAD中關(guān)于剖面線、樣條曲線、文本與尺寸等知識融入不同項目，不僅鞏固了剖視圖、斷面圖等知識，而且使CAD與機械制圖自然銜接。最后，項目二十九和項目三十通過繪制機械圖樣，使學生全面掌握CAD技術(shù)。endprint