高職機(jī)械制圖及CAD課程改革與實(shí)踐

李強(qiáng)　薄潤芳

摘 要 根據(jù)高等職業(yè)教育教學(xué)的基本要求和機(jī)械制圖及CAD課程的特點(diǎn)，從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式上對(duì)機(jī)械制圖及CAD課程教學(xué)進(jìn)行改革研究。以就業(yè)為導(dǎo)向，全面實(shí)施課程教學(xué)模式改革，根據(jù)實(shí)用、夠用的原則進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)定，積極利用微課技術(shù)等先進(jìn)的教學(xué)手段，提高學(xué)生在識(shí)圖、繪圖方面的能力，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。

關(guān)鍵詞 機(jī)械制圖及CAD；課程改革；CAXA；微課

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）04-0107-03

Reform and Practice for Course of Mechanical Drawing and CAD to Higher Vocational Education//LI Qiang， BO Runfang

Abstract According to the basic requirements of higher vocational education teaching and the characteristics of the courses of mecha-nical drawing and CAD， from the teaching mode， teaching content， teaching means， examination mode of mechanical drawing and CAD

course teaching reform research. Employment as the guidance， the

full implementation of the teaching mode reform， based on the prin-ciple of practical， enough for setting of teaching content， actively use micro class technology and other advanced means of education， improve the ability of students in the aspect of knowledge chart， drawing， cultivate high-quality skilled personnel.

Key words mechanical drawing and CAD； the teaching reform； CAXA； micro-lecture

1 引言

在機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)課程體系中，根據(jù)以“就業(yè)為導(dǎo)向”的課程構(gòu)建原則，本專業(yè)的畢業(yè)生在從事制圖員工作時(shí)，需要機(jī)械制圖及CAD課程作為基礎(chǔ)理論和實(shí)踐能力支撐。根據(jù)職業(yè)教育的特點(diǎn)，本著“知識(shí)夠用，技能實(shí)用”的原則，突出能力本位教育背景下，機(jī)械制圖及CAD的課程改革已成為當(dāng)務(wù)之急。本文主要根據(jù)培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的高職人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)機(jī)械制圖及CAD課程進(jìn)行課程改革，并通過具體的實(shí)踐取得一定的成效，為該課程的課程改革方向提供參考[1]。

2 機(jī)械制圖及CAD課程中CAD的選擇

在該課程教學(xué)過程中，國內(nèi)比較流行的二維繪圖軟件主要是AutoCAD和CAXA電子圖板。高職教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)重在突出高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)，而高素質(zhì)在職業(yè)方面的體現(xiàn)就是具有很高的職業(yè)素養(yǎng)。作為機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)該掌握粗糙度和形位公差等最基本的知識(shí)。從這個(gè)角度考慮，AutoCAD雖然是國際知名軟件，但是在國標(biāo)方面，在粗糙度、形位公差表達(dá)方面略遜于CAXA電子圖板。其次從組織學(xué)生參加數(shù)控車、數(shù)控銑削等大賽的角度考慮，該類型大賽的軟件支持方其中就有CAXA，而AutoCAD沒有這方面的支持。如果學(xué)習(xí)了CAXA電子圖板的二維制圖，入門CAXA數(shù)控車將非常容易。

在三維方面，國內(nèi)流行的軟件種類比較多，常見的有Pro/Engineer、Unigraphics NX、Power Shape、Solid Works

等。出于學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)投影知識(shí)和二維圖形讀圖能力訓(xùn)練的考慮，不選用三維制圖軟件。三維制圖軟件會(huì)在職業(yè)技能課程內(nèi)選用。

綜合以上思考，最終確定該課程的CAD軟件選擇CAXA電子圖板。

3 機(jī)械制圖及CAD課程教學(xué)改革

機(jī)械圖樣是表達(dá)設(shè)計(jì)思想、設(shè)備制造和進(jìn)行技術(shù)產(chǎn)品交流的重要工具，是工程技術(shù)界的通用語言，也是每個(gè)從事工程技術(shù)相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員必須掌握的基本技能。課程的內(nèi)容選取符合機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)制圖員工作崗位所對(duì)應(yīng)的典型工作任務(wù)，結(jié)合互換性與測量技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)等學(xué)科知識(shí)進(jìn)行任務(wù)的設(shè)定。通過使用CAXA電子圖板，使學(xué)生在掌握機(jī)械圖樣表達(dá)的同時(shí)，能夠準(zhǔn)確利用CAXA電子圖板進(jìn)行圖樣的繪制。

課程的教學(xué)模式 眾所周知，機(jī)械制圖及CAD作為理工科學(xué)生專業(yè)入門課程，具有相當(dāng)?shù)目菰锔小８鶕?jù)高職學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)于理論學(xué)習(xí)能力的特點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生利用CAXA電子圖板進(jìn)行繪圖的能力，通過不斷使用CAXA電子圖板繪制機(jī)械圖樣，提高學(xué)生對(duì)軟件的熟悉度，同時(shí)提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解力。本著“夠用、實(shí)用”的原則，該課程采用理論課與理實(shí)一體教學(xué)并行的教學(xué)模式，既保證學(xué)生有足夠的理論，又保證學(xué)生在做中學(xué)。

課程的教學(xué)內(nèi)容改革 工欲善其事，必先利其器。要實(shí)現(xiàn)上述目的，必須先進(jìn)行CAXA電子圖板的使用講授。對(duì)于此部分，筆者設(shè)立了6個(gè)工作任務(wù)[2]，通過每一個(gè)任務(wù)，使學(xué)生對(duì)于CAXA電子圖板基本制圖工具的使用和基本理論有一個(gè)比較深入的理解。這6個(gè)任務(wù)的設(shè)置圍繞基本命令及標(biāo)題欄、編輯命令、圓弧連接、尺寸標(biāo)注、形位公差及粗糙度、其他特殊命令進(jìn)行。

然后進(jìn)入傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容。在講授投影和三視圖時(shí)，結(jié)合動(dòng)畫演示進(jìn)行理論講解，然后利用CAXA進(jìn)行點(diǎn)、線、面投影的繪制。其中要合理利用導(dǎo)航命令，使學(xué)生更加深入地體會(huì)“長對(duì)正，高平齊，寬相等”。在講授立體的投影時(shí)，在課堂理論內(nèi)容上，利用學(xué)院提供的展示模型，對(duì)平面立體、曲面立體以及典型立體的截交線、相貫線進(jìn)行展示，利用動(dòng)畫演示進(jìn)行印象的加深，再利用CAXA進(jìn)行立體投影的繪制，通過不斷練習(xí)以達(dá)到鞏固該部分知識(shí)的目的。在以上基礎(chǔ)上進(jìn)行組合體投影的繪制，合理利用疊加法、切割法等基礎(chǔ)圖形的繪制方法，通過簡單實(shí)例的引入、CAXA的導(dǎo)航，對(duì)組合體投影的三視圖進(jìn)行繪制。

通過以上內(nèi)容的設(shè)置，學(xué)生在利用CAXA繪圖的同時(shí)，可以不斷強(qiáng)化基本理論知識(shí)，在這個(gè)階段可以將一些標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)容讓學(xué)生去了解，并通過CAXA軟件中的標(biāo)準(zhǔn)件庫的使用，使其對(duì)互換性有一個(gè)比較淺顯的認(rèn)識(shí)。然后進(jìn)行零件圖的繪制。在這個(gè)階段，學(xué)生基本上能夠熟練使用CAXA進(jìn)行零件圖形的繪制，但是表面粗糙度、技術(shù)要求、合理選擇剖切平面等內(nèi)容則成為該部分的重點(diǎn)。

最后講授裝配圖，在理論內(nèi)容上只需要講授裝配圖中明細(xì)表的各部分內(nèi)容，以及明細(xì)表的編號(hào)、填寫等在CAXA中如何實(shí)現(xiàn)；然后利用CAXA軟件結(jié)合實(shí)例進(jìn)行裝配圖的訓(xùn)練，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于成套圖紙的認(rèn)識(shí)以及識(shí)圖讀圖能力的鍛煉。

課程的教學(xué)手段 該課程采用傳統(tǒng)教學(xué)手段、微課教學(xué)、微信公眾平臺(tái)推廣3種方式。

在理論內(nèi)容的講授上利用傳統(tǒng)的教學(xué)手段，提高學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解。

1）利用一些實(shí)物模型進(jìn)行展示，以加深學(xué)生對(duì)于此類圖形的直觀印象。該教學(xué)手段主要應(yīng)用在立體投影、平面立體、曲面立體、平面與立體表面的交線等內(nèi)容的講授中。

2）利用三維軟件Pro/E進(jìn)行三維模的創(chuàng)建，以達(dá)到讓學(xué)生比較直觀認(rèn)識(shí)的目的，并通過三維軟件的三維旋轉(zhuǎn)功能，使學(xué)生能夠在不同的視圖方向上理解圖形的樣子[3]。該教學(xué)手段主要應(yīng)用在兩回轉(zhuǎn)體表面交線、組合體、軸測圖等內(nèi)容的講授中。

3）利用Flash動(dòng)畫進(jìn)行演示。該教學(xué)手段主要應(yīng)用在點(diǎn)、線、面投影、立體投影、組合體投影的繪制方法及過程的教學(xué)上，并結(jié)合CAXA，邊演示邊繪制，邊做邊學(xué)。

在作業(yè)輔導(dǎo)上采用微課教學(xué)方式。微課技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)軟件類課程教學(xué)模式的改變。該課程的主要工具就是CAXA電子圖板，如何有效準(zhǔn)確地使用CAXA電子圖板進(jìn)行作業(yè)的繪制，是該課程強(qiáng)化學(xué)生技能的重要手段。對(duì)于機(jī)械制圖及CAD課程，本身學(xué)時(shí)上就比較緊張，很難在課堂上進(jìn)行作業(yè)的講解與輔導(dǎo)。借助微課平臺(tái)，將作業(yè)題進(jìn)行微課課程的錄制，上傳到騰訊視頻中，再通過微信公眾平臺(tái)推送給學(xué)生。學(xué)生可以利用手機(jī)進(jìn)行作業(yè)的繪制。通過一年多的實(shí)踐，學(xué)生在作業(yè)繪制上投入的精力比傳統(tǒng)作業(yè)方式要多很多。學(xué)生如果沒有學(xué)會(huì)，會(huì)反復(fù)地進(jìn)行視頻的觀看學(xué)習(xí)。

筆者所帶兩個(gè)班級(jí)共計(jì)65名學(xué)生，在微課視頻的主動(dòng)學(xué)習(xí)上，單次視頻最大點(diǎn)擊量為284次。一學(xué)期共發(fā)布微課視頻8個(gè)，點(diǎn)擊總次數(shù)為2187次，足見該教學(xué)手段對(duì)學(xué)生完成作業(yè)的輔導(dǎo)效果。

為保證學(xué)生確實(shí)能掌握足夠的“夠用”的知識(shí)，筆者建立了一個(gè)微信公眾平臺(tái)，定期給學(xué)生發(fā)布相關(guān)的知識(shí)要點(diǎn)，便于學(xué)生對(duì)于該課程知識(shí)及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和總結(jié)。該微信公眾賬號(hào)從最開始的兩個(gè)班級(jí)，很快就達(dá)到194人，也就是不單筆者所在院系的學(xué)生關(guān)注，同時(shí)吸引了其他系部學(xué)生的關(guān)注。

課程的考核方式 本著突出崗位需求、突出崗位專業(yè)能力發(fā)展的原則，該課程在考核方式上要立足實(shí)踐，不能像本科院校那樣專注于各種投影的技巧、繪圖的技巧。該課程在教學(xué)目的上就是要鍛煉學(xué)生的識(shí)圖能力和利用CAXA進(jìn)行圖紙繪制的能力，所以在考核上要從理論和實(shí)踐兩部分入手進(jìn)行考核。在理論部分的考核上，要求學(xué)生能進(jìn)行徒手繪圖，能進(jìn)行簡單圖形的三視圖的繪制，能熟練讀圖。所以理論部分以識(shí)圖為重點(diǎn)進(jìn)行考核。

在實(shí)踐考核上，要突出使用CAXA進(jìn)行零件圖的繪制。當(dāng)然最好是進(jìn)行裝配圖的考核，但考慮到圖形繪制以及考核時(shí)間的限定，只能選擇進(jìn)行零件圖的繪制考核。從專業(yè)的角度講，要求學(xué)生熟練進(jìn)行盤蓋類、軸類、支架類、箱體類零件的熟練繪制，在考核上隨機(jī)抽取一種類型的零件進(jìn)行考核。

4 機(jī)械制圖及CAD課程教學(xué)改革效果

校內(nèi)評(píng)價(jià) 作為學(xué)校的教師，在學(xué)期末評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)一門課程的掌握程度，唯一的渠道就是試卷成績。在高校，學(xué)生的成績分為試卷成績和平時(shí)成績。對(duì)比以前該課程的試卷成績和改革后學(xué)生的試卷成績，其差別還是很大的。改革后學(xué)生試卷成績不及格人數(shù)急劇減少，且高分比較突出，平均分?jǐn)?shù)在80分左右。且試卷得分體現(xiàn)在利用CAXA進(jìn)行零件圖繪制和讀圖題方面。由此說明，該課程的改革達(dá)到預(yù)設(shè)的課程目標(biāo)，符合人才培養(yǎng)計(jì)劃總規(guī)劃，符合職業(yè)教育總方向。

企業(yè)評(píng)價(jià) 對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)好壞的評(píng)定，用人單位最具有話語權(quán)。雖然這次改革的學(xué)生尚未走上工作崗位，但是通過接收學(xué)生進(jìn)行工學(xué)交替的企業(yè)反饋，學(xué)生對(duì)于機(jī)械制圖及CAD課程的掌握程度令企業(yè)非常滿意。在進(jìn)行工學(xué)交替過程中，學(xué)生能夠?qū)⒃撜n程學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于具體的識(shí)圖中，能讀懂圖紙，利用相關(guān)術(shù)語進(jìn)行專業(yè)技術(shù)交流，受到企業(yè)的贊譽(yù)。據(jù)后續(xù)課程的教師反饋，在進(jìn)行數(shù)控車床編程教學(xué)過程中，在進(jìn)行CAXA數(shù)控車教學(xué)時(shí)，學(xué)生利用在機(jī)械制圖及CAD課程中學(xué)到的知識(shí)，能輕松繪制車削的工件圖形，速度和質(zhì)量都令人非常滿意。

5 結(jié)語

要加快職業(yè)教育的發(fā)展，就要不斷拓展適應(yīng)學(xué)生、適應(yīng)企業(yè)的教學(xué)模式。在國家大力倡導(dǎo)以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位的教育方針下，要積極進(jìn)行課程改革。在機(jī)械制圖及CAD課程改革方面，要更加貼近企業(yè)實(shí)踐，更加突出能力本位。總之，不單要在教學(xué)模式上進(jìn)行改革，還要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核方式上進(jìn)行改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，才能有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)企業(yè)需要的高素質(zhì)技能型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]徐華.高職院校《機(jī)械制圖》課程改革與實(shí)踐[J].廣西輕工業(yè)，2011（7）：172-173.

[2]袁福華，田振清.任務(wù)驅(qū)動(dòng)在Auto CAD教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].電子制作，2014（1）：114-115.

[3]劉志英.《機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)體系的研究[J].中國電子商務(wù)，2010（8）：138.