论文部分内容阅读
摘 要 分析目前机械制图教学中存在的主要问题，引出机械制图实验教学拟解决的问题、实验教学的目标和实施实验教学的实践意义，及开发这些实验项目的研究思路、研究方法和创新点等。
关键词 实验教学；机械制图；实验项目
中图分类号：G712 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）12-0176-02
1 机械制图教学现状
教学资源贫乏，无法满足多变的教学要求 机械制图的重点即为绘图和识图，绘图的实质就是三维实体的二维表示；识图的实质就是二维平面的三维转化。连接二维与三维之间的桥梁即为空间想象能力。高职学生学习机械制图的一大障碍就是缺乏空间想象力。运用传统的教学方法和教学手段，在碰到空间想象难点，如截交线和相贯线、组合体、剖视图等，教师会利用一些木质的模型来增强学生的感性认识，以帮助学生建立三维实物与二维图形相应面线关系，或是利用多媒体课件在屏幕上进行演示。部分教师为增强教学的直观性，鼓励学生利用萝卜、橡皮泥等自制实物模型。
通过以上各种方法和手段，实现学生手脑并用，使学生建立图形与空间物体的对应关系，达到训练学生空间思维能力的目的。但是由于购买的模型大都比较简单，而且不够全面，更新迟缓，不能从根本上满足需求；自制模型费事费力，且复杂的模型很难完成，保持起来也存在很大困难；多媒体授课对此虽有所改善，但对三维实体多面剖切、复杂组合体，以及需多视角观察的实物仍不能满足要求。而且根据学生的反馈信息，多媒体教学就像放电影，上课会下课忘，教学效果一般。
传统的教学方法，剥夺了学生主动学习和探索知识的权利 传统教学模式下，教师在整个教学过程中占据主导地位，是教学活动开展的核心人物。教师在课堂中为学生传授各种知识，而学生仅仅是坐在座位上听讲，完全是一种被动式的学习方式。这时候学生就失去主动思考的意识，不利于学生进行独立思考及创新思维的培养，最终导致整个教学活动无法实现最佳的教学效果，降低了学生参与教师教学的积极主动性。教师一味地充当知识的灌输者，学生却不能参与到教学活动中去，形成“讲台是教师的舞台，台下是学生丧失斗志的刑台”。常见的一种现象就是，教师在讲台上激情洋溢地讲着，学生则各自干着自己的事情，或者是看小说，或者是睡觉，其思想完全不在教师的讲授中。
2 机械制图实验教学解决的主要问题
采用先进的教学手段和教学方法，提高学生的空间想象能力和构图能力 计算机辅助教学是一种高效的教学手段，也是一种教师与学生都乐于接受的教学方法。计算机三维建模软件就是利用一些基本体，如立方体、圆柱体、圆锥体等，通过一系列的几何操作，如平移、旋转、拉伸、切割以及布尔运算等，构建复杂的三维建模，这些三维建模具有直观、易修改等特点。正是利用三维建模技术这一特点，将机械制图教学中学生难以想象和理解的内容进行提炼，开发出三类实验项目，帮助学生提高空间想象能力和构图能力。采用教、学、练一体化教学方法，教师将必要的计算机三维建模操作指令教给学生，学生利用这些指令反复地在计算机三维建模软件平台上搭建模型，反复地去切割、组合等。通过手脑并用，反复进行由图到物、由物到图的比较与转换，使学生建立图形与空间物体的对应关系。这样既训练了学生的空间思维能力，又在一定程度上锻炼了学生的实践动手能力。
营造和谐的课堂环境，增强师生互动，提高学生学习兴趣 机械制图作为一门工程语言，绘图的一大重点应该是合理的表达，识图的一大重点应该是零件立体的重现。运用传统的教学方法，绘图只重视“画图”而没有突出“合理表达”，识图只注重“补画漏线”而没有突出“立体重现”。为了将这两部分内容突出和加强，将其提炼出来，开发成“技术型”和“综合型”实验项目，如组合体的绘图和识图、表达方法等。
在这种实验项目实施的过程中采用“五步教学法”：第一步，教师将已建立好的三维模型或二维图纸发到学生机上，并提出要求，然后讲述必要的三维建模知识，最后将学生进行分组；第二步，学生根据给定的图纸，利用已有的三维建模知识进行自主学习和思考；第三步，同组的学生相互讲解自己的解决方案，讨论并找出最优方案；第四部，方案实施；第五步，方案评价，同组学生选派一人给全班和教师进行方案讲解，然后进行学生互评和教师评价，得出最终成绩。这种教学方式不仅增强了师生互动和学生的参与度，而且营造了一种和谐的课堂环境，提高了学生学习的兴趣。
配套教材建设 编写与实验项目配套的《机械制图实验指导书》，该实验指导书必须将传统的三维建模教材进行优化和整合，仅抽取必须和够用的三维建模操作指令，将这些指令融入每一个实验项目中，不单独开设三维建模上机操作课，这些指令在实验过程中仅作为工具被使用。
建立有效的考核机制 传统的机械制图主要采用最终评价方法，这种评价方式主要考核学生对机械制图专业知识、专业技能的掌握情况，而忽略了对学生方法能力和社会能力的考核。知识能力、方法能力和社会能力（即沟通交流能力、解决问题的能力、运用信息技术能力、学习能力、团队合作能力）这三种能力构成学生的职业关键能力。职业关键能力代表一种可转移的、可以运用到不同情境的、达成不同目标并解决不同问题的能力，是一种包括知识、技能、态度等因素的综合能力。因此，学生考核机制急需更新，应建立起以能力为核心，知识、能力、素质并重的考核机制。
3 机械制图实验教学研究思路
此项课题以研究和探索符合学生认知规律的教学方法为出发点，通过三维建模技术给学生搭建一个二维平面与三维实体的桥梁，培养和提高学生的空间构图能力。将学生从被动的学习中解放出来，让学生通过实验主动去发现、去思考，变被动学习为主动思考。根据制图教学需要，选择教学中的难点及重点项目，借助CAD软件三维建模技术开发实验项目。采用融合式教学，即将实验课的教学有机地融合在理论课教学过程中，在实验项目实施过程中采用“教、学、练”一体化教学和五步教学法，通过学生自己搭建三维模型，提高其参与教学的主动性。通过重点、难点的实验教学，提高学生的空间思维能力、空间构图能力，激发学生的学习热情和提高学习的参与度。 4 机械制图实验教学研究方法
在研究中将实验项目分解成三类。
第一类：验证型实验。它是从书本理论走向实际的基
础，也是学生掌握一些基本操作技能及理论知识的最初阶段，有利于提升学生发现问题、分析与解决问题的能力，主要包括基本体、截交线和相贯线。
第二类：设计型实验。它具有一定的探索意义，可以为培养学生的创造力与创新能力提供一定帮助，让他们能够逐渐转变被动学习的状态为主动学习，同时有利于提升学生的实验能力与科学素养，主要包括组合体绘图、识图和机件表达。
第三类：综合型实验。综合型实验既要具备一定的实用性，又要具备相应的实践性，同时还应体现出典型性与综合性等特征，重在培养学生的动手动脑能力和科学研究素养，包括齿轮泵、千斤顶的装配。
5 机械制图实验教学项目研究的创新点
教学思路的创新 以三维建模技术为基础的机械制图实验项目的开发，打破了几十年机械制图不变的教学思路：传统的教学全程均采用“灌输式”“填鸭式”的理论教学模式，碰到教学重、难点，学生能否理解全靠自己的悟性，具有很强的随机性；新的教学，采用理论教学 实验教学相辅相成的教学模式，碰到教学重、难点，采用实验的形式，在实验过程中，教师引导，学生手脑并用，通过三维建模技术反复对知识点进行验证，再经过同组之间讨论，最终达到对知识点的理解和应用。
教学方法的创新 传统的教学模式，以多媒体、静态的挂图或陈旧的不易携带的实物教具帮助学生突破教学中的重、难点，但是这些教具只能反映结果，不能表达过程的形成与变化，在结果给出之前，教师必须用语言准确、生动、形象地来描述，学生根据自己的想象在大脑中形成一个模糊的形成过程；如果有想象不到的点，在大脑中就很难形成最终的模型，给学生造成厌学、学习兴趣不高等结果。新的教学模式，以学生感兴趣的三维建模技术为基础，在碰到教学重、难点时，通过教师引导，学生自己去完成实物的形成过程，在此过程中学生自己去探索、发现结果，从而激发学生的学习兴趣和成就感。
6 机械制图实验教学研究的目标
1）运用高职教育的先进理念、方法，结合目前高职学生空间思维能力差、课堂参与热情度低等特点，以计算机三维建模技术为依托，将机械制图教学中的重、难点进行归纳和提炼，开发出三类实验项目，即验证型、设计型和综合性实验项目。该实验项目要符合学生认知规律，能够提高学生空间想象能力与构图能力。
2）通过这种实验教学，给学生营造一个自主、合作、探究的课堂环境，使学生喜欢机械制图，乐于学机械制图。
7 机械制图实验教学研究的实践意义
1）通过该课题研究，让教师能够积极探索教育教学相关理论，转变传统的教育观念，更新教育思想，从而不断提升自身的教学水平。
2）创建良好的课堂互动环境，让学生能够具备更高水平的主动学习能力，充分发挥其主观能动性，提升学习兴趣，最终有效提升课堂效率。
3）构建积极、和谐的师生关系，通过课堂上多层次、多通道、多方位的学生互动，让学生在一种愉悦的教学环境下学习。
参考文献
[1]徐秀娟.运用solidWorks软件进行《机械制图》教学方法改革的实践[J] 陕西国防工业职业技术学院学报，
2006，16（2）.
[2]陈洁.现代工程制图实验教学的改革探索与实践[J].现代企业教育，2011（6）.
[3]徐蔚.基于三维建模技术的《机械制图》教学方法研究[J].基础教学研究，2012（7）.
关键词 实验教学；机械制图；实验项目
中图分类号：G712 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）12-0176-02
1 机械制图教学现状
教学资源贫乏，无法满足多变的教学要求 机械制图的重点即为绘图和识图，绘图的实质就是三维实体的二维表示；识图的实质就是二维平面的三维转化。连接二维与三维之间的桥梁即为空间想象能力。高职学生学习机械制图的一大障碍就是缺乏空间想象力。运用传统的教学方法和教学手段，在碰到空间想象难点，如截交线和相贯线、组合体、剖视图等，教师会利用一些木质的模型来增强学生的感性认识，以帮助学生建立三维实物与二维图形相应面线关系，或是利用多媒体课件在屏幕上进行演示。部分教师为增强教学的直观性，鼓励学生利用萝卜、橡皮泥等自制实物模型。
通过以上各种方法和手段，实现学生手脑并用，使学生建立图形与空间物体的对应关系，达到训练学生空间思维能力的目的。但是由于购买的模型大都比较简单，而且不够全面，更新迟缓，不能从根本上满足需求；自制模型费事费力，且复杂的模型很难完成，保持起来也存在很大困难；多媒体授课对此虽有所改善，但对三维实体多面剖切、复杂组合体，以及需多视角观察的实物仍不能满足要求。而且根据学生的反馈信息，多媒体教学就像放电影，上课会下课忘，教学效果一般。
传统的教学方法，剥夺了学生主动学习和探索知识的权利 传统教学模式下，教师在整个教学过程中占据主导地位，是教学活动开展的核心人物。教师在课堂中为学生传授各种知识，而学生仅仅是坐在座位上听讲，完全是一种被动式的学习方式。这时候学生就失去主动思考的意识，不利于学生进行独立思考及创新思维的培养，最终导致整个教学活动无法实现最佳的教学效果，降低了学生参与教师教学的积极主动性。教师一味地充当知识的灌输者，学生却不能参与到教学活动中去，形成“讲台是教师的舞台，台下是学生丧失斗志的刑台”。常见的一种现象就是，教师在讲台上激情洋溢地讲着，学生则各自干着自己的事情，或者是看小说，或者是睡觉，其思想完全不在教师的讲授中。
2 机械制图实验教学解决的主要问题
采用先进的教学手段和教学方法，提高学生的空间想象能力和构图能力 计算机辅助教学是一种高效的教学手段，也是一种教师与学生都乐于接受的教学方法。计算机三维建模软件就是利用一些基本体，如立方体、圆柱体、圆锥体等，通过一系列的几何操作，如平移、旋转、拉伸、切割以及布尔运算等，构建复杂的三维建模，这些三维建模具有直观、易修改等特点。正是利用三维建模技术这一特点，将机械制图教学中学生难以想象和理解的内容进行提炼，开发出三类实验项目，帮助学生提高空间想象能力和构图能力。采用教、学、练一体化教学方法，教师将必要的计算机三维建模操作指令教给学生，学生利用这些指令反复地在计算机三维建模软件平台上搭建模型，反复地去切割、组合等。通过手脑并用，反复进行由图到物、由物到图的比较与转换，使学生建立图形与空间物体的对应关系。这样既训练了学生的空间思维能力，又在一定程度上锻炼了学生的实践动手能力。
营造和谐的课堂环境，增强师生互动，提高学生学习兴趣 机械制图作为一门工程语言，绘图的一大重点应该是合理的表达，识图的一大重点应该是零件立体的重现。运用传统的教学方法，绘图只重视“画图”而没有突出“合理表达”，识图只注重“补画漏线”而没有突出“立体重现”。为了将这两部分内容突出和加强，将其提炼出来，开发成“技术型”和“综合型”实验项目，如组合体的绘图和识图、表达方法等。
在这种实验项目实施的过程中采用“五步教学法”：第一步，教师将已建立好的三维模型或二维图纸发到学生机上，并提出要求，然后讲述必要的三维建模知识，最后将学生进行分组；第二步，学生根据给定的图纸，利用已有的三维建模知识进行自主学习和思考；第三步，同组的学生相互讲解自己的解决方案，讨论并找出最优方案；第四部，方案实施；第五步，方案评价，同组学生选派一人给全班和教师进行方案讲解，然后进行学生互评和教师评价，得出最终成绩。这种教学方式不仅增强了师生互动和学生的参与度，而且营造了一种和谐的课堂环境，提高了学生学习的兴趣。
配套教材建设 编写与实验项目配套的《机械制图实验指导书》，该实验指导书必须将传统的三维建模教材进行优化和整合，仅抽取必须和够用的三维建模操作指令，将这些指令融入每一个实验项目中，不单独开设三维建模上机操作课，这些指令在实验过程中仅作为工具被使用。
建立有效的考核机制 传统的机械制图主要采用最终评价方法，这种评价方式主要考核学生对机械制图专业知识、专业技能的掌握情况，而忽略了对学生方法能力和社会能力的考核。知识能力、方法能力和社会能力（即沟通交流能力、解决问题的能力、运用信息技术能力、学习能力、团队合作能力）这三种能力构成学生的职业关键能力。职业关键能力代表一种可转移的、可以运用到不同情境的、达成不同目标并解决不同问题的能力，是一种包括知识、技能、态度等因素的综合能力。因此，学生考核机制急需更新，应建立起以能力为核心，知识、能力、素质并重的考核机制。
3 机械制图实验教学研究思路
此项课题以研究和探索符合学生认知规律的教学方法为出发点，通过三维建模技术给学生搭建一个二维平面与三维实体的桥梁，培养和提高学生的空间构图能力。将学生从被动的学习中解放出来，让学生通过实验主动去发现、去思考，变被动学习为主动思考。根据制图教学需要，选择教学中的难点及重点项目，借助CAD软件三维建模技术开发实验项目。采用融合式教学，即将实验课的教学有机地融合在理论课教学过程中，在实验项目实施过程中采用“教、学、练”一体化教学和五步教学法，通过学生自己搭建三维模型，提高其参与教学的主动性。通过重点、难点的实验教学，提高学生的空间思维能力、空间构图能力，激发学生的学习热情和提高学习的参与度。 4 机械制图实验教学研究方法
在研究中将实验项目分解成三类。
第一类：验证型实验。它是从书本理论走向实际的基
础，也是学生掌握一些基本操作技能及理论知识的最初阶段，有利于提升学生发现问题、分析与解决问题的能力，主要包括基本体、截交线和相贯线。
第二类：设计型实验。它具有一定的探索意义，可以为培养学生的创造力与创新能力提供一定帮助，让他们能够逐渐转变被动学习的状态为主动学习，同时有利于提升学生的实验能力与科学素养，主要包括组合体绘图、识图和机件表达。
第三类：综合型实验。综合型实验既要具备一定的实用性，又要具备相应的实践性，同时还应体现出典型性与综合性等特征，重在培养学生的动手动脑能力和科学研究素养，包括齿轮泵、千斤顶的装配。
5 机械制图实验教学项目研究的创新点
教学思路的创新 以三维建模技术为基础的机械制图实验项目的开发，打破了几十年机械制图不变的教学思路：传统的教学全程均采用“灌输式”“填鸭式”的理论教学模式，碰到教学重、难点，学生能否理解全靠自己的悟性，具有很强的随机性；新的教学，采用理论教学 实验教学相辅相成的教学模式，碰到教学重、难点，采用实验的形式，在实验过程中，教师引导，学生手脑并用，通过三维建模技术反复对知识点进行验证，再经过同组之间讨论，最终达到对知识点的理解和应用。
教学方法的创新 传统的教学模式，以多媒体、静态的挂图或陈旧的不易携带的实物教具帮助学生突破教学中的重、难点，但是这些教具只能反映结果，不能表达过程的形成与变化，在结果给出之前，教师必须用语言准确、生动、形象地来描述，学生根据自己的想象在大脑中形成一个模糊的形成过程；如果有想象不到的点，在大脑中就很难形成最终的模型，给学生造成厌学、学习兴趣不高等结果。新的教学模式，以学生感兴趣的三维建模技术为基础，在碰到教学重、难点时，通过教师引导，学生自己去完成实物的形成过程，在此过程中学生自己去探索、发现结果，从而激发学生的学习兴趣和成就感。
6 机械制图实验教学研究的目标
1）运用高职教育的先进理念、方法，结合目前高职学生空间思维能力差、课堂参与热情度低等特点，以计算机三维建模技术为依托，将机械制图教学中的重、难点进行归纳和提炼，开发出三类实验项目，即验证型、设计型和综合性实验项目。该实验项目要符合学生认知规律，能够提高学生空间想象能力与构图能力。
2）通过这种实验教学，给学生营造一个自主、合作、探究的课堂环境，使学生喜欢机械制图，乐于学机械制图。
7 机械制图实验教学研究的实践意义
1）通过该课题研究，让教师能够积极探索教育教学相关理论，转变传统的教育观念，更新教育思想，从而不断提升自身的教学水平。
2）创建良好的课堂互动环境，让学生能够具备更高水平的主动学习能力，充分发挥其主观能动性，提升学习兴趣，最终有效提升课堂效率。
3）构建积极、和谐的师生关系，通过课堂上多层次、多通道、多方位的学生互动，让学生在一种愉悦的教学环境下学习。
参考文献
[1]徐秀娟.运用solidWorks软件进行《机械制图》教学方法改革的实践[J] 陕西国防工业职业技术学院学报，
2006，16（2）.
[2]陈洁.现代工程制图实验教学的改革探索与实践[J].现代企业教育，2011（6）.
[3]徐蔚.基于三维建模技术的《机械制图》教学方法研究[J].基础教学研究，2012（7）.