摘 要 机械制图是机械专业的主干课程,但机械制图的教学费时、费力、难懂,致使不少学生厌学,甚至弃学。既要减少学时,又要增加内容,还要提高质量是机械制图改革面临的难题,改革的最佳途径就是充分发挥计算机绘图在机械制图教学中的应用。
关键词 职业技术教育 机械制图 计算机绘图 教学改革
在职业技术教育中,机械制图是机械类专业的主干基础课,担负着培养学生空间想象能力,绘制和阅读机械工程图样的能力等重要任务。任何关于机械类人才培养的改革都离不开机械制图课程的改革,它的成败直接关系到后续课程改革是否成功和人才培养的最终效果。随着知识经济时代的来临,新的科学技术不断涌现,学科之间的渗透、交叉发展越来越明显,也显得越来越重要。社会对人才的要求也不是单一的、狭窄的,而是多学科的、宽广的,因此增加新的课程和新的内容已是必然的趋势。但学生接受职业技术教育的时间只有有限的三年。要增加新的课程和新的内容,必须首先压缩传统课程的学时,并且在教学方法和手段上进行全面改革,才能为培养符合现代社会要求的新型人才创造条件。
一、机械制图教学的现状分析及要求
机械制图课程历来是学时大户,职业中学机械专业课程中,机械制图课时总数为240学时左右,为各门技术基础课之最。我们对原机械制图课程学时居高不下的原因进行了认真的研究和分析,认为有以下几个原因:
(一)画法几何的直观性差,教学费时效果差
原机械制图教学是把培养学生空间想象能力,空间逻辑思维能力主要放在画法几何上。通过点线面及其相互位置关系的定位、定量的投影作图训练来培养学生的空间想象能力,空间逻辑思维能力。而点线面投影作图直观性差,学生难掌握,费时多而效果又不好,而且与绘制和阅读机械工程图样的联系也不紧密。
(二)学生手工绘图效率低下
学生需要通过大量的手工仪器绘图训练来提高绘图的技能技巧和图面质量。这样的教学不仅所需课时多,要求高,内容枯燥,而且容易使不少学生厌学,甚至弃学。显然不能适应面向21世纪人才培养的需要。
(三)灌输式教学使教师费力,学生难以接受
传统的画法几何及机械制图,由于直观性差,抽象难学,因此老师讲得特别多、特别细。又是模型,又是挂图,没有模型挂图画立体图,是一种灌输式教学。学生在课堂上处于被动接受地位,没有主动积极思考的余地,尽管老师讲得很卖劲,学生的掌握情况与老师的期望值仍有很大差距。
(四)课堂讲授效率极低,挂图模型成本昂贵
画法几何及机械制图的传统教学手段是粉笔黑板加模型挂图。由于画图费时多,一节课的内容很少,一些图只是为了作某些说明,画十多分钟只讲3到5分钟就不用了。挂图和模型由于是事先订制的,成本高,灵活性差,使用有很大的局限性。而且象计算机绘图这种内容,不在计算机上讲很难讲清楚,既费时,效果又差。
二、机械制图改革方案的研究制定与实施
随着计算机绘图的产生和日益普及,要求职业中学的学生必须掌握相关的知识和技术。因此机械制图课首先要面对的就是压缩学时并增加反映现代科学技术的新内容的挑战。机械制图课程改革首先就要解决好既要减少学时,又要增加内容的矛盾。根据学校目前课程设计的要求,机械制图课的总学时为120,要求学生不仅要达到传统机械制图课的最终要求,还要掌握计算机绘图的技能技巧。要用120学时的时间,学完原来要近300学时(60学时计算机绘图)的内容,如何进行教学,必须通过认真的分析研究,制定出科学的实施办法。
(一)改革学生空间想象能力培养的传统方式
经过分析和研究我们决定改变培养学生空间想象能力和空间逻辑思维能力的方式,改直观性较差画法几何训练为三维形状训练为主。由于立体的直观性较好,所以既大大的降低了难度,又能更紧密地与绘制和阅读机械图样相联系,大量的删除画法几何的内容,加强投影制图教学,既减少了学时,降低了难度,又加强了空间想象能力培养与绘制和阅读机械图样能力培养的效果。可以说是一条捷径。
(二)把计算机绘图既作为教学内容,又作为改革传统机械制图的手段
根据机械基础系列课程改革的要求,计算机绘图内容在机械制图的120学时内进行讲课和上机,如果只从学时上看,它确实是一个负担。但我们认真分析研究,不仅把它作为必须掌握的内容,而且把它作为改革传统画法几何及机械制图的一种重要手段和压缩学时的一种有力措施。其二由于有了计算机绘图这种现代化的先进手段,手工仪器绘图的训练可以适当削弱,压缩出一部分学时。其三计算机绘图的三维绘图和三维实体造型技术可以进行三维曲线、曲面的绘制和组合体的三维造型,可以更有效地帮助学生掌握形体分析方法和训练空间想象能力,起到事半功倍的效果。既可以节省学时,又可以加强空间想象能力培养的效果,还能使学生更全面的掌握计算机绘图的内容和技术。是一个一举三得的好方法。
(三)改革灌输式的教学方法为启发引导式教学方法
现在学时压缩了,内容增加了,我们必须改革原来的灌输式教学方法。对于本课程的关键性的、有关原理和基本方法的内容必须仔细讲清楚,对于应用性和信息性的知识,只重点讲它和基本原理,基本方法的联系,进行引导性讲解,启发学生用自己的思考来解决。这样看起来讲话的速度不快,但每堂课给学生的信息量并不少,知识面同样很宽。
(四)充分利用现代化教学手段
现代科学技术给我们提供了现代化的教学手段,我们充分利用多媒体教学手段、CAI课件等,既可以节约时间又可以加大信息量,同时又能形象直观地加强教学效果。
三、改革效果
机械制图的改革是机械基础系列课程改革的一部分,2002年在我校数控模具专业两个班全面实施,取得了明显的效果。
(一)压缩了学时,搞高了效益,为新课程的开设创造了良好的条件
“机械制图”与“计算机绘图”两门课的总学时过去将近240学时,而现在只用120学时,压缩了一半的学时,可以另外开设两门新的专业课,为改善学生的知识结构,拓宽专业面,创造了良好的条件。
(二)改变了空间想象能力培养的方式,加强培养的效益和效果
由于CAI课件、多媒体素材库等现代教学手段的应用,计算机三维造型等内容的学习,和以三维形状与相关位置的空间逻辑思维和形象思维能力培养的加强,学生空间想象能力的培养从抽象走向直观,学生感觉轻松,效果更佳,提高更快,学生的空间想象能力不因“画法几何”内容的削减而受到削弱,反而得到了加强。