發布時間:2024-01-06 09:51:47
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇工程制圖教學設計,期待它們能激發您的靈感。
【關鍵詞】 機械制圖;工程化視角;工程實踐;教學設計;教學改革
社會對人才的需求是多層次的,工程實踐中不僅需要研究與開發領域的科研型人才,更需要在一線從事制造、加工、運行、檢驗等與工程實踐緊密結合的工程應用型人才。工程應用型人才不僅要具備扎實寬廣的理論知識,還必須經受一定的工程實踐訓練,具有分析和解決實踐中遇到的工程實際問題的能力。[1]
一、機械制圖課程教學現狀
機械制圖是高校機械類專業必修的一門重要的專業技術基礎課,既有系統理論又有較強較多的實踐。在專業培養方案中,承上啟下,培養學生的專業素質和工程素養,為后續有關課程的學習和今后工作打下基礎。目前,機械制圖教學中存在一些問題[2],阻礙著教學質量的提高。
1、課時少,內容多,知識點瑣碎,教學單一
機械制圖的主要內容以投影理論為基礎,側重形體表達。內容枯燥抽象,知識點瑣碎且涉及面廣,教師講課方式為“教師講,學生聽”,單調無趣。
2、重理論輕實踐
教學中強調課程體系的理論性與完整性,忽視培養學生的工程實際能力,實踐與理論間缺乏過渡與銜接。
3、過度依賴計算機繪圖軟件
隨著計算機圖形學技術的發展,計算機輔助繪圖成為近年高校教學的主流。這種教學模式忽視理論與實踐教學,過分注重上機操作,使學生在缺乏理論基礎的前提下進行操作繪圖軟件的大量練習,造成其“知其然而不知其所以然”,教學目標成了“培養簡單的制圖員”,而不是具有讀圖、繪圖能力的工程型人才。
二、基于工程化視角的機械制圖設計定位
機械制圖課程的教學目標是培養和訓練學生繪制和閱讀工程圖樣的能力,是基本技能的培養和訓練。基于工程化視角進行機械制圖教學設計,要遵從工程教育(技能訓練)的特定屬性―實踐性,改革傳統教學模式,少理論講解,多工程實踐訓練,強調以工程實踐輔助理論知識掌握,基于工作過程與生產實際設計教學內容,培養實踐能力較強的工程化應用型人才。
三、基于工程化視角的機械制圖工程素質培養
基于工程化視角的機械制圖教學設計,必須從以教師為中心向以學生為中心、從教師講為主向學生練為主、教師從講授型向指導型轉變,因此,需對機械制圖的課程體系進行改革,教學過程進行重新設計,探索具有工程實踐特點的教學模式,提高教學質量。
1、理論部分教學設計
(1)根據教學內容,選擇工程實物的合理形式輔助學生理解。在講授投影基本理論時,利用實物模型或掛圖授課;在講授基本體時,請同學分組制作紙制模型;在講授組合體、零件圖、裝配圖時,利用三維造型軟件制作的三維虛擬模型進行展示輔助教學;在講授裝配體、標準件、典型結構、典型產品時,通過動畫與爆炸圖模擬工程實際中的產品裝拆、運動及功能。
(2)請學生攜帶分組制作的紙制模型,引導學生觀察實物模型,同時組內同學協作進行投影實驗,歸納、總結、掌握投影理論內容。將往屆學生實訓制作的實際零件帶入課堂,分組下發,引導學生觀察討論實際零件的結構特點與繪圖規律,幫助學生盡快建立空間想象能力與邏輯思維能力。
(3)選用企業在產零件,實現教學與生產的“零距離”銜接。將工廠實際零件以及相關生產資料帶進課堂,采用引導觀察、理論講解、分組討論、練習繪制等步驟,實現講與練的無縫結合。學生在此過程中遇到的任何問題,均可以組內討論、自行查閱或請教老師的方式解決。在教學過程中,結合使用生產實踐、現場教學、多媒體課件虛擬演示、真實零件觀察與測繪、分組討論等多種教學設計,使學生不但掌握工程語言,同時接觸實踐工作,提高學習興趣。
(4)在互聯網+背景下,網絡資源空前豐富,結合機械制圖的精品課程資源、微課、云班課、慕課等網絡資源,要求學生課前預習、課中討論與互動,課后重點復習,加強理論教學。
2、實踐部分的教學設計
(1)采用工程引導的方式,組織學生到制造企業參觀實習,進行生產現場參觀―專家講座―生產線上正在加工的產品實物―產品實物的圖樣分析、討論、閱讀―表達方案分析―技術要求分析―工藝卡片閱讀等過程,讓學生盡量接近生產實際,培養讀圖及正確的零件表達能力。
(2)手工繪制零件圖。依照所參觀的制造企業的產品,分析此產品的工程圖樣(包括裝配圖和零件圖),依照國家標準,要求學生在合適的圖紙幅面上按比例繪制零件圖,包括標注尺寸與公差,書寫技術要求等,組內同學互相檢查修改,最后提交。
(3)校外實踐與專家講座。組織學生到各類制造企業參觀,了解各種加工方法的對應圖紙,邀請校外專家到校開展專題講座,開闊學生視野,激發學習熱情。
(4)企業零部件三維繪制大賽。教學設計中,將三維造型貫穿整個教學過程。結合生產實際,根據產品的設計過程,擴展構形及表達內容的深度,將公差與配合、表面粗糙度、技術要求等內容,應用計算機繪圖技術,進行零件綜合表達的三維模型繪制,逐步培養學生的工程實踐能力。
3、理實兼具的綜合性教學設計―典型部件測繪
典型部件的測繪能鍛煉學生的動手能力,增強其理論聯系實際的能力,培養工程意識,提高工程素養。[3]
首先將學生分組,組內同學共同完成測繪任務。部件拆卸前,先觀察實物、閱讀參考指導書和查閱相關資料,了解部件的結構、性能和工作原理。拆卸過程中,邊拆卸邊徒手繪制裝配示意圖。在拆卸過程中,練習使用常用測量工具、拆卸工具,討論體會常用工具的工作原理以及精度。部件的拆卸過程既能夠提高學習興趣、培養團隊精神,又可以開闊學生視野、提高工程素質。
其次,部件的手工拆裝測繪結束后,組內同學需要完成并提交如下作業:尺規繪圖一份、計算機中進行的三維造型一份、由三維造型生成的二維工程圖一份,裝配圖一份、爆炸圖一份。在三維參數化造型軟件中依次對部件中的各個零件進行三維建模、生成零件的二維工程圖,進行零件的裝配過程以及生成裝配圖。
最后,完善、補充所需提交的作業資料。典型部件的測繪實踐中,涉及到的課程有公差配合、測量技術、拆卸與裝配、參數化三維建模、二維造型、國家標準查閱、典型件的典型畫法、工藝結構及安裝順序、尺寸標注、技術要求等等,在繪制的工程圖樣上,將涉及到的上述內容進行完善補充,最后提交給教師。在整個測繪過程中,學生的工程素養得到了極大的鍛煉,一方面學習了與制圖相關的若干課程的部分內容;另一方面,對實際的設計過程有了深入的體會,對徒手繪圖的必要性與重要性有了新的認識。
四、結束語
機械制圖是工程類專業重要的技術基礎課程,因此,教學設計上必須要體現“工程化、應用型”的培養目標,與工程應用實踐緊密結合,才能培養出合格的應用型技術人才。
基于工程化視角的機械制圖教學設計,從工程應用的角度,進行理論與實踐的教學設計,結合工程實踐中典型的零件測繪,培養學生的空間想象能力和實踐動手能力,強調現實世界的直接真實學習訓練,通過獲取直接經驗學習理論知識,符合工程化視角下的工程應用型人才培養模式。
【參考文獻】
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[3] 趙軍,商躍進,張慧.機械制圖測繪課程教學改革與卓越工程師能力培養[J].中國農機化學報,2016(1)277-281.
“工欲善其事,必先利其器。”我們已經有了CAD這個功能強大的利器,關鍵是怎樣物盡其用,發揮其 “輔助設計”這一功能,為社會培養出符合要求的創新型人才。
一、課程構想
整合制圖與CAD是將這兩門課程教學內容解構后,圍繞激發學生學習積極性和主動性、培養學生創造性思維能力以及勇于探究和團結協作精神為目標重新設計教學,學生的學習活動以“問題”為中心,通過“發現問題―解決問題”來實現知識的意義建構。與整合前相比,整合后教學內容有增有減,一些深奧、實際應用較少的理論被刪除,增加了工業設計和數字化生產知識,面向工程實際,突出設計理念,因而新課程以工程制圖與計算機輔助設計命名。初步設想從以下幾方面組織、設計課程:
1.教學內容
(1)將傳統制圖教學內容“從平面切入,二維向三維過渡”,改為“以三維為核心”,從三維開始。教學內容的表述、展示盡可能簡單明了、重點突出,以思維導圖取代部分文字,使學生易于接受。
(2)增加產品創新設計和數字化加工內容,理論聯系實際,使學生將所學知識應用于實際。
2.開展學習實踐活動
增加與課程相關的學習實踐活動,培養學生的解決問題能力和創新設計能力。
3.CAD軟件在教學中的應用
在新課程教學過程中,學生借助CAD的建模和投影功能探究繪圖和讀圖時遇到的疑難問題,從而使得CAD在教學中的作用更豐富,不僅是繪圖工具,還是設計工具、認知工具。
4.創建數字化教學資源
以計算機虛擬模型庫代替實物模型,創建專題學習網站,為學生自主探究學習、協作學習提供平臺。
三、新課程設計
1.選擇合適的CAD軟件
作為教學不可缺少的利器,合適的CAD軟件至關重要。綜合學生認知水平、教學實際條件以及社會效應等因素,可選擇 AutoCAD、CAXA、SolidWorks等CAD軟件。本文以AutoCAD為例設計新課程教學。
2.教學內容設計
(1)以三維為核心。技工學校學生年齡普遍在十五六歲,由于種種原因,入學分數不高。學生在學習時,思維尚停留在感性認識階段,缺乏抽象思維能力;由于與實際接觸較少,大腦中沒有儲備豐富的表象,因而也談不上圖感,學習時自然感到抽象、深奧。長期以來,傳統的制圖教育由于受到技術手段的限制,不得不放棄用直觀感強的立體圖來表達產品,設計時學生首先在頭腦中想象出物體的立體形狀,然后再用正投影法把該立體繪制成二維工程圖。由此可見,以二維為核心的制圖教學模式,使原本直觀的立體抽象化了,不符合認知規律,學生繪圖和識圖始終處于一個抽象思維環境中,無形增加了學習負擔,抑制了學生空間想象能力和創新思維能力的發展。因此,新課程教學內容以三維實體造型為核心的,目的是讓學生在三維空間中直接認知和感知,輕松學習,將更多精力放在創造性設計上。
教材章節按照“三維二維三維”順序呈現,符合形象思維到抽象思維的認知特點,能激發學生的學習熱情。教材中,前面的三維為下一步學習三視圖奠定基礎,后面的三維以培養學生的創新設計能力為目的,將所學知識外化,使學生學會應用所學知識解決實際問題。各章節相關內容如表1所示。
(2)加強學科之間橫向聯系。第五章以數字化加工為主題,向學生介紹CAD與數字化生產加工之間的關系。條件允許的話,教學環境可不限于教室、機房,教師應帶領學生親身接觸生產實踐第一線,如參觀實習工廠數控生產車間或到企業學習、了解數字化加工流程,使學生理論聯系實際,獲得感性認識。
(3)教學內容展示形式。根據奧蘇貝爾理論,當學生把教學內容與自己的認知結構聯系起來時,便產生了有意義的學習。思維導圖作為一種教學策略在新課程中加以運用,能開發學生思維、提高學生認知水平,促進學生有意義的學習。新課程以思維導圖的方式直觀地呈現各知識點之間的聯系,將主要概念關鍵詞通過圖形、顏色、連線與次級概念詞組構建一個可視化的思維網絡,充分刺激學生的視覺感官,調動他們左、右腦共同參與,激發想象力和創造力,使學習過程變得更自然、更主動、更快捷,知識保持更持久。例如,新課程教材中“本書導航”“本章導讀”采用思維導圖分層級梳理概念,提示知識重點,幫助學生從整體上了解、把握本單元的重要概念或知識體系。同樣,教師備課、學生做筆記、復結、方案設計等,都可以思維導圖形式表達。
此外,教學內容的文字描述盡量輕松活潑,多用比喻、甚至夸張(只要不脫離科學)的手法,教材內容遵循從簡單向復雜變化。例如, CAD操作部分,分為“基礎應用”和“擴展提高”,并舉一反三,引導學生深入理解和掌握相關知識技能。 教材中還設有“溫馨提示”,告訴學生一些技巧和經驗。在每章末設有“疑難及常見問題”,解答學生學習過程中遇到的一些困惑。
3.學習活動設計
新課程增加了與所學知識相關的學習實踐活動,旨在調動學生的學習積極性,培養學生探究學習能力、協作學習能力以及發現問題、解決問題的能力。部分學習活動設計如表2所示。
表2 課程活動設計
章標題 課程活動及其開展形式 活動目的
緒論 CAD軟件研究報告搜集資料
(圖書、報刊雜志、網絡等),了解目前市場上主流CAD軟件種類,比較其優缺點、應用場合;分析除AutoCAD外還有哪些CAD軟件適合本課程教學要求 1.了解常見CAD軟件,認識各自優勢及應用場合
2.學會探究學習方法
組合體及三維實體造型 組合體創意設計
建立協作小組,以小組為單位,設計組合體(生活用品、工業產品、建筑物或其他),要求完成后提交作品(3D模型及平面圖)。各小組選派一名代表匯報演示(PPT),其他小組評價 1.學會應用所學知識解決問題
2.培養創新設計能力和協作學習能力
曲面造型及工業產品設計 產品創新設計
以工業產品創新設計為目的,各協作學習小組提出設計任務,確定設計方案,并將任務劃分成若干子任務分配給小組成員;小組成員在計算機網絡環境下協同完成任務 1.學會復雜形體的創建方法
2.學會協同工作,進一步提高創造性思維能力
4.創建教學資源
(1)虛擬模型庫。傳統制圖教學模型主要為木質、塑膠等材料,數量有限,不易攜帶,反復使用易損壞。新課程倡導學生自主探究學習,這就意味著需要大量可重復使用、方便易行的模型,顯然傳統實物模型遠遠不能滿足這一要求。為解決這個難題,新課程利用計算機虛擬現實技術創建了虛擬模型庫,不僅提供了大量栩栩如生的虛擬模型,而且還提供了模型的三視圖形成交互式動畫,為學生自主探究學習提供了良好的學習環境,學生可以通過校園網隨心所欲地在“庫”中暢游,獲取所需知識。
(2)專題學習網站。配合新課程創建的專題學習網站是學生自主探究學習、協作學習以及展示作品的平臺。數字化生產不僅需要學生掌握先進的操作技術,同時也要求學生具有在先進技術下協同工作的能力。在課程實踐活動中,學生以小組合作形式共同完成設計任務,小組成員通過專題網站溝通、協商,聽取他人意見,同時也提出自己的觀點,并將小組成果上傳至專題網站。
化工工程制圖教學是針對機械制圖、化工行業制圖相關要求的基礎上,對學生進行制圖技術的教學,使學生能夠通過繪圖軟件的利用,掌握化工工程制圖的技巧。將化工工程制圖運用于課程設計,主要是以下幾點原因導致:一方面,以往教師在進行化工工程制圖教學時,主要是以理論教學為主,實踐操作為輔的形式開展教學,這樣的教學模式不僅不利于學生自主探究能力的培養,同時也對課程設計效率造成了一定的影響。另一方面,化工工程制圖的課程多設置在大一階段,但是課程設計卻與其相差很長一段時間,這也導致課程之間的脫節,使得學生無法將化工工程制圖的基礎知識運用于實踐。基于此,為了改善現教學現狀,學校必須要對教學進行改革,意識到化工工程制圖教學中存在的不足,將其與課程設計全面結合,讓學生將所學到的理論知識很好地運用于實踐,以此不斷提升學生的專業水平。
二、化工工程制圖教學在課程設計中的運用
(一)在教學內容方面
為了培養社會所需要的高素質人才,在開展化工工程制圖教學時,也要將其作為主要目標,基于實踐型人才的培養,研究化工工程制圖教學機制,同時與化工工程制圖教材、課件等內容進行結合,制定與實踐型人才培養相適應的教學機制[1]。在教學的過程中要對生產實踐加以重視,選擇教學內容時,應選擇最能體現生產實際的題目,帶領學生進行實踐研究,將化工工程制圖的基礎理論與實踐緊密結合,以此調動學生學習的積極性,并培養空間想象能力與工程制圖觀念。此外,在教學內容的設置上,要重視實踐教學,著重培養學生的空間想象能力和創新思維,掌握化工工程制圖中AutoCAD的運用,通過數字化的學習方式提升化工工程制圖水平。
教師在實際教學過程中,要與市場對于人才的需求相結合,對傳統的課程設計進行創新,提升化工工程制圖教學效率。一方面,要對教學內容進行合理的設計,在教學中體現化工工程制圖優勢,例如教師可以在教學的過程中重點講解化工機械中的零部件、裝配圖、連接件和化工設備圖的特點,并在行業標準的基礎上實現化工工程制圖教學[2]。另一方面,要在理論教學的基礎上,提升實踐教學比重,重視理論與實踐的結合,例如教師在開展手工繪圖相關內容教學時,如果只是單一的講解原理,那么學生學到的只是“紙上談兵”而已,相反,教師只有將理論付諸于實踐,才能使學生真正對知識加以理解,并真正掌握手工繪圖的技巧,為之后化工繪圖技術的提升奠定扎實的基礎。
(二)在教學模式方面
1.實現化工工程制圖與計算機的結合。在對教學模式進行創新的過程中,可以結合化工工程制圖教學內容的不同,確定與之相適應的教學模式[3]。例如,教師先在實際的工程中選擇具有代表性的內容,作為學生本節課的學習目標,以此調動學生學習的積極性。隨后教師為學生布置相應的學習任務,讓學生結合自己所學習的知識對問題進行解答,再對知識進行解釋,通過實際的練習培養對問題舉一反三的能力。通過這樣的方式鍛煉學生的創新性思維,在動腦思考問題解決方案的同時,也能夠輔以動手操作,將理論落于實處,同時提升了理論與實踐的能力。最后,教師再帶領學生進行總結,對本節課中所學習的知識進行整理,了解問題解決所需要的方法、需要注意的事項,并全面加深對知識的理解。
再如,教師也可以利用電子白板的方式,對畫圖的步驟進行示范,讓學生了解手工繪圖中所需要掌握的知識與技巧,比如在畫五棱柱時,要先確定定位軸線,之后再畫上下兩底面的三視圖,隨后將棱線補全。這樣一來,師生之間既可以實現良好的互動,同時也加強了學生的實踐操作能力,進一步提升了空間想象的能力,通過AutoCAD的運用,也可以加強學生對計算機的熟練程度,進而提升學生動手操作的水平。
2.加強教學實踐。化工工程制圖教學體現了極強的理論與實踐性,若教師只是重視理論教學,那么便會出現理論與實踐脫節的現象,影響化工工程制圖教學質量。為此,教師可以通過加強教學實踐的方式,實現化工工程制圖教學在課程設計中的運用。例如,教師在開展教學時,帶領學生到工廠參觀,通過不同的實物模型實現教學實踐。在課程教學時逐漸將一些繪圖規范與要求向學生進行滲透,掌握流程圖、裝配圖以及零件圖的繪制方法。針對一些較為繁瑣的塔器以及熱交換器等設施,運用語言表達的方式表述模型的演示效果具有一定的困難性,可以借助一些計算機軟件,例如AutoCAD等進行演示,CAD可以快速繪制作圖者所需要的化工工程制圖樣式,且可以進行編輯,在教學中加以運用可以提升學生的化工工程制圖繪圖水平。將課程設計與化工工程制圖進行結合,全面提升學生的空間想象力與思維能力,教師通過對學生的引導,為學生提供一個多樣化的學習環境,從而真正培養自身的創新能力與繪圖水平。
[關鍵詞]食品工程;CAD;制圖;畢業設計
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)04-0061-02
工程圖樣在工業生產中起著表達和交流技術思想的作用,它被認為是工程界的技術語言。[1]傳統的工程制圖以手工畫圖為主,現在以CAD軟件畫圖為主。CAD軟件畫圖具有精確度高、速度快、整潔易讀等特點。
食品工程CAD制圖是我校食品科學與工程、食品質量與安全、食品營養與檢驗教育專業的一門專業基礎課,也是一門實踐性很強的課程。通過學習本課程,學生能熟練掌握計算機繪圖技術,掌握糧油食品工業工程圖的內容、畫法及一般性的規定,了解建筑制圖的基本知識,并能夠利用計算機繪制各類工藝圖,能適應糧油食品工程的設計、施工等方面的技術要求,為今后進入實際工作打下良好的基礎。由于本課程的選課對象為大三學生,他們接下來要面臨大四的畢業設計問題,所以食品工程CAD制圖學習對于他們的畢業設計來說具有重要的意義。
一、學生在畢業設計中存在的問題
(一)計算機繪圖能力不強
從學生畢業設計圖紙情況看,大部分學生采用的是AutoCAD繪圖軟件,但大部分學生對軟件基本功能的使用不熟練,對一些新功能不夠了解,這致使學生的繪圖效率低下,圖紙中的錯誤多。從學生圖紙中反映出來的問題主要有以下幾個方面。
1.圖層設置不合理,表現在圖層設置混亂、隨意,這導致后期圖紙修改不方便;2.樣式設置不規范,表現在樣式設置方法不合理,設置類型隨意;3.繪圖方法不合理,不會利用高效的繪圖指令,導致繪圖效率較低。
以上問題導致圖紙出現后期修改不方便,無法批量修改等問題,修改效率比畫圖更低。
(二)圖紙中尺寸標注不規范
尺寸標注是工程制圖中的重點,也是難點。從畢業設計圖紙看,標注方面學生反映出來的問題主要有以下幾方面。
1.標注不完全,表現在該標注的尺寸沒有標注;2.標注不規范,表現在標注樣式不規范,標注字體、大小、線型、顏色等隨意、混亂,視覺效果差;3.標注方法不合理,表現在不會建立和利用合理的標注樣式,導致標注效率低下,修改不方便。
(三)形體投影分析不認真
在畢業設計中,部分學生存在一種錯誤的思想,即認為設計計算做好了,畫圖是很簡單的事情。具體表現在:一是對形體分析不認真,繪制不正確;二是直接借鑒專業書籍或他人圖紙中的圖形,導致相同設備和建筑的表達形式不同,繪制錯誤或不合適。
(四)繪圖國家標準不熟悉
圖紙的規范與否決定了設計者是否能把自己的設計思想和設計理念向他人有效傳達。而制圖標準對設計思想和設計理念的有效傳達起著重要的作用。由于制圖課程是在大二上學期開設的,到大四畢業時,有關制圖的知識學生已經不清了。加之中間課程設計中教師沒有對國家標準要求做過多要求,這導致學生最后很難畫出一套完全合乎國家標準的圖紙。畢業設計中學生反映出來的問題不是大問題,但綜合起來會影響到圖樣的質量和信息的傳達。工程圖樣是工程界的技術語言,不遵守國家標準的工程圖樣會影響工程技術人員的溝通和交流。
二、針對上述問題的教學改革方法
(一)增強學生的計算機繪圖能力
食品工程CAD制圖是一門實踐性很強的課程。計算機繪圖具有高效性、簡潔性、一致性等特點,現在計算機繪圖基本取代了傳統的手工繪圖。因此,只有經過扎實的繪圖練習,才能有效地提高學生自身的繪圖能力。可以通過以下措施來提高學生的計算機繪圖能力。
1.增加上機實踐的學時安排。通過增加上機實踐學時,多給學生實踐的機會,讓學生在實踐中提高自己。上機實踐,能使學生將在課堂上學到的知識及時消化。同時,可以布置能力提高練習題,供學有余力和興趣更大的學生課下進一步進行練習。
2.加強上機過程中的指導。在上機實踐過程中,應多鼓勵學生通過自己的實踐來掌握所學內容,而不是機械地按照教師的方法來進行繪制。在基本圖形繪制練習中,對同一圖形,在學生完成畫圖后,教師可以提供參考畫法,同時讓不同畫法的學生進行演示直播,最后學生討論各種畫法的優劣,并從中選擇更高效或更適合自己的畫法。
3.靈活安排上課方式。對于上機指導性比較強的理論課程,除了采用動畫、視頻、實例操作等靈活多變的授課方式,要求學生認真聽講,做好筆記外,還應實行以“學生為主,教師為輔”的理念。理論課允許有條件的學生上課帶筆記本電腦,教師講到相關操作或實例時,可以當堂進行實踐。
(二)強調國家標準的作用
國家標準在圖幅、文字、標注、符號、圖線等方面都做了詳盡的描述。教師在軟件講解過程中,比如繪圖環境的設置、尺寸標注、圖線設置等方面應結合國家標準進行講解,讓學生掌握國家標準,然后再通過上機實踐、課下練習等環節加深其對國家標準的理解和掌握。
良好的繪圖習慣對學生將來的繪圖具有重要的作用。教師在平時的講課過程中,應該重視國家標準的地位,讓學生認識到國家標準的重要性,不斷加深和強化國家標準的應用,讓學生養成良好的繪圖習慣。
(三)注意形體投影分析的正確性
基本形體投影知識學生在工程制圖相關課程中已經學習過,但是學生在設計過程中沒有認識到其重要性,或者是為了趕進度而忽略了對其進行認真的分析。[2]針對這種情況,教師首先要在平時的教學中,讓學生認識到形體投影的重要性。其次,在平時的作圖訓練中,教師不但要要求學生進行原圖的抄繪,也要要求學生根據食品工程CAD制圖的特點,以建筑或設備作為訓練目標,增加練習的目標性和專業性。在教學過程中,教師要引導學生進行邏輯思維和形象思維的有機結合,提高學生的主觀能動性,注重其創新能力的培養。在教學過程中,教師應利用3D工具進行演示,使學生對圖形有更直觀的認識,這有助于學生對投影圖形的正確繪制。利用三維CAD輔助教學[3],可以使學生對圖形的了解更加清晰透徹,這是傳統板書替代不了的。
(四)通過多種措施提高學生對課程的興趣
興趣是最好的老師。如果學生對課程有興趣,自然就會花更多的時間和精力去學習。因此,通過多種途徑提高學生的學習興趣,讓學生發揮自己的主觀能動性是關鍵。學生興趣的提高和主觀能動性的調動,需要從課內和課外兩個方面下功夫。
1.通過多種教學手段來提高學生的興趣和積極性。目前,課堂教學已經由傳統的板書教學發展到目前的多媒體教學,但單純的多媒體教學已經滿足不了當前的課堂教學的需求。除了邊講邊操作的實踐教學法外,還可以采用動畫教學法。動畫教學是當前發展起來的一種動態教學方法,已經在課堂教學中實施多年,且得到了良好的教學效果。[4]另外,可以利用CAD軟件的三維功能,利用三維動態建模進行輔助教學。[5]通過動畫和三維教學不但可以直觀、動態地演示操作過程,而且能激發學生的學習熱情,緩解學生的疲勞情緒,提高教學質量和教學效果。
2.采用分段檢驗的方法,加強和鞏固學生的知識。CAD食品工程制圖是一門實踐性很強的課程,學生只有通過扎實的繪圖練習,才能真正掌握知識。因此,在平時授課過程中,教師應注意繪圖技巧的講解,并輔以課堂和課下作業的不間斷練習對學生進行分段式的檢驗。不間斷的練習一方面可以鞏固學生學習的知識,不至于將來到應用時出現眼高手低的情況;另一方面,教師也可以通過這及時發現學生繪圖中的問題,并進行糾正和總結,不至于讓學生養成錯誤的或不恰的繪圖習慣。
三、結語
隨著我國加入《華盛頓協議》,我國工程教育成果將得到其他成員國的認可。通過認證專業的畢業生在相關國家申請工程師認證時,將享有與本國畢業生同等的待遇。我院的食品科學與工程專業已經通過工程教育認證,食品工程CAD制圖作為該專業的主要課程之一,對于學生而言具有重要的作用。學生只有具有良好的繪圖基礎,才能做好畢業設計,才能為將來的進一步發展打下堅實的基礎。
[ 參 考 文 獻 ]
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關鍵詞:工程制圖;畢業設計;教學
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2012)17-0111-02
畢業設計是本科教學工作非常重要的一個環節,是學生在校期間將四年所學理論知識與生產實際相結合的一次大型綜合性的實訓。畢業設計質量的好壞,不僅直接反映出學生綜合專業素養的高低,還可反饋出整個教學過程中,各先行課程的教學質量及存在的問題。筆者根據這幾年指導土木工程專業及工程管理專業學生畢業設計的情況,發現在畢業設計過程中存在幾個問題,尚需在今后的工程制圖教學工作中加以重視并解決。
一、畢業設計過程中反映出的問題
1.制圖國家標準掌握不扎實
對于土木工程專業學生來說,工程圖的繪制貫穿畢業設計的整個過程,是學生把自己的設計思想和設計理念向他人表達和交流的重要工具。圖紙質量的高低,直接反映著設計水平的優劣及繪圖質量的好壞。通過學生遞交上來的圖紙,發現部分學生對制圖國家標準掌握不扎實。例如指北針、定位軸線、詳圖及索引符號直徑大小繪制不規范;剖切符號繪制位置及投影方向表達錯誤;標高符號繪制隨意;圖名和比例的書寫字號不當,等等。雖然這些問題在圖紙上都是小瑕疵,但圖紙是“工程技術界的共同語言”,工程技術人員繪制圖紙都必須遵守制圖國家標準。
2.形體投影繪制正確率較低
由于土木工程專業畢業設計圖紙繪制量大,一些學生為了追趕設計進度,就不再認真分析形體投影關系,推敲形體投影細節,而是找來專業課繪制過的圖紙或他人的圖紙進行仿繪。由于各建筑的使用功能和形式不同,這就導致學生生搬硬套繪制出的圖紙漏洞百出;或是一些學生本身就對圖紙的繪制不夠重視,認為建筑的設計計算做好了,設計就做好了,而圖紙的繪制只是無足輕重的一步,也不會對工程建設產生大的問題。這種麻痹思想導致設計計算和圖紙繪制質量不對稱,從而降低了畢業設計的整體質量。
3.計算機繪圖操作能力有限
在唐山學院(以下簡稱“我院”)學生畢業設計提交上的圖紙中,有一半甚至超過一半是用AutoCAD軟件或建筑設計專業軟件PKPM、天正建筑進行繪制的。從圖紙繪制過程中直接反映出的問題是:對軟件的使用不夠熟練,對軟件的一些功能不甚了解,致使繪圖效率低、圖紙錯誤多。如有的學生在圖紙需要修改時,才發現沒有設置圖層,這樣,圖紙的修改大大延誤了設計時間。有的學生在尺寸標注時,對標準樣式設置不夠理解,致使樣式設置和制圖標準不統一,甚至反復修改圖紙標注樣式,卻不得要領、收效甚微。
4.施工圖識讀能力薄弱
在對我院工程管理專業學生畢業設計的調查中發現,有些學生的工程圖識讀能力薄弱。工程管理專業學生的畢業設計任務,主要是建筑施工圖預算和工程量清單及招標控制價,其對學生圖紙識讀能力提出很高要求。但是在設計過程中,有些學生在此環節常遇阻力,尤其是對復雜基礎圖的識讀,更是力不從心。
二、問題產生的原因及解決辦法
針對上述存在的問題,筆者對任課教師和學生做了大量的調研工作。除學生在最后一學期面臨找工作的壓力,不免在設計上分心,造成設計質量降低的原因外,教師在課堂教學中的疏漏引起的問題,也是需要重視的。
1.強調制圖國家標準的作用
由于大一學生剛剛開始接觸繪圖,對制圖國家標準在設計中的作用尚不明確,所以對其不夠重視。這就需要教師在教學過程中不斷強調其地位、深化其影響,讓學生通過繪制一定量的圖紙,在記憶和實踐中逐漸熟悉制圖標準,養成良好的繪圖習慣。工程制圖這門課實踐性很強,一般院校將其其考核方式都設置為考查。即使這樣,教師也可以對制圖國家標準這部分內容,采用平時測驗的形式進行考查,來強化學生對這部分知識的掌握。制圖教師具有豐富的專業知識面是十分重要的。及時實用的專業知識穿課堂,能使工程制圖課程講授得更生動,提升學生對專業的興趣,更能使學生從專業的角度感受到繪圖的重要性。
2.強化形體投影分析訓練
圖紙的特點就是圖形信息量大而少文字。因此建筑形體投影圖繪制的正確與否,決定了設計圖紙質量的高低。而學生往往在這方面存在較多問題。如何才能提高建筑投影圖繪制的正確率,筆者認為首先要學生改變舊有的、博聞強記的認知方式,倡導探索式學習方式,將形象思維與邏輯思維有機結合,提高學生自身的分析和解決問題的能力。其次,教師在平時習題訓練時,就應根據工程制圖的特點,選擇建筑形體及構件作為練習的目標,加強專項訓練的針對性和專業性。在繪圖的選擇上,不但有圖紙的原圖抄繪,更應加強圖形的補繪、改繪訓練并作為強化訓練的重點。這樣,可以通過提高繪圖訓練的難度,使學生對圖形信息進行提煉并進行更深層次的思考,讓其通過在提出問題并解決問題的過程中開拓創新的靈感,以增強形象思維,鍛煉其空間分析問題和解決問題的能力,使其在學習的過程中不僅增長知識,更促使其綜合能力得到提高。探究式的學習方式,不僅利于學生對知識的牢固掌握,更利于學生創新能力的培養。
3.著力培養計算機繪圖能力
由于工程制圖教學改革,大量刪減了課程的學時數,教學內容變化卻不大,這使得教師不得不刪減實踐環節,減少上機操作的實訓。實踐性環節的減少,直接導致了學生計算機操作能力的下降。鑒于此,教師應該始終把培養學生的工程素質問題放在首位,重視學生計算機繪圖能力的培養,使其得到大的提升,激發學生主動獲取知識的意愿。
由于建筑制圖國家標準對圖紙的圖幅、圖框、圖線、尺寸標注、各種符號等都做了詳細的規范,教師在計算機繪圖講解中應相應地對AutoCAD軟件的初始環境的設置做針對性的說明。在教學中,對制圖國家標準和相應的繪圖命令、圖形界限及圖框、圖層、尺寸標注等的設置穿插講述,會使學生便于理解和掌握,其教學效果也較為顯著。而計算機繪圖剩余內容的講解,則可以通過教師示范或重點提示和引導的方式來完成。為使學生能更有效地利用上機時間盡快地掌握計算機繪圖基本操作,教師應該要求學生課前準備好徒手繪上機作業,使他們對計算機作圖思路有所了解。這樣,既能讓學生掌握工程制圖的知識點,又能使他們的上機效率得到提高。
4.重視圖紙識讀能力的培養
目前有相當一部分學生認為,“只要學好計算機繪圖就行了,手繪、識圖在工程制圖中并不是重要的”。其實,通過往屆畢業生和用人單位的反饋,識圖能力是學生最應具備的基本素質。但是,由于工程施工圖的繪圖規則多、圖紙多、尺寸標注多、構造要求多,使得不少學生對閱讀施工圖感到困難重重而無所適從。雖然工程的各施工圖設計時,涉及較多專業規范,但即使對這些規范知之甚少,也不會對讀懂施工圖產生影響,識圖者因此不必對設計依據的應用追根溯源。教師在教學過程中,為了能夠提高學生識圖能力,不但可以加大此方面的訓練,還可以采取質疑的方式,督促學生為此多投入精力,為日后的實踐工作積累知識。
圖紙設計質量的高低,并不是哪一門課程學好就能完全解決的,后續各專業課的學習和專業知識的積累十分重要。只有以豐富的知識儲備做后盾,整合好各專業方面的知識和能力,厚積薄發,才能大幅度地提高畢業設計的水平。
參考文獻:
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