褚 園,楊咸啟,錢 勝
(黃山學院 機電工程學院,安徽 黃山245041)
近年來,隨著我國經濟的不斷發展,科技實力的進一步增強,公民的綜合素質的不斷提高,高等教育正在由精英教育逐漸地向大眾教育轉變。在這樣的背景下,教育部提出了建立應用型本科大學。與傳統的精英教育不同,應用型本科教育是以培養知識、能力和素質全面而協調發展,面向生產、建設、管理、服務一線的高級應用型人才為目標定位的高等教育。黃山學院作為一所省屬地方性應用型本科院校,正在積極地為將黃山學院建設成為地方應用型高水平本科院校而探索。
機械制圖課程作為機械、建筑等工科專業的一門重要專業基礎課,具有很強的實踐性、實用性、技術性和基礎性的特點,是理論與實際聯系最緊密的課程之一。機械制圖課程的教學改革是應用型高水平本科建設的重要組成部分。本文將結合近期學校所開展的“第五次教育思想觀念大討論”和多年來機械制圖教學過程中的心得做一些探討,主要討論在地方型高水平應用型本科院校建設背景下,機械制圖課程的教學工作如何開展。
教學理念是指人們對教學活動的看法和持有的基本的態度和觀念,是人們從事教學活動的信念。提到教學改革,首選必須建立科學地、與時俱進地教學理念。教學理念決定教學行為,教學行為決定最終的教學效果。因此,應用型高水平本科院校的課程教學理念應該做如下調整。首先,傳統的教學強調的教師的教和學生的學,教師教什么由大綱規定;學生學什么由教師規定。這樣忽視了教師教學與學生學習之間互動,隔離了校園教學與市場對人材需求之間的聯系。為了適應新形勢下人材培養的要求,作為教師,必須明確學生的主體地位,反思教學方式,提高教學效果;作為學生,需要自覺地提高自己的主觀能動性,促使教和學之間產生良性的互動;其次,在傳統的教學中,機械制圖被看成一門專業基礎課,無論是大綱設置、教學內容安排還是課堂教學等各環節上,都是將該課程作為后續課程的輔助,而忽略了機械制圖課程的獨立性,這樣勢必淡化了機械制圖課程的重要性;最后,教師隊伍的培養也是應用型高水平本科教學需要重視的問題。根據應用型高校教育教學的特點,一方面要求教師具有較高的理論教學水平,另一方面更要求教師具有較強的實踐能力,也就是所謂的“雙能型”教師。目前,為推進地方應用型高水平大學建設,加強教師應用實踐能力培養,建設一支教育教學及實踐能力強,既有培養高素質應用型專門人才的教育教學能力,又有科技開發、服務地方經濟和社會發展的實踐能力的“雙能型”教師隊伍,黃山學院結合自身實際,制定了“雙能型”教師隊伍建設的相關制度。此外,還積極鼓勵教師在職學習,提高專業基礎能力,培養高素質的教師為完成機械制圖教學工作提供了重要的保障。
作為應用型本科院校,培養的人才既不同于綜合性研究型大學所培養的理論性人才,也不同于職業技能型院校所培養的實用性技能人才,要求其不僅能掌握現代社會生產、建設與服務一線從事管理和直接操作的各種高級技能,還具有將高新科技轉化為生產力的能力,即具有設計與開發能力。因此,機械制圖作為機械類專業開設的一門理論與實踐性都很強的技術基礎課程,培養學生正確的使用繪圖工具、測繪儀器和軟件,正確運用投影法來分析、表述機械工程問題,掌握用投影法在二維平面上表達三維空間幾何元素和形體以及在二維平面上圖解空間幾何問題的基本能力,具備繪制和閱讀一般機器部件的零件圖和裝配圖、擁有查閱和使用國家標準的有關資料和手冊的能力。掌握儀器繪圖、徒手繪圖以及計算機繪圖的基本方法和技能。課程教學結合“課程設計”和專業實習,盡快地將理論知識的學習與企業相關需求相掛鉤,讓學生真正具有一定的產品創新設計的能力。
在新的教學理念下,根據高水平應用型人才培養的教學目標,對相應的教學內容需要重新的整合。按照“加強基礎,突出應用,培養能力,提高素質”的原則,強化學生實際動手能力訓練,培養學生自學能力和創新能力,形成知識、素質、能力培養的新模式,對教學內容的整改如下。
1.在講授傳統機械制圖知識同時,結合生產實際提出案例教學法。利用現有的實驗條件,以一個典型裝配體為例,將組合體、機件的表達方法、標準件、零件圖和裝配圖等章節中的內容都融合到裝配體的繪圖過程中,介紹理論知識的同時,使得課程更加形象和生動。演示理論知識與實際結合的過程。例如講解零件圖時,將箱體支架類、軸類、盤類和標準件等典型零件的常見繪圖方法,逐一舉例介紹。既把各個章節形象的表述清楚,又把各章節的內容串聯在一起方便記憶。
2.結合CAD等計算機繪圖軟件,鞏固加深機械制圖知識。針對機械制圖中部分章節概念性內容相對較多的特點。將尺寸標注、零件圖、裝配圖等相關內容,結合二維繪圖軟件的講授,通過用計算機繪制簡單的圖形,講授對應的知識點。使得同學們即掌握了各個概念,對概念的運用有深入的理解,又掌握了計算機二維繪圖軟件的使用方法,能在有限的課時內掌握更多的內容。
3.增加實踐環節,設置機械制圖測繪課程。讓學生作為課程的主體,教師為引導者。由學生根據實物自己選擇視圖的各個表達方法,合理的配置視圖,鍛煉三維到二維的轉換能力,由物想圖。能夠正確拆卸和裝配每個零件,掌握測量工具的正確使用方法,培養學生分析問題,解決問題的能力,理論聯系實際。養成耐心細致的工作作風和嚴肅認真的工作態度,培養安全和質量的意識。
4.引入少量視頻教學,了解零件的加工方法、各個表面的配合要求。使得學生能真正讀懂每一個典型零件,對于圖形的繪制,尺寸的標注有更準確的把握。將實踐的技能融入到理論知識中,使得學生能夠將實物轉換為工程圖紙,又能將工程圖紙轉換成實物,在理論基礎上鼓勵學生探索更優的繪圖表達方法。真正做到能懂圖形的結構、會分析機構的原理、會拆分修正圖形,熟練運用圖形這種工程界的語言表達和交流自己的思想。
以往的教學模式過于單一,強調教師在課堂上的知識教學以及學生對教學內容的掌握。機械制圖課程作為一門實踐性和應用型很強的課程,單純靠課堂的教學難以達到應用型人才培養的目標。因此,我們提出在傳統的教學模式基礎上,將課堂教學與“課程設計”相結合、教師科研項目以及地方企業需求相結合四位一體的多元化教學模式。
“課程設計”是為了讓學生掌握課程內容開展的針對特定目標物的設計任務,具有很強的針對性和實踐性。采用教學研三合一的模式進行,首先明確教學任務,利用課堂上傳授的繪圖方法和技巧,完成相關測繪。學生在實施具體測繪任務的過程中,教師起檢查和控制角色。和學生討論、評定并及時反饋繪圖要點,糾正錯誤觀點,反思繪圖方法。綜合的掌握設計過程中需要考慮的各種因素,裝配圖的工作原理、正確的拆裝順序、結構形狀、公差配合、傳動路線、裝配關系等多種因素。近年來,鼓勵學生參與教師科研項目,并積極帶領學生申請全國大學生創新項目,均取得了很好的效果。通過這些措施,不僅提高了學生學習的主動性,而且使得學生對機械制圖課程的掌握更加深刻、作圖的技能更加嫻熟。
作為地方型高校,服務地方區域經濟發展才是地方高校的“主業”,而不是埋頭象牙塔,黃山市作為一座以旅游為主的城市,工業發展相對落后,目前,落戶黃山的機械方面的企業也相對較少。黃山市機械企業目前主要分類為:一是機床類制造企業,這類企業的特點是自己加工制造的部分較少,主要是零件的裝配,因此它的需求人才主要集中在產品設計開發方面; 二是電子類產品制造企業,其所需機械專業人才主要是一些小型模具的開發制造以及一些特需加工方法人才;三是單一的制造企業,如閥門制造公司,其涉及的機械專業人員很多,主要由熱處理、焊接、鍛造等。因此,在機械制圖課程的教學過程中,應該充分與這些企業聯系與溝通,了解企業對人才的需求,在教學過程中,有針對性地進行相關行業的教學工作。如2011年,我院與黃山市皖南機床有限公司聯合,為該公司員工進行UG三維繪圖的培訓;2014年,為黃山中鏈科技有限公司的員工開設了機械類和生產運營管理等多個方面的專業課程等。通過與企業的合作教學,不僅提高了學院的知名度,而且了解了企業第一線員工對相關機械知識的需求,為更好地培養應用型人才提供了重要的信息。
考核作為教學環節的重要組成部分,是評估學生對課程的掌握情況,也是衡量教師的教學質量和教學效果的重要手段。考核方案的設置影響考核的真實性和客觀性,反過來,也會影響教學的進一步實施。為了全面客觀地反應學生對知識的掌握和教師的教學效果,需要改變原來單一的考試考核方式。機械制圖作為一門重要的專業基礎課,期末考試的地位不容動搖,手工繪圖以期末考試成績為主,平時成績為輔。考慮到課程實踐性的特點,鍛煉學生綜合運用所學知識解決問題的能力,另外開設機械制圖測繪課程,以課程設計的形式,繪制和完成圖形。培養學生分析問題,解決問題,及正確使用繪圖工具、測量工具、查找國標,合理的布置視圖等方面的能力。在計算機繪圖方面,以上機考試為主。為了解決課時少,課程緊張等問題,完善督促學生課下練習的機制,綜合考慮平時作業和平時上機測試成績。
目前,圖書市場關于機械制圖的教材較多,但大多數關于機械制圖的知識和技能的講解理論性強,較難理解和掌握。為了充分考慮地方型高水平本科院校學生的基礎以及應用型人才培養的目標,我們在收集了大量的實例的基礎上,編寫并出版了《機械工程制圖應用教程》,這套教材的編寫采用“案例教學法”,選用典型機械的零件作為素材,以三維到二維的轉換為主線,由淺入深,突出實踐性,在對知識點介紹說明的同時,賦予了工程實踐的意義,著重培養學生分析問題和解決問題的能力。在內容安排上先介紹一般的基礎知識,再介紹技術技能知識,對一些對較難掌握的內容,分散在不同的案例中多次反復講解。機械制圖技能的掌握重在動手練習,為了加深學生對制圖技能的掌握,鞏固和擴大教改成果,滿足教學需要,我們在教材的基礎上編寫了配套的《機械工程制圖應用教程習題集》,以機械制圖課程的教學大綱為依據,緊扣所編寫教材的內容,力求理論聯系實際,在幫助學生鞏固課堂所學知識和加深理解教學內容的同時,著重培養學生分析和解決問題的能力,以期提高教學效果,提升教學質量。習題集在使用過程中不斷的修改和完善,力求為教學提供便利,為促進教學質量的提高起到積極作用。
機械制圖作為工科的必修課程,也是學生踏入大學校園最早接觸的課程。它不僅可以讓學生掌握了必備的圖學知識,而且為培養學生的思維方法和動手能力以及養成學生良好的專業素質打下了基礎。本文按地方應用型高水平本科院校建設要求,結合多年來的教學經驗,從課程的教學理念、教學目標、教學內容、教學模式、考核制度以及教材編寫等多方面討論課程的教學改革,以期形成一門理論知識教學與實踐應用緊密聯系的課程,使學生通過該課程的學習既能掌握扎實的理論基礎知識,又具有很強的實際應用以及處理實際問題的能力,培養符合市場和社會需求的高層次專門性人才。
[1]汪洪峰,汪建利,宋娓娓.應用型本科機械制造工程課程建設及教學研究[J].黃山學院學報,2014,16(5):121.
[2]楊咸啟,褚園.機械工程制圖應用教程[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2012:1-315.
[3]楊咸啟,褚園.機械工程制圖應用教程習題集[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2012:1-221.