机械制图是学生进入高校后首先接触到的一门实践性较强的职业技能课程,也是工科学生必修的一门重要课程,它在各专业领域有着广泛的应用,为后继职业技能课程学习和工作提供必备的知识和技能基础[1].作为机械制图的教师,在教学中面临着如何培养学生的动手能力、职业技能和创新能力,如何深化课程改革的问题,针对机械制图课程的特点,我们探索理实一体化的教学模式,从以下几方面进行了实践,并取得了较好的效果.
一、机械制图理实一体化课程目标的确定
理实一体化教学模式是将理论学习和技能训练结合在一起,以技能训练为主、培养职业技能为重点,教学中理论与实践交替进行,理中有实、实中有理,并且能够增强教学的直观性,体现学生的主体参与作用,充分调动学生学习积极性的一种教学模式.
机械制图课程的特点是实践性和直观性,充分考虑学生后续课程学习和工程素养、职业能力培养的需要,我们将机械制图课程内容重新整合提炼,确定课程的培养目标为:
( 一) 知识目标: 掌握机械制图国家标准的有关规定,熟悉机械图样表达的内容,训练绘制符合国家标准的零件图和装配图的技能.
( 二) 能力目标: 具有机械读图、拆装、技术测量的基本能力; 具有熟练使用常用量具测绘机械零部件的能力; 具有使用绘图软件绘制工程图的能力.
( 三) 素质目标: 养成吃苦耐劳、团结合作和爱岗敬业的品德,具有认真细致、独立思考和自主创新的学习能力.
二、机械制图理实一体化课程结构的重构
职业教育强调以学生发展为本,在教学中除了关注学生知识和技能的获取,更要注重学生获得知识的途径和方法,同时还要考虑学生的情感态度和价值观的形成.一直以来,机械制图的教学是按照理论学习( 让学生储备一定的理论知识) 、适当练习( 通过绘图训练把理论知识应用于实践中,以此来提升绘图能力) 、制图测绘( 将具体的工作任务放到零部件测绘中去完成) 的模式进行教学,这样的课程教学模式缺少对工程应用的感性认识和专业认知,不能很好地使理论学习与技能训练交融并进,课堂教学不能充分调动学生学习的积极性,训练和测绘学生不知从何入手,造成老师教得被动,学生学得也被动.为此,我们运用"教学做评一体化"的教学理念,设计理实一体化课程结构.
在构建机械制图理实一体化课程的过程中,淡化了投影作图( 画法几何) 内容,有机融合了机械制图国家标准以及 CAD 绘图内容,突出零部件测绘和制图综合技能的训练[2].按照真实工业生产中的工程图样,将课程划分为四个学习情境,每个学习情境都用真实的机械产品作为学习的载体,使学习情境之间呈现出递进和包容关系,并且将基础知识、专业知识和专业技能有机地融入各个情境之中,从简单到复杂,从单一到综合,使学生具备基本的工程图样识读和表达能力,为将来从事工程设计和设备管理工作打下良好的基础.课程结构的框架见表 1.
三、机械制图理实一体化学习内容的组织
在学习内容组织中,充分体现了"工作任务导向、教学做评一体"的思想,遵循学生的认知规律和职业能力发展规律,按照典型工作过程来组织学习内容,对工作任务进行分析、归纳,来确定任务中所包含的职业能力.学生通过完成工作任务学习相关知识和技能,实现技能与理论知识的整合.以工作任务为导向的学习内容组织主要遵循以下原则[3、4]:
( 一) 结构遵循逻辑性原则
以工作任务为导向的学习内容打破了按知识本身逻辑组织课程的模式,而是围绕着任务来组织课程内容,使任务之间形成一定的逻辑关系.任务之间逻辑关系的建立与职业领域的工作过程相呼应,目的是有效地培养学生的职业能力.从表1 的课程结构框架可看出,学习内容从拆卸齿轮油泵到完成齿轮油泵的装配图,即齿轮油泵的结构→零件图绘制→部件测绘→装配图绘制,由易到难,这样的工作过程是以典型零件为逻辑主线设计各个情境的.
( 二) 内容遵循完整性原则
学习内容从组合体到常用零件,最后完成齿轮油泵装配图的绘制,包含了常见的典型机械零件.在组合体视图的识读与绘制中学习制图的国家标准,掌握绘图的基本技能; 在零部件测绘的工作过程中了解常用测绘工具的使用,掌握测绘技能和绘图的基本方法和步骤,达到课程标准的要求,这样的内容组织是完整的.
( 三) 范例遵循迁移性原则
齿轮油泵是工程中广泛使用的部件,其结构典型,包含了常见的齿轮、轴、端盖、箱体、螺纹、键、销等典型零件,这些零件的视图表达方案灵活多样,掌握了齿轮油泵的测绘、画图和读图方法,其工作过程和方法可以扩展到其他类似的机械.
( 四) 实用遵循操作性原则
从课程的教学情境来看,是按照从易到难的关系递进的,学习过程中采用的载体是齿轮油泵,齿轮油泵中零件数量适中,并且是机械生产中最常见的零件,拆卸比较容易,也便于各项工作任务的开展,各种类型零件的测绘也便于操作,用常用的量具即可完成测量任务.
四、机械制图理实一体化教学过程的设计
理实一体化教学是学生获取知识和技能的一个重要过程,在实施理实一体化的教学过程中,以职业能力训练为目标,以工作任务为载体,以技能训练为主线,设计操作性强,容易实现教学目标的教学任务.例如,零件的测绘教学情境中轴类零件的测绘,制定的教学目标为:
知识目标: 了解轴在机械设备中的作用; 熟悉轴的结构特点和轴类零件的表达方法; 掌握轴类零件测绘的基本方法与步骤.
能力目标: 会合理选用测量工具; 能用正确的测量方法测得轴的径向尺寸和轴向尺寸并标注; 能通过查阅参考资料和工具书来确定技术要求; 能熟练使用Auto CAD 软件绘制零件工作图.
具体教学过程如下:
( 一) 展示实物,引出教学任务
展示不同类型轴的实物,学生通过观察、比较、总结出轴类零件的结构特点,引出绘制轴的零件图任务.
( 二) 分析任务,制订实施方案
在教师的启发引导下,制定出任务实施的步骤.
1. 绘制草图.要画轴的草图,必须先确定轴需哪些视图来表达,即确定轴的表达方法.学生学习了视图的表达方法后,对于轴类零件来说相对比较简单,完全可以独立完成.教师可以采用提问、抢答的形式来确定轴的表达方法,这样既对以前所学内容进行了复习巩固,也引入了新的教学内容,同时培养了学生的竞争意识.画草图要求学生徒手绘制,以此来提高学生的绘图速度.
2. 测量尺寸及标注.零件的尺寸测量是零件测绘中的重点,测量尺寸要做到: 测量工具选择恰当、测量方法正确、测量基准确定合理、测量结果准确.
3. 确定技术要求.技术要求包括表面粗糙度、尺寸公差、形状公差、位置公差、热处理方法等内容,它的确定是零件测绘中的难点.由于学生基本上没有接触到专业知识,对技术要求的了解很有限,又缺乏实践工作经验,因此对技术要求的认识仅停留在表面.而要求他们制定出正确、合理的技术要求,似乎有点勉为其难,针对这种情况,教学中采用"经验法",即让学生参照其他同类零件的图样,并查阅相关手册来确定轴的技术要求.学生在参考图样、查阅手册的过程中理解技术要求的确定原则.
4. 整理草图、CAD 软件绘零件工作图.画完草图后,要认真检查、校对零件草图,然后再使用 AutoCAD 软件绘制出零件工作图.学生整理草图、绘制零件工作图的过程,也是对前面所做工作的一次全面梳理和总结,能够对整个测绘过程有更深刻的认识,同时也培养了学生使用软件绘制机械图样的能力,对职业技能也是一个提升的过程.
( 三) 实际操作,完成教学任务
学生以小组为单位( 一般 3 ~5 人为一组) ,按要求完成轴的草图和 CAD 图的绘制.在绘图过程中,学生独立或合作完成学习任务,教师鼓励学生通过小组讨论解决学习中所遇到的问题,进行协作学习,发挥团队合作精神; 教师巡视指导,及时指出问题、适时给予帮助.让学生在操作实践中感受到成功的喜悦,激发学生的学习热情.
( 四) 展示成果,多样评价总结
各小组每完成一个任务,都必须由老师检查审核后方可进行下一个任务.教师也可以在每个任务完成后针对出现的问题进行个别点评或者集体点评,以便能更顺利地进行后续任务的操作.
在整个测绘任务完成后,学生以小组为单位,展示自己的作品,采取学生自评、组内互评、教师点评的多元化评价方法对作品进行客观评价.
学生自评,总结自己在整个理实一体化学习过程中的表现,达到扬长避短的作用; 组内互评,可以让组员们更好的认识到自己的不足,取别人之长补自己之短; 教师的最终点评,是对整个学习过程的总结,指出出现的共性问题,对今后的学习提出希望.
教师在理实一体化的学习中是管理者、引导者和评价者,根据工作过程提出明确而又适度的学习任务,帮助学生树立自信心和胜任感,培养其独立思考、处理问题的能力;促进学生方法能力和社会能力的发展,使他们学会共享、懂得合作的意义.整个训练围绕职业技能的掌握进行设计和实施.
五、机械制图理实一体化评价方式的创新
我们改变传统的考核方式,通过过程考核和答辩考核来评价学生的参与度、工作态度、合作精神和沟通交流能力,同时考查小组具体工作完成情况.过程考核的内容包括: 完成任务的态度、完成任务的质量、资料查阅情况等.
答辩考核由答辩组教师对技术细节问题展开自由提问,来了解学生对专业知识与技能的掌握情况.答辩过程中鼓励学生用精练、准确、系统的语言表达自己对知识的理解和自己的设计思想.根据任务完成质量与答辩过程的实际情况给出考核成绩[5].通过答辩式考核,使学习与考试有机结合,充分利用各种教育教学资源,促使了学生对新摄入的信息和已有认知的互动、连接、交融和整合,从而促进了自身知识、技能的构建,激发了自身潜能,创新能力得到了很大提高.同学们普遍感到通过答辩考试,在搜集信息能力、语言组织与表达能力、临场应变能力、团队协作能力等方面都得到了一定的提升.
六、结语
通过教学做评一体化的学习,能有效地将理论与实践结合起来,使学生在课堂上能学到今后在工作岗位上的操作技能,大大激发了学生的学习兴趣,变被动学习为主动求知,使知识、技能、素质得到了协调发展.教学过程中教师考虑更多的是怎样才能使学生更好地学,教师需要根据工作过程提出明确而又适度的学习任务,并且对任务进行分解、点拨、实践、操作,这一过程中促使教师不断地钻研教学方法,积极地去掌握新知识、新技术来满足教学的需要,使得教师的教学水平不断提高.
参考文献:
[1]杨文通,李杨,皇甫平等. 以实践创新为主线的图学全程教学体系初探[J]. 工程图学学报,2006,( 5) :137 -141.
[2]黄洁,马秀华."机械制图"课程一体化教学设计的探索与研究[J]. 中国电力教育,2011,( 34) :89 -90.
[3]薜栋. 基于项目课程的高职机械制图课程改革研究[D]. 天津: 天津理工大学,2011:29 -32.
[4]徐国庆. 职业教育项目课程开发指南[M]. 上海: 华东师范大学出版社,2009.
[5]李丹丹,胡丽琴,刘雪梅."教学做"一体化教学模式的探讨[J]. 计算机教育,2010,( 13) :70 -73.
