遠程教育下以學(xué)生技能培養(yǎng)為主的《機械制圖》課程資源改革與實踐

唐勝菊 袁慧 馮立 楊杰 黃靜雅

[摘要]本文基于電大遠程教育教學(xué)特色，從《機械制圖》教學(xué)實際出發(fā)，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)機械制圖課程時面臨的主要困難，以學(xué)生技能培養(yǎng)為目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生實際崗位需求，在教學(xué)資源中增加測繪知識，引入三維造型軟件輔助教學(xué)，提高學(xué)生讀圖和繪圖能力，幫助學(xué)生提前適應(yīng)工作情境、強化操作技能。企業(yè)反饋表明，學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)時便已基本具備了用人單位對學(xué)生機械制圖能力的要求，具備勝任工作崗位的能力。

[關(guān)鍵詞]機械制圖;AutoCAD;測繪;課程資源

[中圖分類號]G642 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1671-5918（2019）03-0136-03

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2019.03.060 [本刊網(wǎng)址]http：//www.hbxb.net

一、引言

隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展和高校教育研究的不斷推進，應(yīng)用型人才培養(yǎng)的社會需求要求高校應(yīng)更加注重學(xué)生實際技能的培養(yǎng)，《機械制圖》這門專業(yè)基礎(chǔ)課程在專業(yè)建設(shè)中起著承上啟下和貫穿始終的作用。但本課程中較抽象的理論知識和較大的空間思維要求使學(xué)生極易產(chǎn)生厭學(xué)、畏學(xué)想法，如何借助現(xiàn)代教學(xué)模式和方法，讓電大學(xué)生更好地掌握此門課程的核心內(nèi)容，是本次資源建設(shè)工作的重點。

電大遠程教育的教學(xué)模式對教學(xué)平臺上的各種教學(xué)資源提出了更高的要求，學(xué)生的學(xué)習(xí)成效與優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源密不可分，如何設(shè)計和完善教學(xué)資源顯得十分重要。在《機械制圖》的整個教學(xué)過程中，二維平面圖形與三維立體空間的互換是學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，設(shè)法在“平面形體”與“空間立體”之間構(gòu)建一座橋梁，讓學(xué)生在“圖”與“物”的思維轉(zhuǎn)換中更自然，是本次課程資源改革的重點和難點。單憑學(xué)生的“冥思苦想”和有限的模型是不能有效解決這諸多問題的，對此，本文提出在電大遠程教育學(xué)習(xí)資源建設(shè)中引入AutoCAD繪圖軟件輔助教學(xué)的方法來簡化這些問題，幫助學(xué)生搭建由二維平面視圖到三維空間形體之間轉(zhuǎn)換的橋梁;而制圖中測繪知識是學(xué)生從認(rèn)識實物到用圖形表達實物的重要環(huán)節(jié)，與學(xué)生繪圖素質(zhì)的養(yǎng)成關(guān)系密切，因此在本次資源改革中還加入了測繪知識，與組合體、裝配圖等知識結(jié)合，提高學(xué)生的綜合能力。實踐證明，AutoCAD三維軟件與機械制圖的有機融合以及測繪知識的增設(shè)能有效提高學(xué)生識圖繪圖的能力和空間想象能力，并大大提高教學(xué)的效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

二、機械制圖課程教學(xué)中存在的主要問題

通過對本專業(yè)學(xué)生抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，因機械制圖課程開設(shè)在第一學(xué)年，學(xué)生剛接觸跟專業(yè)有關(guān)的課程，不易進入學(xué)習(xí)狀態(tài);學(xué)生不清楚所學(xué)知識在后續(xù)課程和工作中有何用，因而學(xué)習(xí)沒有積極性;加之制圖課程中的相關(guān)國標(biāo)和需要記憶的知識點較多，學(xué)生存在記憶困難，且需要建立二維與三維空間的轉(zhuǎn)換，學(xué)生很難系統(tǒng)理解和掌握本課程知識。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)資源已不適應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生實際技能的要求，與之相適應(yīng)的教學(xué)資源亟需改善。

（一）教學(xué)方法上的問題

在之前的教學(xué)資源中，我們采用的是用一些簡單的實物模型的方式來表達機械零件的相關(guān)結(jié)構(gòu)及形狀。但由于教學(xué)模型的數(shù)量有限、結(jié)構(gòu)和形狀比較單一，加之在以往的課程資源中多是采用靜態(tài)展示的方式來講解，輔助學(xué)生理解制圖原理和視圖表達方面的效果并不理想，學(xué)生接受知識的能力也沒有太大提高。對制圖課程的講解，依然沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式，要求學(xué)生通過所展示的平面圖，想象其立體形狀，再將所想象的立體圖形進行平面投影，這種教學(xué)方式顯得過于抽象，使很多學(xué)生難以掌握制圖的根本技巧，對制圖課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生不了興趣，影響知識的吸收轉(zhuǎn)化，甚至讓學(xué)生產(chǎn)生逆反心理，教學(xué)效果大打折扣。

（二）教學(xué)內(nèi)容上的問題

隨著行業(yè)的發(fā)展，企業(yè)與學(xué)校對機械制圖課程提出了以實用為主，以培養(yǎng)具有實際操作技能的學(xué)生為目的的現(xiàn)實要求。由于電大遠程教學(xué)的局限性，我們在實際的教學(xué)中，仍然有很多教學(xué)資源是過度偏重理論知識，對測繪訓(xùn)練這種對空間思維能力培養(yǎng)和動手作圖能力培養(yǎng)都有重大影響的實踐性學(xué)習(xí)則有一定程度的忽視。

三、教學(xué)資源改革實施思路

（一）課程資源改革原則

堅持把學(xué)生的技能培養(yǎng)、綜合能力培養(yǎng)放在首位，堅持實用與企業(yè)需求相結(jié)合，注重教學(xué)內(nèi)容的實用性與企業(yè)實際實踐的緊密聯(lián)系，創(chuàng)立貼近實戰(zhàn)的教學(xué)情境，讓學(xué)生真切感受到其所學(xué)習(xí)的理論知識是有用的。注重培養(yǎng)合格的技能型和實用型綜合性人才，滿足企業(yè)的用工標(biāo)準(zhǔn)，為學(xué)生上崗就業(yè)鋪平道路。

（二）課程資源改革思路

本文嘗試將AutoCAD三維建模功能引入機械制圖教學(xué)過程中，仍以機械制圖原知識體系講解為主線，在原有機械制圖知識體系完整的前提下，在相交線、截交線、相貫線、組合體讀圖、裝配圖學(xué)習(xí)時引入三維模型輔助講解，幫助學(xué)生理解知識內(nèi)容，為制圖基本內(nèi)容的學(xué)習(xí)服務(wù)。并分析學(xué)生就業(yè)崗位需求，結(jié)合生產(chǎn)實際，穿插測繪知識介紹，讓學(xué)生了解完整的制圖流程，提前適應(yīng)工作情境。

1.分析就業(yè)崗位，設(shè)定教學(xué)案例

在學(xué)習(xí)資源改革上不是簡單地將原有教學(xué)資源進行生硬的整合，或隨意在資源中加上幾個實例作為提升學(xué)生繪圖技能的主要手段。需要認(rèn)真分析學(xué)生的就業(yè)崗位需求，再結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進行教學(xué)案例以及教學(xué)情景的設(shè)計。教學(xué)案例的選擇以生產(chǎn)實際為主，難易適中，過于復(fù)雜或簡單都不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。通過教學(xué)設(shè)計，將理論知識融人練習(xí)當(dāng)中，始終堅持知識點在何處用，知識便在何處講的資源建設(shè)原則來進行課程資源改革，使教學(xué)更貼近生產(chǎn)實際。

2.注重技能培養(yǎng)的連續(xù)性，與其他教學(xué)科目相結(jié)合

由于機械制圖課程與其他專業(yè)課程的聯(lián)系也非常緊密，因此，對于機械制圖課程的學(xué)習(xí)不能僅對本門課程加以學(xué)習(xí)，還應(yīng)該重視并加強與其他專業(yè)課程的聯(lián)系，構(gòu)建相關(guān)學(xué)科之間的系統(tǒng)教學(xué)。由于機械制圖與AutoCAD教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系十分緊密，因此，在課程資源建設(shè)中可以運用AutoCAD制圖手段，輔助學(xué)生進行識圖與繪圖學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的繪圖技能。

四、教學(xué)資源改革主要措施

（一）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容在保持原有知識體系結(jié)構(gòu)完整性的前提下，教學(xué)內(nèi)容由淺人深，以生產(chǎn)實踐中的零件為基礎(chǔ)。依照點、線、面、基本體、組合體、零件圖、裝配圖、測繪工具與測繪方法的順序來講述讀圖、畫圖方法以及國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。

（二）教學(xué)情境設(shè)計

在教學(xué)資源改革的具體實施中增加測繪知識講解。在理論課程講解完后增加零件的測繪知識講解，讓學(xué)生可以學(xué)習(xí)一般零件和部件的測繪方法、步驟，學(xué)會使用常用測量工具，如鋼直尺、內(nèi)外卡鉗、游標(biāo)卡尺、螺距規(guī)等，通過課件學(xué)習(xí)讓學(xué)生認(rèn)識常見拆裝工具（各種扳手、螺絲刀、各種鉗、頂拔器等）和目前測量與拆裝的發(fā)展趨勢，通過測繪知識講解提高學(xué)生將來在工作中的動手能力、識圖繪圖能力、并提高其工程素質(zhì)。

（三）課程資源的建設(shè)

課程資源仍然以文本，視頻，動畫，圖片等方式呈現(xiàn)。根據(jù)電大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，選擇把機械制圖基礎(chǔ)知識用文本方式表達，基本圖形的相關(guān)視圖采用關(guān)鍵字加圖片的方式來表達。在線條的粗細及線型等方面可以有不同的顏色來區(qū)分。而對于學(xué)生理解難度較大的相貫線、剖視圖、組合體、裝配體的表達則采用三維模型分析用視頻講解方式加以呈現(xiàn)。逐步引導(dǎo)學(xué)生從理解基本概念開始，建立平面圖形與空間立體之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。將AutoCAD三維軟件輔助教學(xué)過程拍攝成視頻，讓學(xué)生觀察更直觀，降低學(xué)生空間想象負荷。

1.AutoCAD輔助截交線、相貫線教學(xué)

在機械制圖中，立體表面形成的交線包括相交線、截交線、相貫線他們是教學(xué)的難點，例如在相貫線的教學(xué)中，可先建立基本體，設(shè)計它們的相交位置，利用參數(shù)驅(qū)動功能，變換相交的角度以及基本體半徑，使學(xué)生能更真切直觀地觀察到不同半徑、不同相交角度的形體相交所形成的相貫線的變化過程和投影視圖，從原來的靜態(tài)觀察相貫線特征方式變成動態(tài)觀察，更容易理解相貫線是兩個基本體相交時自然形成的立體表面的共有線。

2.AutoCAD軟件輔助讀組合體視圖

在生產(chǎn)中會面臨大量的組合體讀圖工作，許多電大學(xué)生由于缺乏較強的邏輯思維能力，讓他們根據(jù)三視圖想象出組合體的實際形狀難度較大。對此，在構(gòu)建教學(xué)資源時嘗試在教學(xué)中適時地運用AutoCAD的三維建模功能來將問題簡化。具體流程可分為三步：一是對組合體進行形體分析并將其分解成各個基本體;二是利用AutoCAD創(chuàng)建各種基本體;三是利用移動，旋轉(zhuǎn)等功能將組合體重新組合成三維模型。這使得組合體的識讀變得更為直觀，簡單。

3.AutoCAD軟件輔助讀剖視、斷面、裝配圖

利用Auto CAD軟件中的“剖切”命令可將教學(xué)模型依據(jù)所選平面進行分割，這對剖視圖、斷面圖的教學(xué)很有幫助。特別在“全剖”和“半剖”視圖中，利用AutoCAD的“剖切”命令將教學(xué)模型在指定平面剖開，按照需要移動或旋轉(zhuǎn)。讓學(xué)生可以更清楚，更直觀地觀察到模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和截面形狀，理解剖視圖教學(xué)內(nèi)容。

4.增設(shè)測繪知識，貼近工作實際

測繪是機械制圖課程中的一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)，但是由于電大遠程教育的教學(xué)模式，學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)方式與普通高校有所差別，為了更好地引導(dǎo)學(xué)生將教材上的理論與實踐相結(jié)合，達到教學(xué)實踐基本要求，本文在資源建設(shè)時，首先明確測繪的內(nèi)容和要求，根據(jù)學(xué)生崗位需要，設(shè)定測繪案例，通過視頻文件介紹測繪相關(guān)要求及方法，使學(xué)生了解部件的構(gòu)造、性能和工作原理。在測繪案例的選擇上，盡量選取能覆蓋機械制圖教學(xué)知識點最多的案例。比如，可以選擇安全閥和齒輪油泵作為測繪對象加以介紹，因為這兩類機構(gòu)中包含了多種連接類型，涉及了多種配合關(guān)系，涵蓋了多類典型零件，有標(biāo)準(zhǔn)件和常用件。

五、教學(xué)資源改革成效

將AutoCAD設(shè)計軟件引入“機械制圖”課程資源建設(shè)，作為一種教學(xué)工具輔助“機械制圖”教學(xué)，能有效降低學(xué)生學(xué)習(xí)機械制圖的難度，提升學(xué)習(xí)興趣，拉升教學(xué)質(zhì)量。使學(xué)生建立從二維平面到三維立體之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改革后的教學(xué)資源更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣。課程考核通過率也得到了極大改善，測繪知識的增加，使得學(xué)生對機械制圖全系統(tǒng)流程有了更全面的了解，更貼合企業(yè)對機械制圖崗位的技能需求，同時也使學(xué)生的動手能力、制圖能力以及工程素養(yǎng)等有了極大的提高。通過用工單位的調(diào)查反饋，學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)時便已具備了企業(yè)對機械制圖方面的要求能力。同時提前入門三維軟件，也為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好了基礎(chǔ)。

六、總結(jié)

通過在教學(xué)資源中引入AutoCAD三維設(shè)計軟件輔助教學(xué)的方法使枯燥的理論學(xué)習(xí)變得更直觀、更易理解，降低了機械制圖教學(xué)中抽象教學(xué)的難度。測繪知識的增設(shè)使學(xué)習(xí)內(nèi)容與生產(chǎn)實踐聯(lián)系得更加緊密，課程資源體系更完善，不僅提高了學(xué)生的實踐能力，也提高了學(xué)生的就業(yè)能力。實踐證明，只有不斷地改進教學(xué)方法和教學(xué)資源，與時俱進，以學(xué)生為主體，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點及所面臨的困難，加以針對性的解決，才能使教學(xué)資源更符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點及需求，培養(yǎng)出符合企業(yè)實際需求的技能型人才。