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武陵山片区教授工科专业制图课程的思考及改革建议

2016-10-18张正李剑毕仁贵

科技视界 2016年22期
关键词:工科专业改革建议

张正 李剑 毕仁贵

【摘 要】制图课程是武陵山片区地方高校众多工科专业必修的基础课程之一。转变教师工程制图的授课观念,培养学生工程制图的实践技能,满足企业工程制图的生产需求,是该片区工科专业提升办学质量、增强服务特色不容忽视的一个着力点。本文结合武陵山片区的特殊情况,对在该片区教授工科专业制图课程展开了一些思考,并给出了相应的改革建议。

【关键词】武陵山片区;工科专业;制图课程;改革建议

工程图纸是机械、电气、土木、材料、建筑等工程行业中产品构思、设计及信息交换的重要载体,是工程、技术人员用以清晰表达设计理念和意图的重要方式,被誉为“工程界的语言”[1]。作为培养工程、技术人员的工科专业须承担起教会学生掌握扎实的阅读和绘制工程图纸的技能。由于工程制图课程是一门技能性较强的基础专业课,教师讲授环节较为冗繁,学生学习过程较为吃力,因此,为了获得更好的教学效果,近年来许多制图教师积极专研工程制图的教学改革,力求从教学理念、思路、方法和手段等方面能探索出一套既革新又有益的教学模式。当然,在众人努力之下,国内高校的制图课程教学改革取得了一些可喜的成果[2-3]。许多东部及西部高校的工程制图课程,在一定程度上也正在与国际接轨[4]。然而,目前研究工程制图课程教学改革的重心大多放在教学国际化和普遍性规律的探讨上,较少地进行教学地区化和特殊性规律的思考。不同地区由于经济、文化、科技及观念上的较大差异,采取同一教学模式授课往往会导致参差不齐的教学效果。因此,如何在欠发达的武陵山片区教授好工科专业制图课程,满足当地企业对工程制图的生产需求,是该片区高校工科专业值得思考的一个问题,需要具体问题具体研究。本文结合武陵山片区的特殊情况,以地处该片区的吉首大学为例,从西部与非西部、机类与非机类、传统与非传统及协同与非协同差异等角度出发,对在该片区教授工科专业制图课程展开了一些具体层面的思考,并给出了相应的改革建议。

1 片区教学要注重西部与非西部的地区差异

要在地处西部的武陵山片区教授好工程制图课程,首先要关注西部与非西部之间的地区差别和它所赋予的教学差异。武陵山片区教育资源匮乏,基础条件相比东部地区落后,如果完全借鉴东部地区教授制图课程的经验,则软硬件条件皆难以保证制图教学工作的顺利进行。同时,由于武陵山片区工业企业较少,学生对机械、电气等产品的接触较少,从而缺乏有效的空间思维能力和绘图动手能力,影响了制图课程教学工作的正常开展。此外,由于东西部地区的经济社会差异,武陵山片区工科专业学生心态上普遍存在“学以致用”的疑惑,较难认识到学习制图课程的重要性,进而影响其学习积极性。针对上述这些问题,在武陵山片区教授制图课程首先需要关注片区内制图课程软硬件条件的改善,工科专业要努力拓宽片区资金的来源渠道,大力改善制图课程的教学环境,积极购置制图教具及相应的配套设施。例如,我校在积极争取中央财政专项资金支持的基础上成功组建了工程制图室和计算机绘图室,并购置了相应的绘图桌椅和用具。其次,要充分借助片区内的教学模型进行形象、生动地教学,甚至从片区外高校和企业借用实物模型对片区内学生进行讲解,让学生获得第一手的空间形体思维能力,同时片区内高校要积极举办诸如机械创新设计、工程训练综合能力等校内专业比赛,通过这些赛事使学生进一步提升工程绘图能力。再者,在给片区内学生强调学习工程制图必要性的同时,可以从市场上购买或网络上下载一些有价值的机器制图视频让学生观看,或者带学生去东部地区大型企业观摩现场工业作业,使片区内工科专业学生亲身感受到制图技能对工业生产的重要性,从而解决他们的学习疑惑,提升他们的学习兴趣。

2 片区教学要注重机类与非机类的专业差异

对于武陵山片区不同的工科专业而言,教授制图课程的手段和方式是不一样的,这其中的区别主要体现在于片区内机械类和非机械类专业的教学差异。工程制图在机械类专业中也称为机械制图,是片区内机械类专业的必修课程之一,一般授课一年两学期,属于较多学时课程,例如,我校的机械设计制造及其自动化专业。机械制图在详细讲授诸如点线面的投影、立体的投影、组合体视图及螺纹、齿轮等常用机件的表达方式等基础章节内容的同时,要侧重紧密结合武陵山片区的工业生产需求,将该片区的一些具体产品样图融入课程的一些章节进行形象讲解。武陵山片区企业一般多为农林矿等方面的生产和加工小企业,在设备的设计和选用上具有鲜明的区域特色。因此,在制图课程教学时,除了讲授零件图和装配图的基本知识之外,还可以选择性地讲解一些贴合当地实际的工程技术产品,例如,可以解说农田灌溉机、矿物碎石机、矿石清洗机等一些设备的零件图和装备图,使学生初步了解武陵山片区的工业技术装备,为学生毕业后服务该片区工业发展提供基本的技能准备。工程制图在片区内非机械类工科专业中一般属于较少学时的基础课程[5],例如我校的材料科学与工程、电气工程及其自动化等专业,在培养学生基本绘图技能的同时主要是训练提高学生的读图、识图能力。为了使学生在较少学时下获得工程读图、识图能力的锻炼和培养,在教授好制图课程基本内容的同时可以将武陵山片区工业生产需求融入教学中,经常性地将片区内企业的材料加工产品图纸让学生观摩,并进行较为细致地讲解。此外笔者建议,如果需要继续提升片区内学生的工程读图和绘图能力,可以后续地再开设一些专门针对武陵山片区工业需求的制图选修课程并组织相关教师编著相应的教材,比如可以在片区内开设矿山机械制图、农林机械制图等课程并编写相应的特色教材,这样贴近实际的、点对点的授课能够帮助片区内的学生进一步提升制图的实践技能及相应的学习获得感。

3 片区教学要注重传统与非传统的教学差异

工程制图的传统教学方式一般是教师主动地讲解、灌输课程知识,而学生被动地掌握、接受课程知识[6]。这样较为单一的主被动教学关系,加之学生课余时间作业化,较易使学生失去学习的兴趣和动力,在武陵山片区高校教授制图课程遇到的情况也常如此。鉴于此,武陵山片区的教师要积极申请与制图课程相关的校级、省级等教学改革课题,借助课题的导向作用,主动研究制图教学过程中遇到的问题,同时善于引进先进的现代教学观念和方式,将其吸收并化为己用,努力补缺传统教学的短板,使之能在提升片区内学生的空间思维能力、图纸绘制能力、创新创业能力等方面发挥重要的作用。翻转课堂培养模式[7]是当前教学改革探讨中一个主流的研究方向,它较明显地实现了教学主体、内容、空间及时间的形式翻转,可以较显著地增强学生学习的自主灵活性和主动积极性。武陵山片区的制图教师可以借鉴翻转课堂的培养模式,将该片区一些技术产品图样的绘制过程制作成短时长的小视频,先让学生在课余时间自主择时进行观看和学习,之后在课堂时间与教师进行知识互动和心得交流,教师结合片区特色可以有针对性地解答学生观看制图小视频过程中所遇到的难点及相应的困惑。譬如,学生在观看片区内某个农用灌溉设备的相关绘图视频后,对其中的某阀门结构产生疑惑,这样教师就可以对该阀门的原理进行点对点讲解,并对相应的绘图细节进行专门指导,这样学生就会较长时间地掌握该阀门的结构原理及绘制过程。先让学生发现具体问题,然后让教师具体解决问题,翻转课堂培养模式不仅使学生夯实了自己的制图知识,而且还使其提升了自己的创新综合能力,产生了显性的教学成效。CDIO创新培养模式[8]是近年来着眼工程教育改革的一项先进研究成果,它成功地将工程实践项目与教学手段方式有机结合,可以逐渐提高学生的综合实践素质能力。武陵山片区的制图教师可以借助CDIO工程创新教育的理念,将制图课程中的零件图和装配图部分章节内容根据片区内企业生产需求设计成一些工程实践小项目,有意识地组织学生集体参与这些工程小项目,有条理地引导学生进行实践学习,使其在参与实践、完成项目的同时较熟练地掌握工程制图的知识和技巧,从而达到培养适应片区内产业需求的创新创业人才的目的。比如,教师可以将片区内某个矿山机械的活塞-气缸系统构思成一个简单、具体的实践小项目,并给予大致的型体和一定的数据,让学生亲身体会、设计并绘制这套系统,在此过程中教师从工程视角出发不间断地引导学生解决绘制该活塞-气缸系统所遇到的疑难问题,从而培养学生绘制图纸及精准解决问题的创新能力。

4 片区教学要注重协同与非协同的方式差异

武陵山片区高校由于师资力量薄弱,教师往往独自一人全程地教授完某门课程,这种非协同式的教学形式难以发挥教师的集体力量和协同效应,制图课程的讲授应该避免如此。这里,我们需要讲究采用协同教学的理念和方式[9-10],组建适应该片区特殊情况的制图教学团队,并提升该团队教员之间的协作意识及合作效率,从而促进该片区制图课程教学的健康、持续发展。在片区建设制图协同教学团队时既要注重内在成员结构上的和谐互补性,又要关注外在教学风格上的多样适宜性,既要善于引入具有制图经验或工厂经历的高级技师来随堂讲座,又要适时派送制图教员去区内外的大专院校或工矿企业进行交流学习,从多个层面提升片区内制图协同教学团队的整体教学实力,例如,我校的机械专业与吉首市宗南重工制造有限公司以及湘西自治州双云机械有限公司就在逐步建立协同教学的人员合作关系。在构建制图教学团队时还需注重手工绘图、计算机二维绘图和计算机三维绘图之间的教学协调,在三者之间合理分配教员比例,科学安排教学课时,将三种不同的绘图方式贯穿一致,使之相互支撑、相辅相成、融为一体,进一步增强片区制图教学团队的协调互补性,这样不但能使片区内学生满足制图课程的传统要求,而且还能使其适应现代工业的生产需要。以我校新开办的机械专业为例,制图课程的讲授是由两至三名教师协同完成的,制图教员的数量及协同性仍有待进一步完善和发展。此外,武陵山片区工科专业在实施制图课程的协同教学时,还需重视片区内校校、校所以及校企之间的协同合作,从更广泛的意义上调动整合和强化优化片区内的制图教学资源,从而使整个片区的制图教学水平迈上一个新的台阶。例如,我校的机械和材料专业将学生送往湘西民族职业技术学院进行金属工艺实习,这个过程不仅使学生学到了金工操作的基本技能,也使学生进一步学习了相关的制图知识,充分利用了片区内的教学资源和条件;与此同时我校相关专业也正在积极考虑与片区内的其它科研院所或工矿企业展开共享制图协同教学资源的合作事宜。

总之,受制于武陵山片区落后的经济技术水平,该片区工科专业的制图课程教学还处于不断发展的阶段,只有在立足于结合片区特色和服务片区发展的基础上,才能摸索出一套适应于该片区产业发展需求的制图授课模式。本文结合该片区的具体区情,对教授工科专业制图课程展开了一些思考,并给出了相应的改革建议,希望能起到抛砖引玉的作用,同时也能对该片区其它课程的教学改革带来一些有益的启发。

【参考文献】

[1]张淑娟,全腊珍,杨启勇.工程制图[M].中国农业大学出版社,2010.

[2]熊巍,刘林,陈锦昌.现代工程制图课堂教学改革的探索与实践[J].图学学报,2014,2:296-300.

[3]王力,吴小平,陈明秋,等.工程制图教学改革的反思与实践[J].装备制造技术,2012,6:227-228.

[4]余明浪.“工程制图”教学改革的反思和探索[J].工程图学学报,2009,5:157-162.

[5]曹兆熊.非机类工程制图的教学思考与改进[J].价值工程,2010,10:193-194.

[6]郭惠霞.关于非机类专业工程制图教学改革的思考[J].高等理科教育,2007,2:111-113.

[7]陈静,井思媛.“互联网+”时代“工程制图”课程的翻转课堂教学初探[J].科教文汇,2015,332:51-53.

[8]黄瑛.基于CDIO的机械制图教学改革研究与实践[J].当代教育实践与教学研究,2016,1:122,237.

[9]吕萍,慕芬芳. 基于项目的多课程协同教学理念和实践[J].高等工程教育研究,2012,4:171-175.

[10]刘晓剑.试论协同教学的团队建设[J].大学教育科学,2011,1:41-45.

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