基于工作過程的高職《機械制圖》課程教學方案探索

摘要:重點探索新時期高等職業教育中《機械制圖》課程“基于工作過程”的教學方案。首先,提出明確課程內容與工作過程關系,激發學生學習興趣;其次,課堂教學模擬機械加工場景,使理論教學融入工作過程之中;再次,充分利用工作過程資源,使教學內容和工作過程工作直接掛鉤。

關鍵詞:工作過程;機械制圖;高職

《機械制圖》是機械類高等職業教育的一門非常重要的專業基礎課,這門課程所學知識對機械類學生后續專業課學習和畢業后工作技能有著非常重要的作用。當前,《機械制圖》課的“工作過程性”教學是一個非常值得探索的課題。

明確課程內容與實際技能應用關系,激發學生學習熱情《機械制圖》是對空間思維能力要求較高的一門課程,學生普遍感覺這課程門比較抽象難學。這個容易使學生產生畏懼的情結,導致對這門課程學習興趣不高。“興趣是學習最好的動力”,因此,想讓學生學好這門課程,首先必須激發他們對這門課程的學習興趣,克服學生對這門課程的心理障礙。《機械制圖》課程傳統的教學方法是以點、線、面及立體貫穿整個課程體系,教學過程各個環節都以理論教學為主,很少與機械專業的實際工作內容結合起來。本門課程體系設置中,從、點、線面到基本體,再到截交線和相貫線,再到組合體和剖視剖面,這個過程中教學內容都是在各種抽象的立體上實現的,學生很少知道學習這些知識和他們的專業應用有什么直接聯系,因此,學習起來感覺抽象并且興趣不高。為了改變這一現狀,《機械制圖》課程教學必須結合高職教育特點,進行基于工作過程的教學改革。只有讓學生真正明白課程內容與實際工作之間的直接關系,才能真正激發學生對本門課程的學習積極性和主動性。《機械制圖》課程的第一次教學內容,教師就應當明確告訴學生本門課程中每章知識與機械加工的直接關系(如圖1所示)。《機械制圖》中的基本體就是機械加工過程中零件初始狀態——毛坯,它也是零件最為簡單的狀態。要想加工一個零件,首先必須擁有毛坯,毛坯的制造主要包括鑄造和鍛造兩種方法,因此,鑄造和鍛造毛坯形狀的加工思想,就是《機械制圖》課程中“基本體”一章學習的內容。要想把簡單的毛坯制造成實用的零件,就必須對毛坯進行加工,其中截切是零件加工的最為常見的一種思路。截切就是把單一毛坯上多余的材料通過截切面去掉,把有用的材料留下來,這樣就把簡單的毛坯變成形狀較為復雜的零件。截切在技術上主要包括車、銑、刨、磨、鉆、鏜等。而這種通過截切思想加工零件的方法,就是《機械制圖》課程中截交線的學習內容。零件加工的另一種思路就是把多個簡單毛坯堆積起來,形成一個形狀復雜的零件。這種加工思想在技術上主要有焊接和回轉體鉆孔兩種方法,這種毛加工零件的思想在本門課程上就是相貫線的學習內容。當然,真正的零件加工過程可能既需要截切,又需要堆積,簡單的毛坯經過既堆積、又截切,加工后形成復雜形狀的零件,這就是本門課程中“組合體”的學習內容。而當組合體既關心形狀、大小,又關心加工精度時,這時的組合體就變成真正的零件圖了。當機器上所有需要的零件都加工完成后,就必須按照零件之間的裝配關系將零件組裝起來,這就是本門課程中裝配圖的學習內容。明確了學習目的與工作過程工作的直接關系后,《機械制圖》課程內容就變得不再抽象,學生也會對本門課程產生濃厚的興趣,這也會有效地克服他們對這門課程的畏懼心理,從而收到良好的學習效果,同時也為學生在后續學習和畢業后工作中知識的應用能力打下扎實的基礎。

課堂教學模擬機械加工場景,使理論教學融入工作過程之中高職教育主要是為企業培養一線的技術人才,因此,高職《機械制圖》的課堂教學環境就應當盡可能與學生畢業后的工作場景相一致,這樣才能產生良好的學習效果。最理想的“基于工作過程”的教學環境是讓學生直接到企業車間學習,這樣可以讓學生最為直接地感受學習內容的實用性。但是,目前我國高職教育的硬件資源還不太豐富,要想讓《機械制圖》課堂教學直接進入企業一線還有很大的困難。但是高職《機械制圖》課程的課堂教學環境可以進行模擬,從而也能達到身臨企業一線的教學效果。下面以截交線內容為例說明。在基本體截交線內容講授過程中,授課思路可以沿著零件加工的順序進行。以基本體圓柱為例,要求通過截切在圓柱體頂端開出一個矩形槽。在講述這個內容之前,教師可以要求學生把自己當作銑床的技術工人,加工任務就是在圓柱毛坯上銑出一個符合要求的矩形槽。根據零件加工工序,要完成這項工作,首先要鑄造出符合要求的圓柱毛坯,首先畫出圓柱毛坯三視圖(如圖2所示)。在得到圓柱毛坯之后,就必須在圓柱毛坯上把多余的材料銑掉,銑刀銑掉的材料就是矩形槽部分。通過銑刀的走刀路線學生就能想象到,銑切完成后銑刀會在毛坯上留下三個銑平面(如圖3所示)。這時,明確告訴學生,圓柱毛坯上的銑槽其實就是《機械制圖》課程中基本體上截交線知識的實際應用,而銑平面周圍的線就是截交線。而截切完成之后的零件圖樣其實就是本門課程中截交線內容的體現(如圖4所示)。這樣,截交線內容就和機械加工場景聯系起來,變得不再獨立抽象。適合工作過程場景模擬方法的《機械制圖》課程內容非常多,例如講述“相貫線”內容時,就可以把課堂模擬成焊接加工車間,那么焊槍走過的路線就是相貫線的形狀。教師完全可以利用這種教學方法使得教學內容和工作環境直接掛鉤,從而讓抽象的教學內容變得直觀。高等職業教育的特點是學生學習中具有較多的下車間實習教學的環節,因此,他們對企業一線加工場景了解較多。因此,《機械制圖》課程教學要充分利用學生熟悉加工場景的有利資源,走出傳統單一的純粹理論教學模式。通過課堂模擬機械加工場景,這樣抽象的學習內容就立即變得直觀簡單,同時也能夠激發學生的學習興趣。更為重要的是,通過課堂模擬加工場景,能夠為學生后續學習和畢業后工作中知識技能的應用奠定堅實的基礎。

充分利用實習資源,使教學內容和工作過程工作直接掛鉤 《機械制圖》課程教材中都配有完備的圖形資料,如果課堂教學資料直接來自教材就顯得死板,學生無法直接感受學習內容的實用性,這樣就會使學習內容變得抽象。如果《機械制圖》課堂教學資料能和機械加工過程中的技術文件結合起來,那么就能收到非常好的教學效果。在學生下車間實習的過程中,《機械制圖》課程教師應當充分利用這一最為有效的資源,與學生一起下車間。在學生實習的環境中優選出部分車間里的機械加工工藝圖,然后結合實習環境對照實物和實際加工過程對圖紙進行講解,這樣能起到最為直接有效的教學效果。這個教學方法受到高職教育師資資源短缺的限制,制圖教師的數量還不能夠滿足與學生一起下車間進行現場教學的要求。但是《機械制圖》課堂教學資料完全可以結合學生實習內容,選取企業一線的機械加工圖樣。這些直接來自企業一線的機械圖樣對學生具有最為直接的吸引力,同時也可以保證教學知識與企業技術更新同步。高職《機械制圖》教學內容只有走出傳統的課本教學,直接和企業一線工作內容掛鉤,才能真正具有強大的生命力。

作為機械類高職教育的基礎課,《機械制圖》大多還是延續傳統課堂理論教學模式。在新時期的高職教育中,《機械制圖》課程教學也應當順應高職教育教學規律,探索理論結合實踐的基于工作過程的教學模式。只有《機械制圖》課程教學真正具有實踐性,培養出的畢業生才能具有把知識熟練應用于工作過程的能力,這才是高等職業教育發展的必由之路。

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作者簡介:

趙明威(1976—),男,陜西乾縣人,碩士,陜西工業職業技術學院講師,教育部公派訪問學者,澳大利亞迪肯(Deakin)大學外聘研究員,研究方向為機械制圖課程教學改革。