案例教學(xué)法在新型測繪模式教學(xué)中的應(yīng)用探索

摘要：測繪是繼機械制圖課程后重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是架起理論聯(lián)系實際的橋梁。傳統(tǒng)的測繪模式和教學(xué)方法已不適應(yīng)社會對人才的需求。本文探索一種新的測繪模式并將案例教學(xué)法引入該教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過案例實施過程的安排和實現(xiàn)，論述將案例教學(xué)法引入這種新型模式中是提高學(xué)生應(yīng)用能力的有效方法，也是提高實踐教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、工程意識、創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作精神的有效手段。

關(guān)鍵詞：測繪；新型測繪模式；案例教學(xué)

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）01-0070-02

測繪是大多數(shù)工科專業(yè)學(xué)生在完成機械制圖課程后進行的一次較全面的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它是學(xué)生對機械制圖課程學(xué)習的綜合運用和全面訓(xùn)練，是學(xué)生在實踐中培養(yǎng)動手能力和理論聯(lián)系實際的有效方法。傳統(tǒng)的測繪模式和教學(xué)方法已不適合對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。本文探索一種新的模式應(yīng)用于測繪教學(xué)中，并結(jié)合實際教學(xué)，探索案例教學(xué)法在制圖測繪實踐教學(xué)中的實施應(yīng)用。案例教學(xué)法以案例為主線，學(xué)生為主體，“教”、“學(xué)”、“做”相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生獨立思考，培養(yǎng)、挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性和主動性，提高學(xué)生對未來工作的適應(yīng)能力，使學(xué)生在實踐中感悟、體驗、發(fā)現(xiàn)問題、進而提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

一、傳統(tǒng)的測繪模式和新型測繪模式的對比分析

如圖1和圖2[1]所示，新舊測繪模式對比分析如下：

傳統(tǒng)的測繪過程較好地訓(xùn)練了學(xué)生從三維實體到二維圖形的表達技能和二維計算機繪圖技能，但這遠遠跟不上社會發(fā)展的需求了。隨著計算機和CAD/CAE/CAM/ CIMS技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種具有強大功能的三維CAD軟件，如I-DEAS、UG、Pro/E、SolidWorks、Autodesk Inventor等早已應(yīng)用于現(xiàn)代工程設(shè)計制造中，實現(xiàn)了設(shè)計、分析、仿真、測試、加工一體化。在學(xué)生的測繪實踐中引入三維設(shè)計理念，通過這種類似工程設(shè)計的模擬訓(xùn)練，可以大大提高學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生一定的工程意識和工程素養(yǎng)。

通常傳統(tǒng)的測繪實訓(xùn)時間為一周，較大的工作量讓學(xué)生備感壓力，出現(xiàn)抄圖現(xiàn)象嚴重、忽略草圖繪制的重要性、繪圖質(zhì)量差等問題。同時，學(xué)生一味趕測繪進程，根本沒有太多時間去思考，無法實現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生只是完成了教學(xué)任務(wù)，并沒有真正達到測繪教學(xué)目標的要求。新的測繪實訓(xùn)設(shè)置時間為兩個連續(xù)周，每個階段留以足夠的時間讓學(xué)生去完成，同時大部分時間是計算機操作，這大大提高了繪圖效率，更能充分開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

應(yīng)用三維軟件進行的建模、裝配，生成的裝配圖和零件圖有較強的關(guān)聯(lián)性，檢查和修改都很方便。

學(xué)生通過三維建模得到一個個直觀的實體模型，會讓他們有種新奇感和成就感，從而大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習激情。

二、案例教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法的不同

案例教學(xué)法是通過對案例獨立研究和相互討論的方式，讓學(xué)生在具體的問題情境中積極思考、主動探索，以提高其分析問題和解決問題的能力的一種教學(xué)方法。作為一種新型的教學(xué)方法，它已被教育界廣泛采用，并通過實踐證明是一種卓有成效的方法。與傳統(tǒng)的教學(xué)法有根本的不同：

1.案例教學(xué)法體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。在案例教學(xué)中，學(xué)生是課堂的主體，老師起到組織課堂、引導(dǎo)討論的作用，通過學(xué)生主動參與，不斷發(fā)現(xiàn)問題、討論問題、解決問題，大大提高了學(xué)生的應(yīng)用能力，同時對質(zhì)疑問題的辯論可以提高學(xué)生思維表達能力和溝通能力。傳統(tǒng)教學(xué)是“填鴨式”滿堂灌，課堂上教師唱獨角戲，學(xué)生被動接受知識。

2.案例教學(xué)不是單純地進行理論講授，而是要求學(xué)生參與到課堂學(xué)習中，并把學(xué)生發(fā)言作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，這能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習積極性，培養(yǎng)學(xué)生的表達能力。傳統(tǒng)教學(xué)中的課堂形式顯得沉悶死板，無法調(diào)動起學(xué)生的激情，學(xué)習效率低。

3.案例教學(xué)中更能實現(xiàn)因材施教的教學(xué)理念，根據(jù)學(xué)生層次的高低和不同的特點，運用不同的方法來發(fā)揮各種類型學(xué)生的優(yōu)勢，挖掘他們的潛能。而這些在傳統(tǒng)的課堂上是較難實現(xiàn)的。

4.案例教學(xué)中選擇的案例實用可操作性強，能夠密切聯(lián)系社會實踐，有利于學(xué)以致用，理論聯(lián)系實際。

可見，案例教學(xué)法是以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心的新型教學(xué)法，與傳統(tǒng)教學(xué)中以教師為主體的單向交流有很大不同。在教學(xué)過程中，案例教學(xué)不僅是學(xué)習知識的過程，更是學(xué)生學(xué)會學(xué)習、獲得經(jīng)驗的過程，從而有效培養(yǎng)了學(xué)生運用知識分析問題、解決問題的能力。[2]

三、測繪案例的選擇

案例教學(xué)的內(nèi)容要體現(xiàn)應(yīng)用性關(guān)鍵在于案例的選擇，案例既要體現(xiàn)理論教學(xué)的內(nèi)容，又要理論聯(lián)系實際，同時教師要根據(jù)不同的專業(yè)教學(xué)目標要求把握好案例的難易程度，這樣有助于掌握教學(xué)進程，讓學(xué)生在單位時間里能完成一定的教學(xué)量，提高學(xué)習效率。

測繪是對現(xiàn)有的產(chǎn)品、部件或零件進行繪制、測量，并整理畫出裝配圖和零件工作圖的過程。其中部件正是案例的實體，目前比較典型的測繪部件有齒輪油泵、銑刀頭、減速器、安全閥等，根據(jù)學(xué)生掌握理論知識的程度不同，選擇也不同。機類和近機類專業(yè)可以選擇涵蓋零件類型比較廣的部件，如齒輪油泵；非機類專業(yè)選擇零件數(shù)量不多、結(jié)構(gòu)比較簡單的部件，如安全閥。

四、案例教學(xué)法在新的測繪模式中的實施應(yīng)用

在新模式測繪過程中以學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)，采用討論式、啟發(fā)式和“教”、“學(xué)”、“做”相結(jié)合的方式，調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習積極性，主動去探索問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，從而提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力，具備一定的工程意識，為今后走入工作崗位打下基礎(chǔ)，也為后續(xù)的教學(xué)環(huán)節(jié)如課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計做良好的鋪墊。下面以齒輪泵為例介紹其測繪安排和實施過程。

（一）手工測繪徒手草圖（3天）

徒手繪制所有非標準件的零件草圖，測量尺寸加以標注，并標注粗糙度、公差等技術(shù)要求。教師要特別強調(diào)這個環(huán)節(jié)的重要性，這步完成的質(zhì)量好壞直接影響著下一步的操作。通過討論式、啟發(fā)式教學(xué)，重在培養(yǎng)學(xué)生動手能力、團隊協(xié)作能力、溝通和表達能力。

測繪前一周，教師做好分組安排、學(xué)生動員工作。按學(xué)生成績高、中、低搭檔的原則分組（每組4～6人），每組選一個成績較好、溝通協(xié)調(diào)能力比較強、樂于為同學(xué)付出的學(xué)生組長。教師安排任務(wù)，做齒輪泵的拆裝示范，并提出若干問題，比如零件之間的相對位置關(guān)系、連接方式、哪些表面有配合要求等，供學(xué)生在拆裝部件時思考，討論。選擇幾個典型零件供小組討論表達方案，比如以結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的泵體為例，分析其結(jié)構(gòu)特點，應(yīng)該選擇幾個視圖來表達，選擇什么樣的剖法，表達意圖是什么等。

小組討論零件的表達方案。小組長安排小組同學(xué)輪流拆裝部件，討論老師提出的問題，并完成典型零件表達方案討論。各組的成員每人負責匯集一個零件的討論方案，以便上講臺陳述。教師要掌控全局，參與到各小組討論中，對表現(xiàn)不積極或者偷懶的學(xué)生要單獨引導(dǎo)幫助。

小組成員分別上講臺陳述零件的表達方案，師生共同評價、探討選出每個零件的最佳表達方案。同時，老師還可以設(shè)置一些問題進行提問，比如對某個零件畫圖的思路，先畫哪部分，后畫哪部分，怎樣的作圖順序效率最高，同學(xué)們可以踴躍回答，也可以進行探討，這樣既強化了所學(xué)過的理論知識內(nèi)容，又把課堂氣氛充分調(diào)動起來了。

測量尺寸完成標注，并注寫技術(shù)要求，尺寸公差等。這個環(huán)節(jié)很重要，尺寸的完整性直接影響后面的實體造型，相關(guān)零件之間尺寸的統(tǒng)一性會影響部件的裝配。尺寸標注是學(xué)生所掌握理論知識中比較薄弱的部分，由于缺乏實際經(jīng)驗，學(xué)生對設(shè)計基準和工藝基準理解不透，教師可以提供一套類似零件的生產(chǎn)用圖紙供學(xué)生參考，再結(jié)合實體模型，讓他們真正明白基準的含義，同時進一步加強尺寸的注法，用對比法選擇恰當?shù)拇植诙戎怠Ｔ诮處煹囊龑?dǎo)下學(xué)生正確使用測繪工具，由小組的每個人輪流操作，最后小組協(xié)作完成。

（二）應(yīng)用三維軟件進行實體造型，完成裝配圖和零件工作圖

教師選擇一種適合自己教學(xué)的三維CAD軟件，本文中應(yīng)用的是Autodesk Inventor軟件。這個環(huán)節(jié)主要以“教”、“學(xué)”、“做”相結(jié)合、小組探討、成果展示的方式來完成。學(xué)生通過這樣的訓(xùn)練相當于模擬了一次現(xiàn)代設(shè)計過程，也讓測繪實訓(xùn)從一門綜合實踐課程上升為一門綜合性更強的設(shè)計類課程。[3]學(xué)生第一次接觸三維軟件，所以在實訓(xùn)中每完成一任務(wù)前，教師都要演示、講解。其實施過程如下。

1.完成零件的建模（3天），學(xué)生由已完成的零件草圖對所有零件實體建模。同一零件有不同的建模方式，方法得當效率就高，比如，泵體和泵蓋的連接表面有相同的表面特征，在建模時可以通過特征關(guān)聯(lián)，也可以在草圖環(huán)節(jié)中復(fù)制特征的方式將已完成的泵體的連接面特征應(yīng)用到準備建模的泵蓋上，而特征關(guān)聯(lián)方式得當會減少更多的修改工作量。對于較復(fù)雜零件采取小組探討研究后再進行建模，學(xué)生在操作中不斷摸索，會提高他們的繪圖技巧。

2.完成零件的裝配并生成爆炸圖（1天），小組協(xié)作完成。在裝配過程中選擇插入方式還是配合方式得根據(jù)零件之間的連接方式?jīng)Q定，通常會出現(xiàn)過約束現(xiàn)象，讓裝配無法順利進行，小組同學(xué)集思廣益，充分發(fā)揮學(xué)生的能動性，養(yǎng)成主動思考問題的習慣，同時提高了學(xué)習效率。

3.完成裝配圖和零件圖（2天）。裝配圖的表達方案必須由小組討論確定后，再各自完成自己的裝配圖和零件圖。

4.各小組展示自己的成果，答辯和集體評價（1天）。建模部分，比如以泵體模型為例，每小組派一代表陳述其建模的方法過程，集體評選出最好的方案；通過展示裝配圖和零件圖，集體評選出最好的一組圖形。同時，教師對各小組提出幾個相關(guān)問題進行答辯，這對學(xué)生成績評價會更客觀、公正。

六、結(jié)束語

在傳統(tǒng)的測繪實訓(xùn)中引入三維建模形成新的教學(xué)模式是社會對人才培養(yǎng)的需求，是學(xué)生適應(yīng)社會必需的改革舉措，而課堂教學(xué)方法又是各種教學(xué)模式的重要載體，將案例教學(xué)法引入到測繪實踐中能有效地提高學(xué)生的學(xué)習興趣，學(xué)生從被動接受知識到主動探索、分析和解決問題，有助于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，同時也培養(yǎng)了學(xué)生團隊協(xié)作精神，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻：

[1]許良元，劉微，等.三維建模與機械制圖課程測繪改革探索[J].機械管理開發(fā)，2011，121（3）：188-189.

[2]陳潔.案例教學(xué)法在工程制圖課程教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].現(xiàn)代教育，2011，（5）：152-153.

[3]崔寧，蘇江.裝配圖測繪新型教學(xué)模式探索與實踐[J].裝備制造技術(shù)，2012，（1）：196-198.