自制空间模型培养中职学生新思维的创新实践

【前言】自制空间模型培养中职学生新思维的创新实践由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。机电类的一门既有理论又有实践的专业基础课，是学生走上工作岗位必须掌握的“工程界语言”，意在培养学生的读图、绘图等专业技能及创新能力。作为职业学校机电专业教育工作者，对于如何在《机械制图》教学中，促进学生在空间想象能力和创新能力的发展，是值得我们研究...

摘 要：针对中职教学中机械类课程《机械制图》授课时，普遍存在学生难以构建实体结构的空间思维的问题，本文提出自制空间模型的教学方式，来改善教学效果，让学生在模型中建立空间思维，掌握实体到图样、图样到实体的制图技能，以提高教学效果。

关键词：职业教育；自制空间模型；教学方式

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）19-037-03

一、研究的背景与意义

随着科技日新月异，社会生产的快速发展和对技术工人要求的提高，要求职业学校在人才培养上有更高标准，而中职学校承担着培养大批一线操作技术工人的任务。《机械制图》课程是中等职业学校。

机电类的一门既有理论又有实践的专业基础课，是学生走上工作岗位必须掌握的“工程界语言”，意在培养学生的读图、绘图等专业技能及创新能力。作为职业学校机电专业教育工作者，对于如何在《机械制图》教学中，促进学生在空间想象能力和创新能力的发展，是值得我们研究的。

1、《机械制图》课程特点

（1）《机械制图》属于专业基础课，它是介于基础课与专业课之间，起着承前启后的作用，它既是基础课知识的具体应用。也为学好专业课提供必要的基础知识，更表现为培养创新人才必不可少的重要基础环节。

（2）抽象的空间想象力。学好这门课程需要学生有较强的空间想象力，也就是我们通常所说的立体感。学生学习《机械制图》的过程也就是培养学生的空间想象力，能够根据三个平面图形想象出该物体的真实形状，根据装配图能够想象各零件的形状和位置。

（3）严密的逻辑推导能力。《机械制图》课程不管是看图还是画图，物体上同一位置的点、线、面，在不同的视图中，其大小和形状都有可能发生变化，但是它们之间的位置、形状的关系又是具有一定的关系和规律可寻。从实质上就是培养他们的科学态度和科学精神.这种创新能力的培养目标同样是遵循科学的理论和科学的逻辑方法。

（4）解决复杂问题的综合能力。在《机械制图》的教学过程中能培养学生解决复杂问题的综合能力。我们知道《机械制图》中零件图中的点、线、面的相应位置关系，在装配图中各零件相互位置关系等等，这不仅是考察学生对基本知识的掌握和熟练运用情况，而且是考察学生处理复杂问题的技巧和能力。

（5）认真严谨、一丝不苟的学习态度。在机械制图中，不管识图还是制图，都有严格的国家标准。

2、中职学生的特点

（1）由于中等职业学校的招生录取分数的限制，学生总体情况表现为，基础知识薄弱，学习兴趣欠缺，尤其是对于第一次接触的专业课程，更是感到无所适从，所以体现出对学习缺乏信心，容易出现消极厌学的现象。

（2）中职学生都是十六七岁的青年人，他们具有一定的感知能力。表现在他们观察事物时更富有目的性，已经能够较全面和较深刻地观察事物，能够较明显地区别主要和次要的矛盾。但是有时也会出现肤浅、片面现象。

（3）中职学生的抽象思维和逻辑思维虽有一定的基础，但还需要具体的直观感觉经验作支持。一般来说，他们的空间想象力较差，学习情绪不够稳定，常受同学、家庭、社会等周围环境的影响。

（4）中职学生玩性重，自我约束能力差，很快就会把所学知识抛于脑后，但是相对的他们的愿意动手，也喜欢动手，所以其具有一定的动手实践能力。

在现代职业教育中，各国都非常重视学生的职业能力如创新能力、实践能力等的培养，这也是社会经济高速发展对人才提出更高要求的需要。根据《机械制图》课程和中职学生特点，我认为应突出学生在课堂的主体地位，把传统的老师“满堂灌”，转换为学生自己动手，自己学习的模式。根据我在制图课执教的经验，我提出将橡皮泥、泡沫等原材料带入课堂，利用它们的可塑性，结合三视图、轴测图等知识，让学生制作模型，直观学习。着力培养学生的空间想象、实际动手操作、创新等能力，促使学生综合能力的发展。

二、研究的条件与基础

作为是机电专业教学的一线教育工作者，并且担任机械制图教学工作，能给本文的研究提供大量的实践资料。

2014学年第一学期，在学校汇报课中以《组合体的组合方式》为题进行授课。教师利用泡沫自制模型，绘制实体挂图，制作多媒体动画等，使学生在上课时，能较好的理解实体的三视图。

2015学年第一学期，在学校汇报课中以《圆柱的截切》为题进行授课，本次教学过程，主要利用了多媒体动画，和实体设计软件，为学生展示圆柱的几种不同截切方式，以及其形体特征。尤其是CAXA实体设计软件的应用，利用其三维球展示实体的各个方位特征，以及各种复合截切的方式。通过软件的辅助很好地将难以表达的空间结构展现给学生，并且能以动画直观地实现截切过程。

两次汇报课中，能突出学生主体，但主体的活动主要是抽象思维的分析，对于大部分学生仍存在一定的难度，但是由于汇报课时间的局限性，橡皮泥制作模型相对需要花M一定的时间，所以该形式在汇报课中试行仍需改进。针对以上情况，我提出在平时以及兴趣班授课时将橡皮泥带入课堂，在原有传统的教学方式中增加动手环节，进行小班试行。

为培养学生的兴趣爱好和提高学生的专业技能水平，中职学校在每个星期都会安排两节课的选修课和一定时间的技能训练。将《机械制图》结合捏橡皮泥为课程，以专业选修课的形式在学校开设起来，实施三维立体实物教学，进行丰富的空间思维训练。

三、研究的目标与研究程序

1、研究的目标

本论文旨在《机械制图》课堂上打破传统的教学模式，形成一种新的以学生动手为主体的“自制空间模型”教学方法。

2、自制空间模型的形式

（1）泡沫和橡皮泥的形式

（2）实体教具和挂图的形式

（3）电子动画和三维实体软件

3、主要程序

（1）确定研究内容：主要做了资料及信息的收集、研究内容、制定实施方案。

（2）调查研究阶段：主要调查研究理论依据：在一年级和二年级学生中做关于学习《机械制图》方面的调查问卷，分析现有的教学手段及其优势和存在的不足。

（3）构建教学模式，并实践阶段：设计课堂的教学方式，在机电专业课堂中实践试行。

（4）实践检验阶段：主要通过实验班的应用与实践，检验研究成效。

（5）总结：这一阶段主要是通过总结实施以来所取得的各种材料和数据，总结实施过程中取得的成果。

四、研究的主要内容

1、中职机电技术应用专业学生学情分析

（1）中职学生缺乏自信，在通过中考的大筛选后，来就读职校的学生对学习表现的比较消极，潜意认为自己矮人一等。尤其是在没有牢固的文化基础上，在面临学习专业课中，大部分有畏难情绪。

（2）中职学生的抽象思维和逻辑思维虽有一定的基础，尤其是机械电子专业学生大部分都是男孩子，从小都有一定的拆装经验，需要有专业教师正面的引导。

2、中职机电技术应用专业学生学习《机械制图》的现状及分析

（1）中等职业学校一年级机电专业学生进行《机械制图》学习的调研；

以问卷调研的形式在15级机电专业新生中进行机械制图学习的调研，其中涉及的问题有：你觉得学好《机械制图》课程对你的其他专业学习的重要程度；了解《机械制图》课程性质后，对自己学好该课程有多少信心；自己认为自己的空间想象能力怎样，对于教师的教学课堂希望结合怎样的形式来帮助认识空间实体（挂图、木模，实体零件）……

通过本次问卷调查，了解到：对于新人学的一年级学生来讲，初次涉及专业学习，具有一定的畏难情绪，信心不足；对于纯理论的课堂，大部分的学生希望能加入生动形象的空间模型，对自己制作模型更是有热情。

（2）中等职业学校二年级机电专业学生进行《机械制图》学习的调研；

以问卷调研的形式在14级机电专业新生中进行机械制图学习的研究，因为二年级学生已经接触并学习了《机械制图》课程，所以主要就其学后的各个方面进行调研。其中涉及的问题有：《机械制图》在各专业课中的难易程度；《机械制图》对你在后期学习其他机械类专业课的作用；如果让你重新学习该课程你觉得自己能否学好……

通过本次问卷调查，了解到二年级学生能认识到机械制图课对于后期专业课的重要性，实训加工都会涉及到图样的识读，并且希望课堂上能够多加入实体模型帮助空间立体感的建立。

3、自制空间模型教学模式的构建和试行

（1）分析统计上一阶段所调查的问卷数据，在教学方式上做出相应的调整。并将自制空间模型的教学模式，试用到15级机电专业学生的《机械制图》课堂教学，现担任新生机械制图的任课教师，从课程部分内容：制图的国家标准，投影基础，图样画法，组合体的识读……都大量的采用自制模型，例如：图纸格式的挂图，投影基础的空间模型，多媒体动画等得。在结合着自制模型课堂上，发现学生的积极性会有相应的提高，而且能帮助他们更好的建立空间概念。其中涉及的问题有：课前的准备工作量非常大，而且没有形成系统而专业的教学模型，学生参与制作的实施性不强。

4、自制空间模型教学模式阶段性分析总结

（1）通过半学期的课堂教学，学校期中测验，分析学生的试卷情况；

对学生的期中试卷进行分析，大致结果如下：

本试卷的试题分布：基本题40%，水平题40%，难度题20%，附加题10%。从本次考试来看，学生在投影基础方面，尤其是空间思维还是存在一定的难度，所以在下阶段的教学中，会更多的结合空间模型，多媒体等的教学手段。其中在所设置的附加题中，有部分同学能够正确完成，所以在课堂教学或课后辅导可以适当的照顾这些同学。

5、典型案例《圆柱的截切》分析

学期十三周，教师在教研组的组织下，进行了一次以《圆柱的截切》为题的汇报课。

本次教学过程，主要利用了多媒体动画，和实体设计软件，为学生展示圆柱的几种不同截切方式，以及其形体特征。尤其是CAXA实体设计软件的应用，利用其三维球展示实体的各个方位特征，以及各种复合截切的方式。通过软件的辅助很好地将难以表达的空间结构展现给学生，并且能以动画直观地实现截切过程。

经过本次汇报课，为我今后机械制图的任教累积经验，尤其是在分组学习和学生分层教育上，有了新的经验和看法，并能在第一次的实施中，取得了一定的成果。另外在课堂上会结合多媒体三维软件进行演示模型结构，教师在机械类的软件应用要加强操作能力，既是锻炼了教师自身的专业素养，也能为学生的课堂学习注入更生动、更直观的资源。在以后的教学中，要继续的应用该教学方式会更多的结合空间模型，多媒w等的教学手段。

五、研究的成效与分析

2、数据分析

14级数控（2）班根据在传统的学习环境下，同学们学习积极性不高，在期中考试中，考级成绩一般：通过率为77.2%，优秀率为25.5%。

在15数控（2）班的《机械制图》课堂教学中，开始引入了自制模型的教学方法，让学生自己思考，自己动手，教师在教案准备中加入动画和三维实体设计软件，以新颖生动的形式帮助学生进行专业学习。使学生的积极性大大增加，学习的效率也得以提高，期中考试通过率为87.12%，提高近10个百分点，优秀率为41.5%，较以前有了很大的提升。在15级的课堂教学中，为了营造互帮互助，讨论学习的氛围，特别在班级中根据学生层次建立了7个学习小组，分别设学，学习指导员，以该种形式促进大家共同进步，让差生能有请教的地方。

从测试通过率可以看出，传统型教学模式和自制模型教学模式在基本知识的传输和学生接受方面没有很大的区别，学生基本能掌握；从测试的优秀率中，可以看出自制模型在专业拓展方面有促进作用。

六、研究的结论与思考

1、研究的结论

通过自制空间模型培养中职学生机械制图新思维的创新与研究，可初步得出以下结论：

（1）通过深入调研分析中职学生学情，《机械制图》课程特点，在专业学习上需要符合学生的学习特点，切合他们理解。相对来讲，中职学生的逻辑思维和空间想象能力都较薄弱，若应用传统的教学模式，肯定激发不了他们学习的积极性，甚至会使学生产生厌学情绪，在专业上停滞不敢往前。《机械制图》课程是机类专业的基础模块，在专业知识上有承前启后的作用，所以教师思考创新有效的学习方法是势在必行的。

提出自制空间模型的教学方式，并实践到课堂中，取得了一定的成效，对与空间模型的的选择提出了以下三类：学生自主动手型：橡皮泥和泡沫；课堂实体教具：挂图和木模；电子模型：动画和制图软件。并且在两次汇报课中，结合多种自制模型进行教学，总体学生的反响和接受能达到预期的效果。

（2）在机电专业建设中，能够将机械制图放到专业的基础平台，并进行教学方式的思考，对于整个机械类课程都有辅助作用，并且能为学生后续的专业学习引领开路。在机电类其他专业中，也有很好的相互借鉴作用，促成整个学科的发展。

（3）在当前职业教育的大背景下，教学改革势在行，首先要转教育观念，跳出原有的思考模式，从就业、从生产发展需要、从职业能力需求考虑，构建新的教学方式，把学生放在课堂的主体地位，多让学生思考，动手，让他们在做中学，学中做，真正提高学生的职业能力与职业技能，无论从教学观念还是教学模式，很值得推广。

（4）突出学生主体地位，营造个性化发展空间

在教学过程中，以空间自制模型为载体，突出学生的主体地位，强调教作为咨询者、动机激发者、评价者、决策者的作用，增加了发挥学生主动性和创造性的教学环节。

（5）加大实训实验设备的投入与加强实验实训的教学队伍的建设，这是保证教学质量的前提条件。为学生设立专门的制图室，摆放各种演示的教学模型，和学生自制的模型，为学生提供零件抄绘的工具，让学生有真正制图的专业实训室。

而教师队伍的要求，在软件的广泛应用下，对我们专业教师也提出了要求，除了掌握熟练的手绘能力以外，还必须要能进行电子图板的操作，除了二维软件，还应主动学习三维实体软件的应用。

2、建议与思考

（1）教学设施设备问题

我国的科学技术水平不比发达国家差多少，顶尖的人才也不比发达国家少，但制造的许多产品性能却远不及进口产品，究其原因是我们过于注重学历教学的教育体制，是我们国家缺少大量的掌握先进工艺的一流的技术工人！

在自制空间模型的教学中，没有形成一系列的通用的教学用具，每次课前的准备量相对较大，泡沫模、木模、挂图等都较欠缺。在电子模型方面，主要是专业教师自身业务能力的体现，课前在制动动画和实体绘制中也占很大的工作量。尤其是现在国内教育未能实现小班话，组内教育，所以总体学生在课堂上的操作能力是不能保证的。

（3）师资问题

特别是专业教师的师资问题，目前职校学生数量大幅增多，专职专业教师较少，每周的课量较多（一般在14节以上），有的技能课教师还担任班主任，行政工作，另外专业师资数、学生数、实训设备数的比例的不合理，都大大影响项目课程的有效实施及教学质量的提高。

参考文献：

[1] 《机械制图》 （多学时） 柳燕君、应龙泉、潘陆桃 主编 高等教育出版社

[2] 《机械识图》 浙江省教育厅职成教教研室 组编 高等教育出版社

[3] 《对现代职教教学方法理论基础的探讨》 《中国职业技术教育》 2003年3月

[4] 《教学设计》，乌美娜主编，高等教育出版社，2004年8月