谈机械制图与CAD绘图的模块化整合教学

在科技高速发展的今天,机械加工代替了手工加工,手工绘图设计也渐渐被计算机辅助设计所代替。在大部分职业学校的机械教学中已经不再使用图版和丁字尺,计算机绘图、CAD/CAM等已经成为部分机械专业学生的必修课,我们要充分地利用计算机的先进性,采用比较方便实用的CAD计算机辅助绘图软件来完成制图的图纸绘制和机械零件的设计。但是,据统计现在采用CAD等软件进行机械设计和图纸操作的人员,好多是中途出家没有经过系统的CAD培训学习,有的是在学习掌握了相关制图理论知识之后,才接触计算机CAD软件的,有的是拥有非常丰富的计算机知识后进而学习一些制图理论进行一些设计应用。而且,现行的机械制图教学和CAD操作训练在教学实施过程中是两门分开讲授的科目,且中间有很长的时间间隔。但是机械制图和CAD制图之间有着非常密切的联系。鉴于这种现象的存在,从提高教学效率、便于教学实施角度出发,笔者在教学过程中进行了尝试,将机械制图和CAD操作训练两个科目教学的理论和操作训练做了一定的整合。

那么,是否能将现在分开讲授的这两门有着内在关联的课程整合成一门课程呢?其实在教学过程中,可以依据取长补短的原则对这两门课程进行整合。首先要做的工作就是搞好两课程之间的知识的有机链接,通过整合操作达到相互渗透、相互促进、共同巩固的效果,在学生学习理论的时候以计算机软件协助思维,在操作的时候以理论作为有力的支撑,两者同步进行相互促进,为了提高整体效果,促进改革能达到预期目标,执行计划中借用现在效果较好的项目教学的方法和理念,将机械制图的整个内容进行划分,根据知识点划分归类为几大模块,如:国家标准、几何作图、点、线、面、基本几何体、轴测图、组合体、标准件、零件图、装配图。每一模块先进行传统的理论教学,再进行计算机绘图教学,或者同步交叉进行。学生通过一个模块的学习后,既掌握了制图原理,又能利用计算机完成原先需要手工绘制的图形,在充分体会了现代技术的优越性的同时提高学生学习的积极性。如果在计算机绘图中发现图形不符合国家标准,学生能从制图理论中去寻找答案。而且先进的平面及三维设计软件在辅助绘图的同时有助于学生空间想象能力的养成。

从这一角度来说也就是将原本的两门功课的学时做了统一的课程交叉安排,主要是实现让学生在学习理论知识的同时掌握基本的绘图技能,培养学生自主学习、自由思考的个性化素质和独立解决实际问题的多样化创新能力。

而这一交叉其实是理论与实践操作的同步,即教学内容按顺序或交叉进行每一模块的教学内容分成理论教学和上机绘图两部分,这两部分内容并不是在每一模块中都按先理论后上机的顺序来进行。有的教学模块需要将两部分内容进行交叉教学,以达到更好的教学效果。如“几何平面作图”模块,在讲解的过程中其实就是教室和机房同步进行的。主要是让学生在作业本上联系的同时再在计算机上进行操作,让学生反复体会手工绘图和上机绘图的异同和各自的特点。促进学生学习CAD的热情,而这一热情需要机械制图的理论支撑从而促进学生的整体求知欲望。

当然,在操作的过程中也存在着一些问题,比如在讲点线面的投影中,对学生来说都是新的,没有基础,没有参照,没有经验,学生对理论和操作都比较陌生,从而在运作过程中费时较多,所以,在这类问题上,费时讲解是有必要的,同时还可以借助计算机的模拟功能,将抽象的点线面的知识,用生动形象的画面展示给学生,让学生在比较完美的仿真图像中寻找知识的关键点,抓住学习的主线,达到一个新的知识层面。

再有,在以模块模式进行教学时,我们要建立以操作结果为主要评价标准的评价考核机制。以操作为主,笔试为辅,综合考核学生的学习效果。故每一模块教学结束后,根据项目模块的划分和任务目标的制订,对学生的理论学习和操作掌握情况进行理论加上机的测试,将两部分成绩折算相加作为这一模块的成绩。把所有模块的总成绩进行加权平均(每一模块根据内容的比重大小和重要性赋予不同的权数),作为这一门课的总成绩。其中组合体、装配图、零件图等可规定为必须达标的模块,如果该部分成绩不达标,这一门课就需重修。这样的测评体系,可以让学生在每一模块的学习结束后都有成绩,成绩优秀的可获得继续学习的动力,成绩不理想的学生可以在今后的模块学习中发奋赶上。学生不会因为一次失误而影响最后的成绩,学习积极性就会大增。同时值得强调的就是,在进行任务制订时候,应该尽最大可能地让任务目标图形与学生专业挂靠,让学生在分步学习的时候,有在岗上班完成工作任务的紧迫感和自我加压积极面对努力完成任务后的成就感。

这一教学模式在进行了一个大循环教学实施后,从学生的反馈信息来看,这种教学模式学生是比较能接受的,赞成这种教学模式的学生达到95%以上,他们也认为这种教学模式对他们学习机械制图有极大的帮助作用。在CAD操作训练过程中,学生很少出现遗忘相关知识和用错标准的现象,改变了过去知识割裂分离的状况。在学习上体现了趁热打铁的原则及同时也达到了取长补短双向互助巩固提高的效果。

当然,这样调整教学方案后也带来一些问题,一是教师无现成的教材,增加了老师对知识的整合工作,教师教学教案的编写和学校固定课本之间存在的差距需要得到协调,在可能的情况下,通过方案的实践性地运行和合理有效地修改完善之后,对整合后的课程进行校本课程开发。二是在实施这一教法变革时,要求任课教师具有厚实理论及娴熟的计算机实践操作技能。三是需要计算机硬件技术的支持。除了要配备专门的计算机绘图室外,还需进一步加强软件、硬件建设。有可能的情况下,要加大机房的开放管理力度。为学生提供更多的上机机会,从而缩短不同认知层次的学生的发展差距。

教学改革产生的问题其实也是改革的内动力,作为教育工作者,为了便于开展教学工作、提高教学效率,通过教学改革实践新的教学思路是非常重要和非常必要的。也只有这样才能真正让学生从枯燥的机械制图理论学习中解脱出来,让学生在较好的氛围中掌握基本理论和基础知识并熟练操作计算机进行图形绘制和设计,为后继的专业学习形成好的学习习惯打下坚实的理论基础。

作者单位:江苏省海安双楼职业高级中学