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【摘 要】在当前的机械设计中图纸是其最终成果,也是机械工程的语言,因此,就需要各个院校的机械专业都要将制图能力作为重点基础能力进行培养,强调制图能力是学生构建职业能力体系。但是,在实际中,很多企业都反映学生的读图与制图功底较差,从而影响后续工作的质量和效率。如何基于职业岗位需求,夯实基础能力的培养,是教学改革中值得研究的问题。
【关键词】现代设计方法;制图能力;培养模式;构建;改革
一、构建制图能力培养系统性模式的意义
基于现代技术发展和职业能力的需求,引入现代职业教育理念,构建多平台、可持续的制图能力培养模式,是突破理论性专业基础课程改革瓶颈的尝试。具体的创新点体现在以下两个方面。
(1)尝试专业基础课程的改革,挖掘专业基础课程的综合能力培养功效。以知识为主的学科性教学使专业基础课很难涉及学生综合能力的培养。然而,行为导向性学习的引入,使专业基础课程不仅为学生提供将理论和实践进行有效链接的学习过程;还能使学生养成严谨的工作态度和缜密的思维能力,使专业知识与工作过程知识双丰收,专业能力与综合能力双丰收。
(2)链接式教学设计,实现职业教育的关联性和系统教育。多平台、可持续的制图能力培养体系,通过以制图能力的培养为主线,链接相关联的课程实现系统性和整体化设计,不仅保证了教学内容的系统性,还能呈现前后知识的延续性、连贯性和相辅相成,实现课程间的准确对接与顺利过渡。同时,由于项目训练的植入,使任务驱动、项目教学等多样化的现代教学方法更好地引用到教学中,从根本上改革传统学科性的教学模式。
二、传统制图能力培养模式存在的问题
学生的能力培养是一个复杂、系统、多方位的体系。学生不能满足企业要求,究其原因来自诸多方面。然而,教师在分析问题时,往往结论不是教学时间不够,就是学生的学习态度不够好。其实,关键原因还在于传统的制图能力培养模式存在诸多问题。普遍问题表现在如下三方面:一是教学设计思路仍构建于传统机械设计方法的基础之上。在现代机械设计体系已全面突破传统方式的今天,与先进技术不相符的教学设计思路已不能满足现代职业岗位能力的需要。二是制图能力的培养仅限于制图课程一个教学环节来实现。制图是一项标准化和精细化的岗位工作任务,制图能力不仅包含专业知识,更需要严谨、精准和细致的职业素质和工作态度,这种高标准的能力并非一门课程、一个环节和简单的教学就能养成。三是制图课程的教学方法大多还沿用学科性传授式教学,即知识点+练习的教学方法。陈旧的教学模式和被动的学习方式,影响了教学质量和学习效率。针对传统制图能力培养模式存在的突出问题,在此提出构建基于现代设计方法的多平台、可持续的制图能力系统性培养新模式。
三、基于现代设计方法的制图能力系统性培养模式的构建
(一)按照专业特点进行制图课程体系的改革
针对现代工业生产实际,以提高学生的工程设计能力和创新能力为目标,结合工科院校专业特点,在专业人才培养方案修订中,具体结合我校工科专业特点完成从二维平面绘图到三维设计的制图类课程体系的构建,并且围绕这些制图类课程结合我校2010版方案制订或修订课程的教学大纲,探讨各门制图类课程的教学体系与内容的实质性改革。结合我校2010版修订的机械类专业人才培养方案,以二维为基础,二维与三维造型设计并重,构建制图类课程体系。在新的课程体系中,我校机械设计及其自动化专业设置了工程制图、计算机绘图和三维工程应用软件Pro/Engineer三门课程。机械化、机电工程和其他近机类以及非机类专业设置完成了工程制图和计算机绘图,三维工程应用软件课选修(Catia、KMCAD、CAXA等)三门制图类课程的设置。在完成制图类课程设置后,基于三维设计为主线修订制图类课程的教学大纲,在各学期开出的制图类课程中逐渐渗透三维设计的思想,通过课堂讲授和加强实践环节,实现三维设计思想的整体贯穿。同时,面对现代工程实际中二维与三维设计并存的问题,通过制图类课程在突出、强化三维设计的同时,根据不同制图课程的特点,实现二维绘图与三维设计的有机结合。
(二)加强对三维空间设计的重视
以二维为基础,以三维设计为重点,全面开展基于三维设计的制图类课程建设工作,以突出三维设计为特色,使二维到三维具有系统性和连续性。工程制图课程的主要任务是用图形法解决空间几何问题和用图形表示空间几何形体,培养和发展图学思维能力,让学生掌握绘制和阅读工程图样的原理和方法。其主要内容是基于正投影理论将空间的物体首先转化成二维的正投影图,即做出物体二维工程图样,用以表达机件的结构特征、零件的结构形状、部件与机器的工作原理和技术要求等。传统的工程制图的教学内容,主要包括讲解点、线、面、基本体、组合体的投影图与机件的各种表达方法。然而,设计者在脑海的设计构思都是三维的,制造的结果也是三维的实物,在“设计构思”和“产品实物”两者之间传递的信息却是二维的投影图形,这种形式在传统手工绘制图样的年代是很有用的,避免了绘制复杂的立体效果图。随着计算机的普及应用,以及现代的设计方法和加工方法的普及,开展从二维到三维设计的工程制图类课程的改革,是制图类教学亟待解决的一个问题。基于上述现状,我校对工程制图的教学内容进行了初步的改革,从教材的体系到教学内容都体现了三维的设计思想,在讲授点、线、面的投影等基础内容时,主要是二维的投影理论。在讲授基本体,组合体等相关内容时,增加了拉伸体和旋转体两种重要的三维造型方法,从三维实体出发,利用三维软件的特征造型功能讲授组合体各基本要素的组成与投影,这部分内容只要求学生理解正投影的概念,建立二维投影图是对三维实体的一种正投影表达方式,为学生将来阅读和绘制二维投影图做好知识的准备。截交线与相贯线的内容在讲课时结合三维实体的布尔运算进行讲解,这样不但符合三维切割体或者是相贯体的实际成型过程,也向学生传授了布尔运算的三维造型方法。组合体部分的内容结合立体的拉伸、旋转、放样、布尔运算等三维成型方法为进行讲解,讲授二维投影图的同时灌输三维设计思想。机件的表达方法章节重点以三维的零件、部件为研究对象,研究如何合理应用各种表达方法零件、部件的结构和尺寸,这一章着重培养学生的分析和应用力,在讲授清楚各种表达方法的特点和应用场合后,演示三维软件自动生成机件的各种视图和剖视图等二维图纸的功能,进行三维设计的同时兼顾二维设计。
(三)组建复合型制图教学团队
全面开展从二维绘图到三维设计的制图类课程的改革,具有系统性和延续性,几乎涵盖了图学、计算机应用、设计与制造等学科,这些课程大多与不断发展的工程实际结合紧密,对从事制图类课程的教师提出了更高的要求。制图类课程是一门服务于制造业、建筑业等生产部门的与工程实际紧密结合的技术基础课程,随着制造业、计算机业的不断发展,围绕新的人才培养目标,不断调整课程设置和教学内容的今天,制图类教师必须有足够的专业知识才能胜任教学,如果制图教师不熟悉新的设计方法和加工技术,就跟不上现代生产实际的发展:步伐。传统的制图教研室教师忙于年复一年的一成不变的制图教学,失去对新知识的渴望与学习,不但制约了制图类课程的改革,同时,对于制图老师个人的发展与提高也非常不利。参考美、日、韩等国家的高校没有专门的制图教师,制图类课程是由有着丰富专业知识的专业老师承担的做法,打破传统的制图教师概念,组建吸收机械类各专业的专业教师参加的复合型制图教学团队,而原来专职制图教师根据自己所学的专业,学习和深造后从直各专业的制图课程的教学任务外,同时承担相应专业的专业基础课或专业课教学,参与学生生产实习指导和毕业设计指导等教学环节,使得基于三维设计的制图类课程的改革能面向专业和现代工程实际,组建复合型制图类课程教学团队,使教师教学水平和科研能力得到快速提升。
结语
遵重科学技术发展,遵循职业成长规律,以职业岗位需求为导向构建的多平台、可持续的机械制图能力系统性培养模式,突破了传统教学中的多项瓶颈,既能夯实职业基础能力又能培养职业素质,为专业基础课程的改革提供一种借鉴模式。总之,随着科学技术的发展与进步,教育须不断的改进和创新。只有这样,才能满足社会发展需求,培养出企业满意的合格人才。
参考文献:
[1]李桂霜,裴桂清.创新主体自学能力培养模式初探[J].牡丹江师范学院学报(哲学社会科学版).2006(01)
[2]付世新.研究生创新能力培养模式的构建[J].高等农业教育.2010(04)
[53]徐玮,刘煜,张茂军,王炜.工科专业研究生创新能力培养模式探索[J].高等教育研究学报.2014(01)
【关键词】现代设计方法;制图能力;培养模式;构建;改革
一、构建制图能力培养系统性模式的意义
基于现代技术发展和职业能力的需求,引入现代职业教育理念,构建多平台、可持续的制图能力培养模式,是突破理论性专业基础课程改革瓶颈的尝试。具体的创新点体现在以下两个方面。
(1)尝试专业基础课程的改革,挖掘专业基础课程的综合能力培养功效。以知识为主的学科性教学使专业基础课很难涉及学生综合能力的培养。然而,行为导向性学习的引入,使专业基础课程不仅为学生提供将理论和实践进行有效链接的学习过程;还能使学生养成严谨的工作态度和缜密的思维能力,使专业知识与工作过程知识双丰收,专业能力与综合能力双丰收。
(2)链接式教学设计,实现职业教育的关联性和系统教育。多平台、可持续的制图能力培养体系,通过以制图能力的培养为主线,链接相关联的课程实现系统性和整体化设计,不仅保证了教学内容的系统性,还能呈现前后知识的延续性、连贯性和相辅相成,实现课程间的准确对接与顺利过渡。同时,由于项目训练的植入,使任务驱动、项目教学等多样化的现代教学方法更好地引用到教学中,从根本上改革传统学科性的教学模式。
二、传统制图能力培养模式存在的问题
学生的能力培养是一个复杂、系统、多方位的体系。学生不能满足企业要求,究其原因来自诸多方面。然而,教师在分析问题时,往往结论不是教学时间不够,就是学生的学习态度不够好。其实,关键原因还在于传统的制图能力培养模式存在诸多问题。普遍问题表现在如下三方面:一是教学设计思路仍构建于传统机械设计方法的基础之上。在现代机械设计体系已全面突破传统方式的今天,与先进技术不相符的教学设计思路已不能满足现代职业岗位能力的需要。二是制图能力的培养仅限于制图课程一个教学环节来实现。制图是一项标准化和精细化的岗位工作任务,制图能力不仅包含专业知识,更需要严谨、精准和细致的职业素质和工作态度,这种高标准的能力并非一门课程、一个环节和简单的教学就能养成。三是制图课程的教学方法大多还沿用学科性传授式教学,即知识点+练习的教学方法。陈旧的教学模式和被动的学习方式,影响了教学质量和学习效率。针对传统制图能力培养模式存在的突出问题,在此提出构建基于现代设计方法的多平台、可持续的制图能力系统性培养新模式。
三、基于现代设计方法的制图能力系统性培养模式的构建
(一)按照专业特点进行制图课程体系的改革
针对现代工业生产实际,以提高学生的工程设计能力和创新能力为目标,结合工科院校专业特点,在专业人才培养方案修订中,具体结合我校工科专业特点完成从二维平面绘图到三维设计的制图类课程体系的构建,并且围绕这些制图类课程结合我校2010版方案制订或修订课程的教学大纲,探讨各门制图类课程的教学体系与内容的实质性改革。结合我校2010版修订的机械类专业人才培养方案,以二维为基础,二维与三维造型设计并重,构建制图类课程体系。在新的课程体系中,我校机械设计及其自动化专业设置了工程制图、计算机绘图和三维工程应用软件Pro/Engineer三门课程。机械化、机电工程和其他近机类以及非机类专业设置完成了工程制图和计算机绘图,三维工程应用软件课选修(Catia、KMCAD、CAXA等)三门制图类课程的设置。在完成制图类课程设置后,基于三维设计为主线修订制图类课程的教学大纲,在各学期开出的制图类课程中逐渐渗透三维设计的思想,通过课堂讲授和加强实践环节,实现三维设计思想的整体贯穿。同时,面对现代工程实际中二维与三维设计并存的问题,通过制图类课程在突出、强化三维设计的同时,根据不同制图课程的特点,实现二维绘图与三维设计的有机结合。
(二)加强对三维空间设计的重视
以二维为基础,以三维设计为重点,全面开展基于三维设计的制图类课程建设工作,以突出三维设计为特色,使二维到三维具有系统性和连续性。工程制图课程的主要任务是用图形法解决空间几何问题和用图形表示空间几何形体,培养和发展图学思维能力,让学生掌握绘制和阅读工程图样的原理和方法。其主要内容是基于正投影理论将空间的物体首先转化成二维的正投影图,即做出物体二维工程图样,用以表达机件的结构特征、零件的结构形状、部件与机器的工作原理和技术要求等。传统的工程制图的教学内容,主要包括讲解点、线、面、基本体、组合体的投影图与机件的各种表达方法。然而,设计者在脑海的设计构思都是三维的,制造的结果也是三维的实物,在“设计构思”和“产品实物”两者之间传递的信息却是二维的投影图形,这种形式在传统手工绘制图样的年代是很有用的,避免了绘制复杂的立体效果图。随着计算机的普及应用,以及现代的设计方法和加工方法的普及,开展从二维到三维设计的工程制图类课程的改革,是制图类教学亟待解决的一个问题。基于上述现状,我校对工程制图的教学内容进行了初步的改革,从教材的体系到教学内容都体现了三维的设计思想,在讲授点、线、面的投影等基础内容时,主要是二维的投影理论。在讲授基本体,组合体等相关内容时,增加了拉伸体和旋转体两种重要的三维造型方法,从三维实体出发,利用三维软件的特征造型功能讲授组合体各基本要素的组成与投影,这部分内容只要求学生理解正投影的概念,建立二维投影图是对三维实体的一种正投影表达方式,为学生将来阅读和绘制二维投影图做好知识的准备。截交线与相贯线的内容在讲课时结合三维实体的布尔运算进行讲解,这样不但符合三维切割体或者是相贯体的实际成型过程,也向学生传授了布尔运算的三维造型方法。组合体部分的内容结合立体的拉伸、旋转、放样、布尔运算等三维成型方法为进行讲解,讲授二维投影图的同时灌输三维设计思想。机件的表达方法章节重点以三维的零件、部件为研究对象,研究如何合理应用各种表达方法零件、部件的结构和尺寸,这一章着重培养学生的分析和应用力,在讲授清楚各种表达方法的特点和应用场合后,演示三维软件自动生成机件的各种视图和剖视图等二维图纸的功能,进行三维设计的同时兼顾二维设计。
(三)组建复合型制图教学团队
全面开展从二维绘图到三维设计的制图类课程的改革,具有系统性和延续性,几乎涵盖了图学、计算机应用、设计与制造等学科,这些课程大多与不断发展的工程实际结合紧密,对从事制图类课程的教师提出了更高的要求。制图类课程是一门服务于制造业、建筑业等生产部门的与工程实际紧密结合的技术基础课程,随着制造业、计算机业的不断发展,围绕新的人才培养目标,不断调整课程设置和教学内容的今天,制图类教师必须有足够的专业知识才能胜任教学,如果制图教师不熟悉新的设计方法和加工技术,就跟不上现代生产实际的发展:步伐。传统的制图教研室教师忙于年复一年的一成不变的制图教学,失去对新知识的渴望与学习,不但制约了制图类课程的改革,同时,对于制图老师个人的发展与提高也非常不利。参考美、日、韩等国家的高校没有专门的制图教师,制图类课程是由有着丰富专业知识的专业老师承担的做法,打破传统的制图教师概念,组建吸收机械类各专业的专业教师参加的复合型制图教学团队,而原来专职制图教师根据自己所学的专业,学习和深造后从直各专业的制图课程的教学任务外,同时承担相应专业的专业基础课或专业课教学,参与学生生产实习指导和毕业设计指导等教学环节,使得基于三维设计的制图类课程的改革能面向专业和现代工程实际,组建复合型制图类课程教学团队,使教师教学水平和科研能力得到快速提升。
结语
遵重科学技术发展,遵循职业成长规律,以职业岗位需求为导向构建的多平台、可持续的机械制图能力系统性培养模式,突破了传统教学中的多项瓶颈,既能夯实职业基础能力又能培养职业素质,为专业基础课程的改革提供一种借鉴模式。总之,随着科学技术的发展与进步,教育须不断的改进和创新。只有这样,才能满足社会发展需求,培养出企业满意的合格人才。
参考文献:
[1]李桂霜,裴桂清.创新主体自学能力培养模式初探[J].牡丹江师范学院学报(哲学社会科学版).2006(01)
[2]付世新.研究生创新能力培养模式的构建[J].高等农业教育.2010(04)
[53]徐玮,刘煜,张茂军,王炜.工科专业研究生创新能力培养模式探索[J].高等教育研究学报.2014(01)