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“工程制图”课程复合式教学模式改革与创新

2023-01-02黄泰明易定勋马晶茂

科教导刊·电子版 2022年29期
关键词:工程制图制图绘图

黄泰明,易定勋,马晶茂,任 讯

(湖南理工学院机械工程学院,湖南 岳阳 414006)

1 国内外工程制图教学状况

“工程制图”课程是所有工科的入门课程,也是工科学生必须学习的一门基础课程。主要培养学生读图与绘图能力、综合设计能力、三维空间想象能力;对培养学生的自学能力、分析问题、解决问题等工程实践能力有很大的帮助;小组合作、设计创新能力以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风也非常重要,而且能够为其他专业课的学习奠定基础。对于所有工科类学生而言,必须要掌握好这门课程。同时,学生只是依靠书本上的知识很难理解工程实践中的设计方法和思维。下文围绕以上教学问题,对“工程制图”课程的创新教学模式进行阐述。

国外“工程制图”课程在原有传统教学模式的基础上,增加了一些现代化特色内容(如Pro/E,UG等三维软件),教学模式慢慢走向实体造型。国外工程制图的教学,他们往往更加注重动手能力的培养,理论课时相对而言较少,课后安排学生比较多的实操和练习环节。在课程结束后,要求每一位学生独立完成一个设计项目。比如美国加州大学圣地亚哥分校的MAE3课程就将图学、设计、计算机技术融为一体,要求学生在学习制图基本原理、三视图、轴测图、剖视图、零件图、装配图等基本知识的同时,用Pro/E,UG等三维软件来表达设计思想,用二维软件CAD绘制工程图。用实际工程案例,如时钟、齿轮,轴套等开展实践教学,要求学生通过手绘来完成零部件图,产品设计要满足特定公用要求,并在加工厂制造出产品雏形,最后答辩,演示成果。

很多年前国内就已经进行了工程制图课程教学改革,很多任课老师也在不断尝试,但仍然不够完善。当前还是以手绘二维图为主,在通过二维图识别立体图的教学模式,课堂上更加注重理论,实践课只占极少部分,有些老师只是让学生手绘二维视图,进而把三维图形作为教学辅助作用。本科生虽然开设了三维软件课程,但是相应的课程还是太少,以至于大部分工科毕业生使用三维软件时并不熟练。综合素质的应用型人才培养是应用型本科院校的培养目标,从长远的角度来看,对工程制图课程教学模式改革是必然的。

2 课程创新模式

2.1 微课堂的线上教学模式

微课堂线上教学模式,能够对课堂教学中遗漏的知识点进行补充,也可以对课堂上所教知识点进行大概的总结。由于学生专业不同和专业基础不同,将线下教学模式和线上微课堂模式相结合,能够使这门课程的教学质量大幅度提高,提高了学生的主观能动性,同时老师能够掌握学生的学习情况。通过本专业培养方案、教学大纲及教研组老师多年教学经验,微课堂制作主要针对工程制图课程中的重点,难点。对于重点,难点进行精细教学设计,从教学导入,难点分析,绘图要点,习题再到习题讲解,通过实际案例学习理论知识,学习绘图规范。在微课堂中录制一些实际案例,从如何识别视图到画三视图的全部步骤录制视频讲解,把课堂中因为课时问题而忽略的知识点进行补充,进而使学生更好地学好这门课程。课程教师可将微课堂教学环节放在课前或者课后进行,使学生在课前预习,课后复习,充分完善传统课堂教学的不足。最后,通过对比传统教学模式和新教学模式,例如,学生的课堂活跃度,课前、课后积极性,平时作业,考试进行对比,来检验微课堂应用效果。

2.2 学生主导的课外实践活动

为了检验学生课堂上所学理论知识的效果,老师可以安排实践任务,让学生把理论知识运用到实际工程中去,学生分组合作完成。学生根据任务的不同可以到加工厂进行模型收集,并根据模型形状和绘图要求绘制二、三维图。完成后学生回到课堂,分小组展示成果,分享设计思路和理念,由任课教师进行检查和点评,指出其中的不足,学生完成汇报后,根据教师提出的意见在课后进行修改完善,并撰写绘图经验。

2.3 课赛合一创新教学模式

当前国内最具影响力国家级比赛项目是“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛,学生的创新设计和工程实践能力在该赛中能够充分体现出来[5]。在课程教学中,教师可结合全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛,使比赛和上课相联系,使学生积极的参加比赛,在平时的练习中,让学生按着比赛的要求,要求自己使用CAD等软件完成相关的任务,进而提高学生的绘图,创新能力。

2.4 思政教育融入课程教学

教师在教学的过程中,提取课程蕴含的思政元素,在教学设计中融入课程思政,学生不仅要提高自主创新和绘图能力,更要有一个正确的三观。老师可以选一些有名的建筑物来讲解,注重讲解工程师从设计图纸到按图施工的过程中的工匠精神,让学生明白学科的源远流长和博大精深,提高学生的学习成就感,培养学生爱国情怀。

2.5 多元化考评模式

培养学生的制图和识图能力是工程制图这门课程的主要目标,学生的学习情况仅依靠传统的考评模式是不够的。因此,老师可在传统考评模式的基础上加以完善,采用多元化的考评模式。例如,学生可以设计一个自己喜欢的建筑,但是得使用软件画出二、三维图形,其中二维图形还包括手绘图,再让学生互相点评,说出其中的不足,最后老师点评,点评中发现的错误,课后学生更改后再提交给老师检查。这样不仅提高了学生掌握国家制图标准和绘图水平,还提高学生的空间想象能力。互相点评使学生去发现别人的错误,也是对学生自身能力的提升,自己以后不会出现同样的错误。

2.6 三维软件加入教学中,学生会应用三维软件

笔者认为教学模式改革应该从三维图形入手,三维图形更直观。在三维软件上进行三维设计,速度快,而且也直观,最主要是还简便。在三维软件上三维实体设计好以后,可以直接导出生成二维图形,让学生从三维图形导出二维图形,再通过二维图形想象画出三维图形,提高学生的空间想象能力。建模过程的很多命令,与制图课程中的知识点结合起来,使学生学以致用,更能够理解和掌握。在以往的教学过程中,剖视图是学生学习的一大难点,现在我可以利用三维软件来看看模型的内部结构,学生更容易理解,加深学生对理论知识的理解,进而提高教学质量。

2.7 改进教学方法,提高学生学习工程制图的兴趣

在教学过程中,每一位任课老师应该思考与探究如何激发学生对工程制图这门课程的兴趣。很多刚接触工程制图这门课程的学生往往对这门课程理解不到位,认为学习这门课程可能有一定难度,并且还认为学这门课程没有用。为了体现这门课程的重要性,第一节课要讲解本课程的目的、内容、任务让学生有一个清晰的认识。可以带学生去加工厂看看零件图和装配图,让他们知道图纸是工程界交流的语言,这门课没学好可能就寸步难行,那么学生就会有动力去学习这门课程。很多老师讲课往往只是站在个人的角度,并没有从学生的角度去考虑,这样会经常会出现一些问题。例如,有一些知识点老师觉得简单,但是学生觉得很难,并没有理解,老师就往后面讲解,进而导致学生最基础的都没懂,到后面越听越难,慢慢对这门课程失去了兴趣。老师不能只是上课打开一个PPT照着念,没有和学生互动,课堂老师应该多和学生互动,提高他们的积极性。总的来说,教师是教学活动的设计者和组织者,提高工程制图课程的教学质量,需要教师在教学过程中不断进行探索。

3 创新教学反思

本课程在不断创新教学方法,虽然有了很大的进步,但是仍然不够完善。学生的创新实践能力得到了提高,但是在主动积极性和思维能力方面还有很大的提高空间。从个人的教学经验来看,学生动手能力的培养是以后的重点,教师为学生布置手工实体模型任务,学生分组合作完成,在课堂上学生讲解自己的设计思路和制作理念,由学生先设计图纸,再根据图纸完成模型的加工制作,运用这两种方式可以有效增强学生的动手能力,同时培养学生的团队协作精神。最后,在团队互评的环节中,指出每个团队中的不足,课后再加以修改。

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