計算機繪圖-AutoCAD課程項目教學法設計

　　摘 要： 文章通過對項目教學法和計算機繪圖-AutoCAD課程的介紹，針對機械制造及其自動化專業制定了以繪制“機用虎鉗”和“齒輪油泵”零件圖和裝配圖為目標的兩個教學項目。“機用虎鉗”作為課程教學的入門項目，“齒輪油泵”作為課程知識鞏固和提高項目。并以“機用虎鉗”為例，結合學科知識，制定了項目實施的任務模塊，分析了此項目實施的細節，以及注意事項，為計算機繪圖——AutoCAD課程的教學方法改革起到拋磚引玉的作用。
　　關鍵詞： 項目教學法 AutoCAD 機用虎鉗 機械圖樣
　　
　　AutoCAD是目前最流行的繪圖軟件之一，操作方便，適用面廣，尤其具有對二維圖形編輯的強大功能，被普遍應用于機械、建筑、電子和航天等諸多工程領域。因其在工程領域內的廣泛使用，所以也成了每一位工科畢業的學生所必須掌握的一門技能。該課程是集應用性、操作性、實踐性為一體的一門專業基礎課。隨著現代科技對職業教育要求的不斷提高，技能人才也面臨著挑戰。如何面向社會，培養出更適合社會需求，更能快速適應工作的新型人才，各高校都在實施教學改革。項目教學法使得教學和企業的模式接軌，成了教學改革的一個熱門方向。
　　一、項目教學法簡介
　　項目教學法萌芽于歐洲的勞動教育思想，最早由美國教育家凱茲博士和加拿大查德博士共同推創引入實踐性教學，是一種針對具體項目目標的設計性教學活動，要求學生在綜合應用所學的各科知識和技能的基礎上，通過實踐，逐步實現既定目標。
　　“項目教學法”提倡以學生為主體，讓學生扮演研究者的角色，在情景的刺激下和教師的引導下主動開展探究活動，并在探究過程中掌握知識和學習分析問題，解決問題的方法，從而達到提高分析問題，解決問題能力的目的。在此教師在學生探究、發現問題中，傳授新的知識。這樣，對于他們對知識的理解和應用都可起到事半功倍的功效。
　　二、計算機繪圖-AutoCAD課程介紹
　　本課程是一門傳授計算機制圖相關理論知識與培養使用AutoCAD繪制圖樣能力的專業課。該課程以機械制圖為基礎，為有關后繼課、專業課的學習奠定基礎。主要教學內容包括：AutoCAD軟件環境、AutoCAD繪圖基礎、尺寸標注、圖案填充、注寫文字、塊的制作和調用，以及三維實體建模方法，等等。對于機械類專業的學生，主要教學目標是使學生熟悉AutoCAD軟件的繪圖環境，學會使用CAD軟件完成機械零部件的零件圖和裝配圖的圖形分析、繪制、編輯及出圖工作，以及會用三維繪圖命令進行簡單的三維實體建模等。
　　由于該課程的學科特點，如果在專業課程教學中活用項目教學法，把項目教學法和專業教學融為一體，有針對性地重點施教，可以取得理想的教學效果。
　　三、制定課程的教學項目
　　不同的專業繪圖的內容不同，選擇合適的項目是項目教學法實施成功與否的關鍵。因此，應根據不同專業，選擇合適的項目，以突出專業特點，緊扣教學大綱和教學目標，進行課堂教學目標設計。要以教學大綱為指導，力求使大綱中的知識點融合到制定的教學項目中。本文以機械制造及其自動化專業為例，進行該課程的項目教學法的設計。該專業的學生接觸的基本都是機械圖樣，機械圖樣通常指的是零件圖和裝配圖。機械圖樣的作用主要是用來加工生產和裝配維修等。一組機械圖樣應包括該機器中所有非標準的零件的零件圖和一張表達各零件裝配關系的裝配圖。該課程的教學目標就是讓學生能應用《機械制圖》所學知識測繪并用CAD繪制一組完整的機械圖樣。根據專業特點，以比較典型的機械產品圖樣作為教學項目比較合適，依據由“易”到“難”的認識規律，在CAD教學目標基礎上，挑選并制定了兩個不同難度的教學項目：“機用虎鉗”和“齒輪油泵”。
　　第一個項目“機用虎鉗”主要是給學生作為CAD基礎入門。考慮到學生剛接觸CAD，機用虎鉗結構和原理都比較簡單，所包含的零部件比較少，但很典型，如軸類、盤類零件，等等。對于CAD軟件完成項目的方法和途徑很多，學生在項目的驅動下，利用課余時間通過自學來了解項目，并實施項目。老師利用課堂時間，介紹項目所涉及的學科知識，并實施項目。讓學生在有所準備的情況下，把自己的實施過程和老師的進行比較，并在老師的帶領和指導下，重新繪制圖樣，以學習CAD軟件使用的技能和技巧。在這種主動、對比的學習情境下，會很大程度提高同學們的學習興趣，并會有意想不到的學習效果。另外CAD軟件的使用方法靈活多變，鑒于課堂時間有限，教師的教學通常和自己的習慣性使用離不開，也未必見得就是最佳的途徑和方法。這種項目驅動下的教學會增加教與學的互動，有些學生在對比了自己和其他同學以及教師的方法之后，提出自己的方法更實用，并得到證實時，會有很大的成就感。此時，教師要肯定學生的意見，并在課堂上推廣，這樣會帶動整個班級的學習氛圍。
　　第二個項目“齒輪油泵”主要是CAD學習的鞏固提高。難度稍有增加，在結構認識上，原理理解上難度都有所加大。有了第一個項目完成的基礎，完成第二個項目已然不成問題。第二個項目，也是給學生對第一個項目中所學知識加以應用。在實施過程中，同學們知道了所學之所用，興趣更濃。通過項目的實施，能鞏固和提高CAD的繪圖技能和技巧，以達到提高繪圖速度的目的。老師針對學生在實施過程中遇到的問題，及時地給予解釋和指導，以協助學生完成項目。實現了這兩個項目，基本已達到本課程的教學目標。如果課程大綱允許的話，可集中性地安排一到兩個星期的課程設計，可選難度更大，結構更復雜一點的減速器作為設計任務，效果會更明顯。
　　四、細化教學項目，設計教學任務模塊
　　項目式教學以項目目標為驅動，要完成總的目標，需要設計有效的任務實施模塊。項目模塊是可以和課堂教學結合起來并可以獨立操作的小課題。所以在主項目的目標任務下，要細化出若干任務模塊。尤其是第一個主項目，它是作為基礎教學，所以要和學科知識綜合起來制定教學任務模塊。下面我就以“機用虎鉗”為例給大家介紹項目任務模塊的制定。
　　首先來了解一下機用虎鉗。機用虎鉗是裝夾在機床工作臺上，用來夾緊零件，以便進行加工的夾具。
　　圖1 機用虎鉗分解圖
　　經過拆分，機用虎鉗由15個零部件組成，除了標準件（2個墊圈，4個螺釘、1個銷）之外，需要繪制零件圖的零部件有：1個方塊螺母、1個非標準的螺釘、1個螺桿、1個環、1個活動鉗身，2個鉗口板，1個固定鉗身，共應繪制7張零件圖和1張裝配圖。
　　再來了解一下CAD課程的學科知識。本課程的教學任務是培養學生具有一定的空間想象能力和繪圖基本技能，掌握AutoCAD繪制基本圖形、零件圖、裝配圖和三維建模的基本方法。具體教學內容有：CAD的基礎知識、基本繪圖和基本編輯命令、精確繪圖、繪圖環境、塊、圖案填充、注寫文本、標注、三維建模，等等。
　　根據此項目目標，以繪制機用虎鉗的零件圖和裝配圖為載體，主要介紹CAD的相關知識。綜合考慮之后，把具體教學的學科知識融合到機用虎鉗的項目中，制定了以下具體項目實施的模塊。
　　表1 機用虎鉗項目模塊設計
　　在實施以上教學過程時，我們要注意以下幾個問題。
　　首先就是教學過程可以和機械制圖的后續測繪結合起來。機械制圖和CAD兩門課程雖然教學重點不同，但內容上有很大的延續性，很多院校已經把這兩門課合二為一了。可以讓學生分組進行測繪，繪制出零件草圖，再根據草圖用CAD軟件畫出零件的工作圖。這樣比單純地臨摹更能讓學生認清所繪零件圖的結構，按照結構去畫圖，而不是按照線條去畫圖。這樣對于CAD的學習和使用更了然于心。
　　
　　其次可以采用“理實一體”教學。所謂理實一體教學，簡單地解釋就是理論和實踐結合進行。對于CAD的教學過程，很多院校基本采取理論教學和上機實踐穿插進行，理論課教師從開始講到結束，過幾天再讓學生上機操作。教與練脫節，等上機練習時，學生也忘得八九不離十了。如果采用理實一體教學方式，讓教師和學生一起操作，對于知識點的介紹教師講完之后，學生立馬操作，介紹完知識點，讓學生再獨立完成模塊任務，遇到問題教師再指導解決。這樣的互動，讓課堂充實而活躍，非常有益于提高學生學習的主動性和課堂教學的效率。
　　最后就是教學過程中教師要注意對學生進行項目的引導，以激發他們提前準備的熱情。學生在項目驅動下，可以通過自學完成項目任務，但完成圖的方法和途徑很多，CAD的教學并不像書本上介紹的那么死板。到課堂上，學生自己通過比較，教師所介紹的技能和技巧會讓他們更感興趣，從而記得更牢，學得更好。
　　五、結語
　　對CAD使用的評價不僅包含繪圖的技能技巧，而且包含繪圖的速度。速度的提高一方面來自于技巧，另一方面離不開練習。第二個項目也可起到這方面的作用。第二個項目，主要是讓學生練習第一個項目所學知識，并起到鞏固和提高的作用。對第二個項目的具體實施可以參照第一個項目設計，也可以每個零件圖獨立成一個模塊。具體可以根據CAD的教學課時，進行設計安排。我在此就不再贅述。
　　對于軟件課程的教學，大部分內容都是教師舉例演示軟件的使用。教師也基本上會挑選一些能突出教學內容的圖示來演示，很少會系統地舉例。圖示選擇的零散性，不利于學生的記憶，更不利于學生對課程整體實踐性特點的把握。本文所設計的教學項目，比零散的圖示舉例更系統，讓學生清晰地了解自己所學之所用，解決了課堂和實踐脫節的問題，對課程教學改革的推進有一定的推波助瀾的作用。
　　
　　參考文獻：
　　［1］廉亞峰.項目教學法在CAD教學中的應用［J］.山西建筑雜志，2006，（2）.
　　［2］鄭文超，宋為真.項目教學法在CAD教學中的應用［J］.科技資訊，2010，34.
　　［3］梁豐，劉俊英.AutoCAD課程項目式教學設計［J］.廣西輕工業雜志，2009，（2）.
　　［4］史翠蘭.項目教學法在CAD/CAM實訓中的應用［J］.職業教育研究，2007，9.
　　［5］戴士弘，畢蓉.高職教改課程教學設計案例集［M］.北京:清華大學出版社，2007.
　　［6］戴士弘.職業教育課程教學改革［M］.北京:清華大學出版社，2007.
　　［7］謝春獻.試析項目教學法在模具專業CAD教學中的應用［J］.廣東教育職教，2010，5.
　　
　　（作者張麗系安徽工程大學在職研究生）