基于工學結合的“機械CAD”教學改革與探索

劉新振

摘 要 工學結合是當前高職教育改革與發展的方向，本文探討的基于工學結合模式的“機械CAD”課程教學改革的具體方法，經實踐證明，能充分調動學生的學習積極性和主動性，提高教學效率和教學質量。我們必須進一步根據高職人才培養特點，加強針對性和實用性，通過課程內容整合、教學形式不斷改進，在實踐中發現問題、解決問題，才能促進教學質量的全面提高。

關鍵詞 工學結合 “機械CAD”教學 改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

職業教育是以能力培養為基礎、職業為導向的專業技術教育，它的培養目標是：學生應具備某一職業所必需的理論知識和較強的實踐能力。因此，在教學中應結合高職學生未來的工作實際，精選教材內容、培養學生實際應用能力。

1優化課程內容

1.1優化內容

在教學實踐中，結合高等職業教育的特點，以“夠用”和“必需”為度，將畫法幾何的一部分內容進行刪減，只著重講清概念，引入投影理論，而將教學的真正重點放在機件表達方法、零件圖和裝配圖上。利用大量學時來講授生產實際中常見的零件圖、裝配圖以及識讀它們的方法、要領和繪制技巧（教學中應盡量采用生產中的實際圖樣），同時加強尺寸標注、表面粗糙度標注和公差配合部分的教學和練習，做到“精講多練”。另外拋棄傳統的將“機械制圖”和“AutoCAD繪圖”分開進行的教學模式，在理論教學內容當中穿插計算機繪圖部分，每講完一部分理論內容，立即指導學生應用AutoCAD軟件繪制相應的圖樣，既分散了制圖的難點，又增強了課程活力。通過上述教學內容的優化整合，既合理地分配了現有的教學時數，又符合教學要求，更重要的是能讓學生將機械制圖的理論知識與生產實際有機地結合起來，收到了良好的教學效果。

1.2加強實訓教學

實訓環節是培養學生實踐能力，形成技能技巧，提高運用理論知識解決實際問題能力的重要環節。高職學生就業崗位主要是面向生產一線，在工作中會遇到很多零件、機器設備的測繪，其中很重要的一步工作就是徒手繪制零、部件的草圖，因此學生必須要有徒手繪圖的能力。在CAD強化訓練時，要求學生將零件測繪過程中繪制的零件草圖用AutoCAD軟件繪制成正式圖紙，并將其中的優秀作品展出，通過這一舉措極大的激發起了學生的爭勝欲望，實訓效果顯著提高。

2改革教學方法

2.1采用“任務驅動法”教學提高學生解決問題的能力

“機械CAD”采取任務驅動法也要分別按照對應的課程標準來執行。在CAD設計中，可以將典型的零件工作任務提出，讓學生運用建模知識點提出方案、解決問題。在CAD加工中，可以引用企業生產的標準，給出典型加工零件，讓學生運用加工命令，對所設計出來的零件進行數控加工工藝分析、分工仿真及自動生成加工程序。項目的選擇采用由簡到難的方式，最后采用的綜合性的項目一般都比較復雜，而且學生能夠獨自對普遍加工的零件進行CAD設計與加工，并且在數控機床上生產出零件，檢驗時引入企業生產的標準，要求部分加工零件達到生產的水平。教學實踐證明，這種工學結合的程度比較深入，在教學效果上收到一定成效，學生既掌握了CAD軟件設計與加工的知識點，也鍛煉了他們的動手能力，提高了零件設計與加工的學習興趣，并且與企業生產實際相結合，保證掌握的知識與時俱進。

2.2采用“小組討論法”引導學生積極參與到學習過程中

討論法是學生在教師的指導下為解決某個問題而進行探討、辨明是非真偽以獲取知識的方法。如在講解CAD設計有關建模的知識點時，選擇一個典型零件，將全班學生分成4-6個討論小組，每個小組進行觀點交流和改進后，拿出一個建模方案并完成。老師調出學生的圖形，把學生普遍出現的典型錯誤展現出來，供大家討論，最后由教師給出正確的方案，作出總結。在整個討論的過程中，教師要進行相關的巡回指導、參與討論，并且給予適當的鼓勵表揚。其優點在于能更好的發揮學生的主動性、積極性，有利于培養學生獨立思維能力、口頭表達能力，促進學生靈活地運用知識點。

2.3采用“案例法”教學培養學生的空間想象能力

通過不同的模型引入，把學生不容易理解的抽象理論和復雜空間視圖，變成形象、具體、易掌握的內容，是培養學生空間想象能力和立體感受能力的有效方法。實物教學是在制圖教學中學會運用模型、實物、掛圖等直觀形象的教學手段，引導學生運用投影規律認識實物與圖形之間的關系，使投影要素在學生頭腦中得到清晰的印象，這樣可以有效地培養學生的空間想象能力，收到事半功倍的教學效果。在教學中，先讓學生多看一些簡單的基本幾何體的視圖，如長方體、三棱柱、圓柱體、圓錐體的視圖，通過對圖形的認識，熟悉這些視圖所對應的空間形體，實現從平面到空間的思維轉換，也可以幫助學生學會將復雜視圖分解成簡單圖形，便于提高空間想象能力。例如，在講授剖面圖（斷面圖）這一節內容時，針對學生經常容易將剖面圖與剖視圖混淆起來這一情況，利用模型在斷開部位畫上剖面線，剖面圖與剖視圖的區別就一目了然，降低了學生在學習時的難度。

2.4采用“啟發式”教學提高學生自主學習的能力

在教學過程中將課程與工程實際問題結合起來，從學生的實際出發，采用多種方式，以啟發學生的思維為核心，調動學生的學習主動性和積極性，促使他們生動活潑地學習。如在講授CAD知識點時，形體分析結合零件的各種加工方法，典型零件的各種結構（孔、倒角、肋、凸臺、退刀槽等）是采用何種加工方法、怎樣加工出來的，使得學生將一個復雜的零件化整為零，然后想象綜合，達到由簡單到復雜的思維過程，使知識由難變易，最終能融會貫通地掌握知識。在整個教學過程中，通過各種各樣的啟發誘導或暗示來開發學生的潛能，充分調動學生的學習積極性，活躍學生的思維，在充滿樂趣的情景中進行教學，達到了既傳授知識，又提高綜合解決問題的能力。

2.5采用“任務驅動”教學培養學生自主探究、合作學習的能力

“任務驅動”就是學生通過自主學習和相互合作，完成教師布置的任務，建構真正屬于自己的知識與技能。教師可以將所要學習的新知識隱含在一個或幾個任務之中，學生通過對所提的任務進行分析、討論，明確它大體涉及哪些知識，并找出哪些是舊知識，哪些是新知識，在老師的指導、幫助下找出解決問題的方法，最后通過任務的完成而實現對所學知識的意義建構。

2.6“教、學、做”一體化教學法培養學生自己動手的能力

“教、學、做”一體化教學法將老師的“教”、學生的“學”和“做”有機地結合在一起，在任務驅動法的過程中穿插這種教學方法，可以有效地提高學生的自我動手能力和學習積極性。例如在車削零件加工如限位軸的授課時，先給出限位軸的零件圖及加工要求，講解限位軸的設計、加工工序及創建零件的加工操作，這就是“教”；接著讓學生根據所講內容自己動手完成整個限位軸的設計與加工和仿真，這就是“學”。一般的教學過程到此基本結束，但是“教、學、做”一體化教學法還有一個“做”的過程。也就是提供所需的加工條件，讓學生利用數控機床，根據自動生成的程序，把零件加工出來，這個環節的優點在于學生能真正地把設計轉換成實物，讓學生能真切地感受到收獲的喜悅。

3結語

工學結合理念下“機械CAD”課程的教學改革，很好地激發了學生的學習興趣，有效地提高了學習效率，學生在掌握基本理論和基礎知識的同時，空間想象力、繪圖能力、讀圖能力得到更好的培養。CAD輔助制圖可以加深對機械制圖原理和方法的理解，機械制圖的原理和方法可以幫助學生對CAD繪圖方法的掌握，內容上避免了重復，提高教學效率，學生的技術應用能力、職業實踐能力和創新能力得到較好地培養。

參考文獻

[1] 何兵，車林仙，易建等.高職機械類專業機械制圖教學改革的研究與實踐[J].職業教育研究，2006.

[2] 何敏紅.高職機械制圖與CAD課程的創新教學思考[J].中國科教創新導刊，2008.