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《机械制图》与计算机绘图的模块教学研究
作者：朱文玲
关键词：机械制图；计算机绘图；整合；模块教学
随着科技进步和计算机技术的发展，特别是计算机绘图水平的不断提高，中等职业学校传统的《机械制图》课程面临前所未有的挑战与机遇。而《机械制图》作为机械类专业的专业基础课，是学生学习其他专业基础课和专业课的先行课程。在教学实践中，学生普遍感到这门课程内容抽象难学，再加上目前中专学校的生源质量严重下滑，因此，学生学习起来更是感到困难重重。如果能充分利用计算机绘图形象、生动的特点，将其与传统制图课程整合成若干模块后进行教学，学生就能直观、便捷地学习制图理论，就会极大地改善教学效果。
机械制图与计算机绘图整合的研究背景
从教学方法、教学手段和教学内容看，传统的机械制图教学主要强调手工绘图，而利用计算机技术能快速、准确地绘制工程图样，极大地提高绘图速度，增强图纸的美观性和准确性，并在图纸的重复利用、保存和管理方面显示了手工绘图所不能比拟的优越性。这一切都使以手工绘图为主的传统图学课程面临巨大的挑战。
工程图学的教育工作者一直在考虑如何在传统的机械制图课程中融入计算机绘图，以一种什么样的方式进行融合才是最佳方案。自上世纪90年代末开始，就有人开始探讨这一课题。但到目前为止，针对中专学校特点所进行的相关研究很少，而中专学校的学生素质、课程要求与高校有一定的差距，教学安排与实践均不能照搬高校的做法。
目前，在传统制图中加入计算机绘图主要采用以下三种模式：（1）添加式。在传统机械制图教材中增添几章计算机绘图知识。这种方法简单易行，操作简便，但由于学时安排少，根本无法深入学习，效果很不理想。（2）分离式。将计算机绘图单独列为必修课或选修课。这种方法突出了计算机绘图的重要性，但与机械制图在学习时段上是分离的，甚至相隔1~2个学期，极易造成机械制图的投影原理与计算机制图技术运用方面的脱节，达不到预期的教学效果。（3）整合式。将机械制图与计算机绘图整合成一门课，先后或同时介绍机械制图与计算机绘图。经研究比较和试行发现，这种方法能将两门课程较好地结合起来，使学生达到最好的学习效果。
机械制图与计算机绘图教学整合的思路
要将机械制图与计算机绘图整合成一门课，首先要理顺二者之间的关系。前者主要讲授制图原理，研究在平面上表达空间物体的图示方法；后者的投影原理、视图表达、工程图的表达方法及制图标准，均与机械制图中的图学基础一致。由此可见，机械制图原理是计算机绘图的基础。实践证明，只有掌握机械制图原理的人才能绘制出符合工程需要的图样。从培养目标看，机械制图的最终落脚点是绘图和读图，而计算机绘图为绘制机械图样提供了先进的方法、手段和工具。对学生利用计算机准确、高效、快速地绘制图形进行必要的引导，学生才能适应工程技术发展的要求，在以后的就业竞争中取得主动。
本教改项目主要研究如何将原先分开授课的两门有着内在关联的课程整合成一门课程，并加强关联课程之间的整合和渗透，提高学生对知识掌握的综合性和复合性，以达到最佳的学习效果。具体做法是将教学内容整合为六大模块——国家标准、画法几何、标准件、零件图、装配图、三维轴测图。每一模块先进行传统的理论教学，再进行计算机绘图教学。学生通过一个模块的学习后，既掌握了制图原理，又能利用计算机完成原先需要手工绘制的图形，充分体会到现代技术的优越性。如果在计算机绘图中发现图形不符合国家标准，学生能从制图原理中去寻找答案。
机械制图与计算机绘图模块教学的实施方案
将机械制图与计算机绘图整合后的模块教学的教学目标是：学生掌握基本的绘图技能，培养学生自主学习、自由思考的个性化素质和独立解决实际问题的多样化创新能力。
原教学计划中独立的《机械制图》安排200学时，《计算机绘图》安排100学时。整合成一门课后，在不增加总课时的情况下进行如下安排：
在实施过程中应注意以下几方面的问题：
教学内容按顺序或交叉进行每一模块的教学内容分成理论教学和上机绘图两部分，但这两部分内容并不是在每一模块中都按先理论后上机的顺序来进行。有的教学模块需要将两部分内容进行交叉教学，以达到更好的教学效果。如“画法几何”模块，内容较多，可对其再次进行划分，每一细分部分的内容可按顺序或交叉进行教学，让学生反复体会手工绘图和上机绘图的异同和各自的特点。
教学模块的实施重点和难点在模块教学过程中，一定要把握好各教学模块的重点和难点（具体见上表）。
进行模块教学需要重新建立测评体系建立以实践操作为主，笔试为辅，综合考核学生的学习效果的新测评体系。每一模块的教学结束后，均要进行理论和上机的测试，将两部分成绩折算相加作为这一模块的成绩。把六个模块的总成绩进行加权平均（每一模块根据内容的比重大小和重要性赋予不同的权数），作为这一门课的总成绩。其中还可规定如果有若干模块成绩不达标，这一门课就需重修。这样的测评体系，可以让学生在每一模块的学习结束后都有成绩，成绩优秀的可获得继续学习的动力，成绩不理想的学生可以在今后的模块学习中发奋赶上。学生不会因为一次失误而影响最后的成绩，学习积极性就会大增。
在三个学期的教学实践后，我们就这种新型教学模式的运行情况在学生中进行了调查。赞成这种教学模式的学生达到90%以上，他们认为这种教学模式对机械制图的学习有极大的促进作用。在教学过程中，学生很少出现遗忘相关知识点的现象，改变了过去知识割裂的状况。
模块教学实施过程的环境要求
教材要配套建设应该组织编写配套教材，教材应在对传统工程制图内容分析优化的基础上，将计算机绘图与工程制图有机融合为一体。教材中要有与教学内容相符的计算机绘图上机练习内容。
学生考核形式要更新不能只是单纯的知识考核，应建立起以能力为核心，知识、能力、素质相结合的考核制度，并结合笔试和机试进行综合考试。
需要重视师资力量的培养任课教师应具备一定的计算机绘图和图学理论知识。因此，教师应立足现实，面向未来，勇于实践，敢于创新，不断提高自己的专业素质。
计算机硬件技术要有保证课程内容改革是关键，硬件环境是基础。除了要配备专门的计算机绘图室，还需进一步加强软件、硬件建设和开放实验室建设。开放实验室可以为学生提供更多的CAD实践机会，有利于不同层次的学生根据自身情况开展个性化实验，对培养学生的创新能力很有必要。
应针对学生层次进行不同的教学我们下一步的设想是：模块教学结束后，可以根据学生学习情况、考核结果和学生意愿，开设选修课“三维造型”，让部分学生更进一步学习使用新技术，逐步实现由二维到三维、再从三维到二维的过程，并设法与数控机床联接，输出程序编码。由此提高学习的技术含量，适应现代加工技术的发展。
通过两年的模块教学实践，笔者认为机械制图与计算机绘图整合的模块教学有如下几方面的效果：
提高了教学效率作为一门专业技术基础课，机械制图课程占有很重要的位置。学生通过对比，对机械制图课程有了新的认识，希望能在屏幕上画出规范、整洁的比手工图纸更漂亮的零件图和装配图。整合后的模块教学可以看作是学生综合素质教育的重要一环，使学生在掌握基本理论和基础知识的同时，加强了图形思维能力和构形能力的培养。计算机绘图高效、精确的特点，减轻了学生手工绘图的劳动强度，也使学习过程变得生动有趣，极大地激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率，避免了内容重复，达到了事半功倍的效果。
培养学生自学能力，提高学生自身素质由于时间的限制,在教学过程中教师只能尽可能多地介绍有关的绘图和编辑命令，但不可能全部讲解，这就促使学生利用课余时间通过自学、上机来补充课堂内容的不足，并自觉比较两种绘图手段的差异。
促进教师提高业务素质和教学质量作为技术基础课教师，要想教好这门课，一定要将计算机绘图和机械制图衔接好。而教师自身的业务素质首先要过硬，由此促进教师积极学习计算机知识，并积极进行新教学模式的试点。这样就会带动相关课程教师的整体业务水平的提高。
项目具有新颖性、先进性与实用性在同级同类学校中这种教学模式还没有，大多还是进行分离式教学。而这种教学模式，让学生既学会了手工绘图，又掌握了计算机绘图的方法，更符合过程设计计算机化的要求。同时，这种教学模式的建立是在机械制图课程内部进行调整，不与其他教学内容发生冲突，在课时安排和上机实验等方面较易安排。
尽管模块教学的效果受多种条件的影响，但这仍是图学工作者不断探索和研究的方向。特别是作为职业学校的制图教师，更应立足现实，勇于实践，敢于创新，为社会培养出掌握现代技术的合格人才。
参考文献：
[1]尚凤武.计算机绘图[M].北京：中央电视大学出版社，2000．
[2]毛之颖.机械制图[M].北京：高等教育出版社，1998．
[3]刘文杰，康东.中文版AUTOCAD 2004机械设计培训教程[M].北京：人民邮电出版社，2005．
作者简介
朱文玲（1969—），女，广西桂林人，广西二轻工业管理学校讲师。