基于工作過程的機(jī)械三維繪圖課程設(shè)計

趙建平 王力 費葉琦 劉艷艷

[摘 要]基于工作過程的課程建設(shè)思路和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求，項目組提出了基于工作過程的機(jī)械三維繪圖課程設(shè)計方案，明確了課程目標(biāo)，對課程內(nèi)容進(jìn)行了整理，從學(xué)習(xí)目標(biāo)、主要內(nèi)容、教學(xué)方式、課時安排及考核評價等方面設(shè)計了學(xué)習(xí)情境，并按“資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價”六步驟組織教學(xué)，對工程圖形學(xué)和機(jī)械設(shè)計類課程學(xué)習(xí)有一定幫助，在實際應(yīng)用中對機(jī)械三維繪圖課程的教學(xué)有一定參考價值。

[關(guān)鍵詞]工作過程;課程設(shè)計;學(xué)習(xí)情境;UG

[中圖分類號] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）06-0065-04

現(xiàn)在社會科技發(fā)展較快， 相關(guān)機(jī)械行業(yè)大都采用三維軟件進(jìn)行輔助設(shè)計或制造，招聘時要求應(yīng)聘者要有用三維軟件設(shè)計圖紙的能力。因此，如果學(xué)生在機(jī)械專業(yè)課程教學(xué)中缺乏對三維軟件設(shè)計圖紙的了解，應(yīng)聘中就缺少競爭力，所以必須在機(jī)械專業(yè)課程教學(xué)中引入三維軟件的學(xué)習(xí)[1]。

在工程圖形學(xué)的教學(xué)中靈活地運用三維繪圖軟件進(jìn)行三維建模，可使復(fù)雜的空間幾何形體直觀化、具體化、形象化，使學(xué)生更好地建立起空間概念，便于理解零件三維結(jié)構(gòu)，進(jìn)行虛擬各類零件的裝配實驗，對提高工程圖形學(xué)的教學(xué)效果有很好的輔助作用[2]。

一、基于工作過程的課程建設(shè)思路

工作工程系統(tǒng)課程開發(fā)的宗旨就是以就業(yè)為導(dǎo)向，以職業(yè)為載體的人的全面發(fā)展[3]。應(yīng)用型技術(shù)人才能力包括項目基礎(chǔ)知識、項目實施能力、人際團(tuán)隊能力，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這三個層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)[4-5]。依據(jù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)和市場對機(jī)械工程人才的崗位要求，筆者對機(jī)械三維繪圖課程進(jìn)行了工作過程系統(tǒng)化課程設(shè)計。

基于工作過程的課程建設(shè)的步驟是：首先進(jìn)行工作過程分析，然后進(jìn)行教學(xué)過程分析。工作過程分析就是根據(jù)專業(yè)對應(yīng)工作崗位及崗位群實施典型工作任務(wù)分析;教學(xué)過程分析是行動領(lǐng)域歸納和學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換;行動領(lǐng)域歸納是根據(jù)能力復(fù)雜程度整合典型工作任務(wù)形成綜合能力領(lǐng)域;學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換是根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知及職業(yè)生成規(guī)律遞進(jìn)重構(gòu)行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)換成課程;最后根據(jù)完整思維及崗位特征分解學(xué)習(xí)領(lǐng)域為主題學(xué)習(xí)單元進(jìn)行學(xué)習(xí)情境設(shè)計，使學(xué)生崗位能力和職業(yè)素質(zhì)得到更好的培養(yǎng)，能更好地適應(yīng)企業(yè)實際工作崗位的要求[6]。

二、基于工作過程機(jī)械三維繪圖課程體系的設(shè)計

UG 是著名的UGS公司開發(fā)的一款集CAD/CAM/CAE于一體的操作軟件。該軟件功能強(qiáng)大，設(shè)計過程中能進(jìn)行各種分析及仿真模擬，建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品加工 [7]。綜合技能訓(xùn)練能使學(xué)生掌握機(jī)械UG軟件的基本應(yīng)用，通過使用相關(guān)的機(jī)械設(shè)計手冊等技術(shù)資料，執(zhí)行正確的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從而使學(xué)生具有應(yīng)用UG軟件設(shè)計機(jī)械領(lǐng)域結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的能力。

（一）課程目標(biāo)

基于工作過程系統(tǒng)化機(jī)械三維繪圖課程培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才為目標(biāo)應(yīng)達(dá)到以下要求，如表1所示。

（二）課程內(nèi)容設(shè)計

根據(jù)機(jī)械工程專業(yè)的工作過程和教學(xué)過程分析，進(jìn)行行動領(lǐng)域歸納和學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換，確定機(jī)械三維繪圖課程分為平面草圖繪制、實體建模、裝配及爆炸圖設(shè)計共3個學(xué)習(xí)情境。基于工作過程的機(jī)械三維繪圖課程內(nèi)容設(shè)計基本上以工作過程為導(dǎo)向，改變了以往的“填鴨式”教學(xué)模式，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，如圖1所示。

（三）課程學(xué)習(xí)情境設(shè)計

學(xué)習(xí)情境的設(shè)計，是將學(xué)生應(yīng)該掌握的知識點巧妙地融合到項目任務(wù)中，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中自主發(fā)現(xiàn)哪些知識可以用來解決問題，并且通過查閱資料及尋求教師的技術(shù)支持等方式學(xué)以致用。學(xué)習(xí)情境的設(shè)計主要包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、主要內(nèi)容、教學(xué)方式、課時安排及考核評價，如表2所示。

（四）課程教學(xué)組織實施與評價

該課程的突出特點是理論教學(xué)與實際操作并重，在課程內(nèi)容安排上以上機(jī)實踐操作為主，以情境為主線進(jìn)行分解，以若干子情境任務(wù)為支撐，再將新的知識融入其中，循序漸進(jìn)、由淺入深，逐步擴(kuò)展知識面，讓學(xué)生在不知不覺中掌握更全面、更完整的知識體系，如表3所示。

本文以實體建模學(xué)習(xí)情境中較難組合體的三維繪制子情境為例，按資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價六個步驟組織教學(xué)。

1.資訊

首先要分配下發(fā)工作任務(wù)書，如表4所示。各小組先進(jìn)行討論分析，再和老師交流意見。教師要引導(dǎo)學(xué)生明確工作任務(wù)單的要求，收集相關(guān)學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生利用相關(guān)資料及任務(wù)書開展工作。

2.決策計劃

小組學(xué)生按照工作任務(wù)書進(jìn)行討論，查找相應(yīng)的繪制方法并制定繪制方案。如本工作任務(wù)中的建模方案是可先采用圓柱、凸臺、拉伸和孔等基本命令粗略完成管道主體模型，再運用鏡像特征、對特征形成圖樣及邊倒圓命令完成細(xì)節(jié)特征的創(chuàng)建與操作，學(xué)生根據(jù)操作規(guī)程編寫具體的操作繪制步驟。

3.實施

各小組進(jìn)行UG軟件繪圖設(shè)計準(zhǔn)備工作，按照各小組討論后確定的操作步驟進(jìn)行，在操作過程中，如果發(fā)現(xiàn)問題有更好的設(shè)計方案，應(yīng)及時記錄并與小組成員討論進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，直到工作任務(wù)完成，保存文檔。

4.檢查與評價

對繪制完成的三通管通零件進(jìn)行檢查，如體積是否正確、草圖中尺寸標(biāo)注及約束是否合理等，完成后上傳圖紙文檔，上交工作成果。各小組要根據(jù)工作要求及操作實施對工作過程進(jìn)行總結(jié)，對工作成果進(jìn)行自我檢查、提出意見、自我評價、小組互評、教師評價[8]。

三、結(jié)論

以應(yīng)用型技術(shù)人才為培養(yǎng)目標(biāo)，基于工作過程的機(jī)械三維繪圖課程設(shè)計以平面圖繪制、實體建模、裝配及爆炸圖為學(xué)習(xí)情境，每個學(xué)習(xí)情境配有相應(yīng)的學(xué)習(xí)子情境;將知識點逐漸融入任務(wù)中，并按資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價的六步驟組織教學(xué)，打破原有學(xué)科知識模塊，知識點并沒有減少只是進(jìn)行重新組織。該課程結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在一定程度上不僅鞏固了學(xué)生的工程圖形學(xué)知識，而且對機(jī)械專業(yè)后續(xù)的課程有先驅(qū)作用;同時對學(xué)生的溝通能力、自我反思能力以及協(xié)作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)有很大幫助。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 白鷺.三維軟件在機(jī)械制圖教學(xué)中的運用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2016（5）：93.

[2] 王莉莉.三維繪圖軟件在《機(jī)械制圖》教學(xué)中的應(yīng)用與實踐[J].濰坊學(xué)院學(xué)報，2010（2）：155-157.

[3] 姜大源.工作過程系統(tǒng)化課程的結(jié)構(gòu)邏輯[J].教育與職業(yè)，2017（13）：5-12.

[4] 吳靜，任偉.工作過程系統(tǒng)化移動通信技術(shù)課程理論創(chuàng)新[J].科教文匯（上旬刊），2017（3）：62-63.

[5] 林健.工程師的分類與工程人才培養(yǎng)[J].清華大學(xué)教育研究，2010（1）：51-60.

[6] 張文兵，高慧.基于工作過程的“模具Pro/E軟件應(yīng)用”課程建設(shè)[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010（3）：89-95.

[7] 劉民杰.UG NX 8.0機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[8] 陳志強(qiáng)，谷霞英.基于工作過程高職UG課程設(shè)計[J].輕工科技，2016（8）：146-147.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]