基于認知規律的《機械制圖與AutoCAD》課程教學改革

張惜君

(江蘇省江陰中等專業學校機電工程系，江蘇 江陰 214400)

0 引言

《機械制圖》作為機械工程領域的通用語言，主要講述識讀和繪制機械零件和裝配圖樣的原理和方法，對于五年制高職學生，要求掌握識讀和繪制機械圖樣的基本知識、方法和技能，能夠識讀和繪制簡單的機械零件圖和裝配圖。AutoCAD是美國Autodesk公司開發的一種計算機繪圖軟件，它具有強大的繪圖、編輯和修改功能，能夠快速、準確地表達各類機械圖樣，極大地提高了工程繪圖質量和效率，目前廣泛應用于機械、建筑、電工電子、服裝等領域。目前，機械制圖和AutoCAD的課程教學尚未實現有機融合，導致課程內容重復、課時增加、學生學習負擔重、教學效果差等一系列問題，既不能實現對學生識讀工程圖紙能力的有效培養，也不能實現對學生手工繪圖水平和計算機繪圖技巧的有效提升[1]。

本文以培養“現代班組長”型高素質技能人才為目標，針對當前五年制高職學生的特點和認知規律，本著“知識夠用，技能實用”的原則，整合優化兩門課程的教學內容，改進課堂教學方法和課程評價體系，對機械制圖及AutoCAD課程進行課程教學改革，并通過具體的教學實踐取得了較好的成效，為該類課程的改革提供了一定參考。

1 高職學生特點及認知規律分析

1.1 五年制高職學生學情分析

與普通高職院校的學生一樣，五年制高職學生的價值觀、人生觀主流是積極向上的，他們充滿朝氣、好學上進，動手能力、專業技能和適應能力都比較強。但由于大多數五年制高職學生就讀于聯職院的分院或辦班點的中職學校，缺乏相應的學習氛圍熏陶，他們又存在著以下幾個鮮明的特點：

(1)思維活躍，追求自我個性

當前的五年制高職學生多為95后甚至00后，作為信息爆炸時期出生的新生代，他們普遍思維活躍，遇事有自己的想法和主張，并主動愿意發表個人的見解和主張，對公正、榮譽和誠實等有自己的評判標準。注重對自我個性的追求，在生活學習中強調自己的個性行為，不愿意接受集體的約束，喜歡受到家長、老師和同學等的照顧，但遇事有自己的主張，且情愿與教師等管理人員公然對抗也不愿放棄自己的想法。

(2)不喜思考，動手能力突出

大多數五年制高職學生不善于思考、分析問題，遇到問題無法準確分析產生的原因和應對措施，往往只能求助于老師或家長。但是這些學生在學校開展的活動和社團中，工作表現積極認真，對于專業實踐課程中的動手操作表現也十分突出， 不僅能夠按時保質保量完成老師布置的實踐任務，而且能夠主動幫助有困難的同學，并對自己感興趣的先進專業技術表現出極大的熱情，刻苦鉆研，努力做到最優最好。

(3)基礎薄弱，專業學習困難

作為初中升高中的“淘汰選手”，他們的文化基礎相對而言比較薄弱，由于初中時期未能形成良好的學習習慣，學習能力一般。讀五年制大專僅僅是因為文憑或者應付父母，少數甚至是因為家長認為年齡太小而找個地方“熬年齡”。在專業課程的學習階段，表現為對專業理論課程學習的積極性不高，上課沒心思聽講也聽不懂，下課不愿意復習、完成作業，對網絡、游戲的興趣遠高于專業知識的學習。

(4)主動性差，缺乏上進心態

部分五年制高職學生的學習主動性很差，屬于“被動型”人格。他們到課堂聽課，主要是因為學校紀律的約束，對專業知識不感興趣，上課也不專心聽講，對學習沒有明確的目標。對待學習、生活中的事情缺乏主動性，老師布置了怎么做就怎么完成，不能承擔責任，遇到困難就退縮，好高騖遠，不能腳踏實地做好本職工作，且缺乏遠大的志向和上進心，沒有合理的職業生涯規劃，畢業了服從父母的安排找個安逸的工作。

1.2 認知規律在教學改革中的作用

所謂認知規律是指個體在通過感覺、知覺、表象、想象、記憶、思維等形式，把握客觀事物的性質和規律的認識活動中客觀存在的規律[2]。機械制圖與CAD課程的學習過程也是一種認知過程，具有其特定的內在規律，在開展課程教學中，需要學生進行理論學習、實踐操作、深化學習和實踐技巧提升，具有典型的“認識、實踐、再認識、再實踐”認知規律。因此，我們要加強對五年制高職學生認知規律的認識，依據學生在機械制圖與AutoCAD課程的認知過程中需要解決的機械圖紙是什么樣的、零件為什么是這樣表達、應該怎樣識讀圖紙、自己應該怎樣畫等問題，有針對性地進行課程教學設計，整合這兩門課程的教學內容，改進課堂教學方法和手段，優化課堂組織安排，創設良好的課堂學習氛圍，提高學生學習積極性和課堂教學質量。

2 機械制圖與AutoCAD課程的關系

2.1 機械制圖是AutoCAD的基礎

《機械制圖》和《機械設計基礎》是機械工程領域最重要的兩門基礎課程，尤其是《機械制圖》，可以說是聯系機械工程各學科的重要橋梁和紐帶，它所講授的內容是識讀和繪制機械圖樣中所使用到的原理和方法，如國家標準、三視圖、標準件、零件圖和裝配圖畫法等，這些也是在該課程教學中學生必須掌握的內容[3]。而AutoCAD是一款功能強大的計算機輔助繪圖軟件，它具有很強的實用性，為機械工程圖紙的繪制提供了很大的便利，但是AutoCAD軟件并不能獨立存在，它所繪制的機械圖紙仍必須遵循國家制圖標準、三視圖的基本投影規律和相關畫法，只有建立在機械制圖基礎之上，AutoCAD軟件才能發揮它強大的實用功能。所以，機械制圖課程是AutoCAD課程的基礎，二者存在相互依存的關系。

2.2 Auto CAD是機械制圖的補充

目前，我國關于機械制圖的理論依據和標準已經相當完善，相關技術發展也日趨成熟。但隨著科學技術的不斷發展，尤其計算機技術的高速發展，使得國外的機械領域實現了無紙化設計和加工。任何事物的故步自封都有可能面臨淘汰的危險，機械制圖技術也是如此，對于內容如果不加以調整和拓展，那課程的實用性就無法保證。實踐表明，學生對使用計算機繪圖的熱情和積極性遠高于手工繪圖，且計算機繪圖的精確性也遠高于手工繪圖。因此，在機械制圖課程教學中，學生掌握手工繪圖方法后，可以采用AutoCAD軟件技術彌補傳統機械制圖中的缺陷，提升學生對本課程的學習興趣和積極性。所以，AutoCAD課程是機械制圖課程的有效補充和發展趨勢。

3 基于認知規律的課程教學改革

3.1 教學內容的整合優化

根據五年制高職機電類專業人才培養目標，經過對這些學生學情和認知規律，以及兩門課程之間相互關系的分析，以就業為導向、以能力為本位，本著簡單夠用的原則[4]，注重時代發展的需求，對原有的教材和教學計劃進行相應調整，整合優化課程內容，具體內容如下：

(1)課程基本知識和技能，包括課程基本要求、制圖國家標準、AutoCAD基礎知識，如點、線、面的投影、用戶界面、繪圖環境設置、圖層和基本命令等；

(2)組合體三視圖及尺寸標注，包括畫組合體三視圖的方法、尺寸標注，AutoCAD軟件繪圖和編輯命令，以及使用AutoCAD軟件繪制組合體視圖并標注尺寸；

(3)機件的各種表達方法及其應用，以及AutoCAD軟件中機件表達方法的繪制練習；

(4)螺紋連接、齒輪、鍵、銷連接等標準件和常用件，使用AutoCAD軟件繪制標準件和常用件以及標準件庫的調用；

(5)典型零件結構工藝、視圖表達方法(包括視圖選擇、尺寸標注、極限與配合、表面粗糙度、形位公差等)以及零件圖識讀方法，使用AutoCAD軟件繪制完整的零件圖；

(6)簡單裝配圖的識讀，以及在AutoCAD環境中使用零件圖拼畫簡單裝配圖。

3.2 教學方法的改進提升

3.2.1 根據學情實施分層教學

為切實提高機械制圖與CAD兩門課程的教學改革效果，在課程教學實施中采用分層教學法。首先，采取學做交替、分段遞進、循序漸進的方法來實施教學，具體實施可以將本課程的教學分成基本理論教學和項目實踐教學兩個不同層次的階段進行，其中基本教學階段是基礎，項目實踐教學是對前面學習階段的檢驗，在各個階段的教學過程中對學生完成情況做出相應的評價反饋，以便于進一步教學的開展。其次，為了課程能按流程有效實施，進行合理的分組也顯得非常重要。通常班級學生的學習能力，理解能力和動手實操能力都是參差不齊的，以往的自愿組合分組容易造成兩極分化，因此，在課程實施中任課教師要按照班級學生的學習、動手操作、語言表達和組織協調能力的不同，親自進行合理的安排、分組。最后，針對學生具體的理解和接受能力，采取分層教學的策略，具體學生具體教學，對于課堂內容掌握和應用較為熟練的同學，要求他們以自學為主，教師適當指導點撥，提前完成工作任務；對于課堂內容掌握和應用一般的同學，要求他們對知識點鞏固提升，教師給予指導，促進他們對學習內容的深化；對于少部分學習困難的同學，教師應對他們進行重點指導，并安排學習效果好的學生輔助指導，促進學生的共同進步。

3.2.2 利用多媒體演示教學

在機械制圖與CAD的教學過程中，通過使用虛擬模型、Flash動畫和實物演示等多媒體教學手段，可以將課程中抽象的繪圖理論更加形象地表達出來。如復雜機械結構的全剖、半剖表達方法，可以采取較語言更加直觀、立體形象的虛擬模型傳達給學生；標準件和常用件的結構、繪圖過程和加工裝配，可以通過E-drawing、Flash動畫等更加直觀、逼真的演示播放[5]；利用UG、SW等軟件構建簡單機構的虛擬模型，制作虛擬裝配動畫，使學生能夠更直觀的了解機構裝配過程，培養了他們的空間想象力，且課堂教學效果活潑、生動。此外，在講授制圖相關知識點時，還可利用AutoCAD軟件進行授課，減少教師課堂手工繪圖工作量，把兩門課程的內容穿插起來講授，提高了課堂教學效率。

3.2.3 注重學習習慣的培養

整合后的機械制圖與CAD課程最大的特點是注重實踐操作、強調對學生學習習慣的培養。因此，在課程教學中任課教師不僅要向學生講授制圖理論基礎和基本學習方法，充分發揮學生的主觀能動性，引導他們展開思維想象，安排大量的識圖和繪圖訓練，將學生的實踐動手能力和空間想象能力培養起來，并強調學生要嚴格要求自己，遵守有關國家制圖標準，促進學生養成良好的學習習慣和嚴謹的工作態度。此外，在教學實施到一定階段，為了提高學生的學習興趣，任課教師可以采用企業的實際項目，學生以小組為單位參與實踐，利用AutoCAD軟件設計簡單的機械產品，這樣不僅讓學生在專業拓展活動中鞏固了所學知識，進一步提高學生空間想象和動手操作能力，也引導了學生對創新能力的培養。

3.3 課程評價體系的改革創新

機械制圖與CAD課程的評價改變了以往側重于結果性評價、以考試和平時作業考核為主的課程考核模式，注重過程性評價，建立了由個人自評、小組互評、教師評價相結合的過程評價體系，并采用知識、能力、過程一體化的課程評價方式，強調對學生學習習慣和職業能力的培養。本課程的具體考核內容包括：成績100%=過程考核70%+期末考核30%，其中過程考核包括個人自評20%、小組互評30%、教師評價50%，期末考核注重機械制圖基本理論、國家標準的考核。

此外，在對學生開展過程評價的課程教學實施中，教師的評價不僅要考核學生知識點掌握情況、手工或AutoCAD繪制的機械圖紙質量，更要關注學生在課堂上的行為表現、圖紙繪制過程中操作的規范性和熟練性、小組同學間交流合作、對所學知識點的運用以及吃苦耐勞精神等諸多方面，結合個人自評、小組互評給予綜合性的評價，以此引導學生重視整個教學過程，更利于他們的職業習慣的養成和未來發展。

4 結語

機械制圖與CAD技術類課程的教學改革是一個持續、動態、循環反復和逐步完善的過程，隨著CAD軟件技術的不斷發展，開展機械制圖課程的教學改革，將CAD繪圖技術融入課程教學，是制圖類課程教學改革發展的必然趨勢。綜上所述，五年制高職機械制圖與AutoCAD課程的教學改革，應當準確把握當前學生特點和認知規律，順應企業對專業技術知識的最新要求，以就業為導向、以能力為本位，從切實提高學生讀圖和繪圖能力出發，將兩門課程的內容進行整合優化，開發配套網絡課程資源，改進課堂教學方法和手段，創新課程教學評價體系，有效地提高了課堂教學質量，有助于激發學生的學習積極性，培養學生的專業技術應用、職業實踐和創新能力，為企業培養更多的“現代班組長”型高素質技術技能應用人才。