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機械制圖教學案例范文1
關鍵詞:機械制圖;AutoCAD;教學;結合
一、在機械制圖的教學中要用最現代直觀的教學手段,調動學生的積極性
機械制造業是我國GDP的主力軍,機械專業是國家職業教育的重點建設專業?!稒C械制圖》對中職在校生的專業學習,培養合格的現代化人才有著極其重要的作用和意義。
隨著計算機的發展CAD在制圖方面有著極其重要的作用。它具有高效率、高質量、直觀性強等特點。給學生帶來耳目一新的感覺,對提高學生的學習興趣和自信心有著積極的作用。把機械制圖與CAD有機的結合是一種新的教學趨勢。
二、傳統機械制圖和AutoCAD的教學現狀
很多學校都開設有機械制圖和CAD課程,但都是分開進行教學的。這樣CAD軟件的優點往往不能與機械制圖的教學很好的結合起來。在機械制圖的教學中,學生的三維空間想象能力不足,模糊不清。在CAD的教學過程中,多數學生存在制圖理論薄弱,使CAD的教學難以推進。所以,應把機械制圖與CAD軟件有機結合起來,相輔相成,這樣才會有事半功倍的效果。
三、傳統機械制圖與現代CAD有機結合的教學模式
(1)合理調整學科體系
將機械制圖與CAD有機的結合,有利于教學計劃的整體優化。保留正投影的基本理論和組合體的表達方式,適當精簡幾何作圖的內容,增強學生徒手作圖的能力。調整教學內容和次序,軸測圖適當分散到各章節中,機械圖樣切合現代新技術;將兩門課程有機的結合起來??傊?,讓學生掌握傳統機械制圖的精華,同時掌握針對性的新知識,保持旺盛的求知欲及學習興趣,更好發揮本學科的社會功能,為今后創造性設計打下基礎。
(2)采用分段模塊教學
將機械制圖和CAD經過概述及探索后,結合機械制圖學科體系,把CAD課程分為三大模塊,穿插在機械制圖中,從二維平面圖形到三視圖到實際的機械圖樣,一步步的完成,在每一模塊中,安排一定的CAD繪圖編輯命令,并根據這些命令選擇相應的案例。具體安排如下:
第一模塊為二維平面圖的繪制,要求掌握直線、圓、圓弧、橢圓、正多邊形等,同時學會使用刪除、復制、剪切等基本編輯命令,并初步了解繪圖輔助工具,穿插簡單的對象捕捉方法。當然每個模塊還可以分成更具體,更靈活的小模塊,每個模塊都有相對獨立性和可連接性,每個模塊都有明確的目標,相對獨立的內容和確定的考核標準。須注意的是,模塊式教學應精選教學案例,每一案例要包含一定量的命令,多個案例相互銜接,以保證對模塊所有命令能進行反復演示機操作練習,讓學生得到充分的訓練。
第二模塊為投影作圖階段,講解圖層的設置及作用,增加構造線及多段線命令,更多的使用復制和鏡像等編輯命令,合理操作圖案填充及夾點快速編輯。投影作圖部分是機械制圖的一大難點之一,這部分是學生由二維平面作圖思維轉向三維空間作圖思維的關鍵,是建立空間想象能力的關鍵階段。應適時通過CAD軟件教學來突破制圖中的難點,教師可以利用軸測圖和三維效果展示空間立體,運用模型空間與圖形空間的轉換,幫助學生完成由圖到物,由物到圖的過程,并更加清晰、深刻地掌握視圖的“三等”關系,充分發揮AutoCAD的工具效能,提高教學質量。
第三模塊為機械圖樣部分,以裝配圖的形式來加強學生學習文字的創建和編輯,掌握普遍的、常用的繪圖命令及編輯命令。并注重標注及標注樣式的修改。AutoCAD是現代化科學信息的產物,必須創造條件,帶領學生到多媒體教室及計算機機房等現代化實訓場所,特別是在計算機網絡機房,教師不用離開座位即可通過教師機向學生進行演示,同時也可以實時觀察學生的學習進度及效果。實現機前講課,邊講邊練,并隨時對每個學生進行單獨輔導與檢查,且每個學生所繪制的圖樣及過程都可以對其他學生進行演示、討論,即增加了讀圖容量,又提高了每個學生的自信心,活躍了學習氣氛。
四、教學目標要體現行業需要
機械制圖的學習要以行業需求為立足點,實踐實訓內容要與生產加工緊密結合。因此,可以從實際加工意引用一些圖紙,培養學生的識圖能力。同時還可以采用實際加工零件,要求學生自己測量,并手繪草圖,然后用CAD軟件規范繪圖,在此之中,部分掌握好的學生甚至可以直接用CAD繪圖,修改也容易,圖面美觀,出圖效果好,準確率大大提高。一般學生基本能測繪出臺虎鉗、三抓卡盤等機件的全部圖紙,部分掌握較好的學生能用數天時間就完成葉片泵或齒輪泵的整套圖紙。還有學生可以獨立設計一些生活常用小零件的圖紙,如耳機、u盤、手機殼等。實踐表明,學生的機械制圖能力有了明顯的提高,AutoCAD也成了學生喜愛的課程之一,為今后專業課程設計打下了堅實的基礎。
五、總結
機械制圖教學案例范文2
【關鍵詞】高職教育 Autocad 一體化教學 教學改革
高等職業教育培養目標是以社會職業崗位的實際需要為培養依據,強調應用性,突出綜合實踐能力的培養。一體化模式重在把理論與實踐相結合。根據職業教育的人才培養目標要求,在教學實施中,不僅要求學生掌握一定的基礎理論知識,更要強調學生的實踐能力以及分析問題與解決問題能力的培養,以提高學生的綜合職業能力。
一、《Autocad》課程實施一體化的必要性
筆者通過多年對《Autocad》課程的教學情況及教學效果的研究分析,盡管教師非常努力,但學生對《Autocad》課程的學習興趣與本課程的培養目標有相當的距離。Autocad課程教學必須打破理論與實訓的界限,將Autocad課程的理論與實踐教學融于一體,教學場所直接安排在計算機機房,為Autocad課程教學目標和教學任務的實現提供便利條件。師生雙方通過邊教、邊學、邊做,理論和實踐交替進行,充分激發學生學習的積極性與主動性,突出學生動手能力和專業技能的培養。
二、設計教學情景,建設一體化專業教室,極大提高學生的學習積極性
一體化教學是當前高職院校課堂教學值得提倡的一種新的教學模式,教師在其中起到主導作用,將新的教學思想、教學理念和教學方法引入“一體化教學”模式,建設一體化教室,把教室建設成講、練結合的教學場所,滿足集中講解與分別訓練相結合的教學要求,實現邊練、邊講。這樣教師就可以隨時將理論教學與實踐操作訓練穿行,這種教學活動可以更好地將知識與技能緊密聯系,增強學生的直觀體驗,激發學生的學習興趣,達到提高教學質量和效果的目的。在這樣的學習情境中,學生處在一個真實互動的學習環境中,有助于促進學生獲得對一個知識領域的生成性理解。教師在這樣一個學習情境中針對學生學習過程中出現的難點、問題以及失誤、挫折能及時地做出積極反應,幫助學生修正自我建構的路徑和方向。
三、建立一體化教學的全真教學新平臺,探索“做中學”的教學模式
我們經過多年的探索和實踐,對《Autocad》課程教學進行四個“一體化教學”,即:機械制圖與Autocad融合教學一體化;教材、習題集、教學大綱及教學計劃所貫穿的思想和內容一體化;傳統教學方法與多媒體教學方法一體化;教學場地(教室、制圖室、多媒體、計算機繪圖)一體化。將普通制圖室轉變成集多媒體設備、黑板、學生用繪圖板、教學模型展示柜等綜合性一體化專業教室。采用全方位的一體化教學,其優點是:①在較少課時的條件下,使學生既掌握Autocad的基本命令,又強化計算機繪圖能力,與企業生產要求相吻合,適應高技能人才可持續發展的要求,省時高效;②調動了學生的學習積極性,培養學生學習Autocad的興趣,變厭學為想學;③采用生動鮮活的多媒體課件教學有助于培養學生的空間想象力和空間思維能力。
四、精心編制一體化教材,設計案例式一體化課程
教材是組織教學的基本資源,編寫好一體化教材是進行一體化教學的前提條件。Autocad一體化教材的編寫既要符合職業標準的要求,又要突出實用性。理論部分要簡明,技能部分要具體。語言要生動有趣,信息量要大,要盡量多用圖示和案例。一是案例設計必須典型,要能涵蓋Autocad課程的相關知識點,并且把相關知識點做適當的描述和解釋;二是案例要具有實踐性和情景性,要與現實中的工作過程相吻合;三是案例應具有針對性,教師應針對學生的接受能力來選擇或設計教學案例;四是案例應符合行業標準,體現職業教育的特征,與生產實際緊密結合,學生要對所學知識真正能融會貫通,需要到生產實際中通過體驗和感性認識而內化知識和技能。同時為了提高學生的操作技能,除了精心編寫教學案例以外,還要設計大量供學生進行上機操作的案例習題庫,讓學生在大量的上機練習中不斷強化軟件的操作技能。注重對學生操作能力的培養,充分考慮操作能力培養的層次性、系統性、先進性和完整性,內容力求實用、新穎,對各種操作編寫大量的實例,并配上相應的操作參考步驟,深入淺出,易學易懂。
五、采取任務驅動教學方法,將真實工程項目與學習任務一體化
在cad課程中運用任務驅動教學方法,可以讓學生在一個個具體的工程項目圖形任務的驅動下展開小組研討,開拓和挖掘學生學習的潛能,然后再由教師引導學生由簡到繁、由易到難,循序漸進地完成一系列的“任務”。在cad課程教學中采用任務驅動教學方法,可以結合專業的特點,充分體現教師的主導作用,發揮學生的主體作用,更好地培養學生的創新意識和創新能力,培養出時代所需的創新型人才。
總之,在《Autocad》課程教學改革中采用一體化的教學模式,打破了傳統的理論知識和實訓操作技能分離的教學模式,充分發揮學生的主體作用,把教學的著力點放在引導學生“學和做”上,注重現場教學、講練結合,運用案例分析教學模式,實施任務驅動教學模式,探索培養學生“學中做”“做中學”教學模式,強化學生能力的培養,有利于學生理解理論知識和掌握實際的實訓操作技能。
【參考文獻】
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機械制圖教學案例范文3
關鍵詞:UG軟件;職工培訓;教學
三維建模軟件Unigraphics(簡稱UG)是德國西門子集團公司的集CAD/CAM/CAE于一體的軟件系統,具有強大的三維造型、運動仿真與分析以及輔助加工功能,在航空航天、汽車、通用機械及模具等行業都得到了廣泛應用。
在企業職工中開設“UG及其應用”課程,針對機械設計制造及其加工特點的UG軟件學習,對機械加工行業企業職工提升職業技能方面有良好效果,有助于提高企業勞動生產率和產品的技術附加值,增加企業市場競爭力。
一是借助UG軟件形象直觀特點,加深職工對機械制圖知識的認識和了解,強化職工的基本理論和基本技能。
二是使用UG可以轉變產品設計制造過程,實現數字化產品開發。
三是借助UG軟件的有限元分析、運動仿真等模塊,使廣大職工掌握現代設計制造技術和應用。
1.開展UG軟件職工教學培訓的原則
(1)統一要求與因材施教相結合。職工培訓是一種以提高業務能力、崗位能力為目的的教育教學活動,培訓工作面向全體職工,既要規范機制,統一計劃,全面提高培訓質量。又要注意到職工基礎和能力的差異以及業務水平的參差不齊。因此培訓要兼顧職工的個體差異,按照“實用、實際、實效”的原則,按需施教,合理安排培訓內容,采取不同的教育措施,使每個職工都有所發展。
(2)課堂教學與課后練習相結合。首先要明確課程要達到的培訓目標和培訓任務,制定詳細的課內課外相結合的教學計劃。在課堂教學中,教師采用多種教學辦法,深入淺出地講解知識理論、基本原理、方法步驟和工程應用。職工在教師的指導下,完成基本的課堂練習。課后有針對性、系統地布置練習任務,要求職工自己練習,并要求提交作業。
這樣每次上課都成為一個獨立的單元,職工在這個過程中自由發揮,獨立完成任務,通過教師介紹的方法和自己查閱資料、職工互相討論或者直接向老師提問等多種方式相結合,通過實際操作完成任務,從而讓職工對軟件也逐漸熟悉起來。
(3)培訓內容要實用性和前瞻性相結合。職工培訓要密切結合企業職工的文化技術狀況和生產經營實際,需要什么培訓什么,用什么學什么,發揮職工培訓針對性強、見效快的特點,通過培訓,職工能較快地將知識應用到生產實際中去。同時培訓要面向未來?,F代科技日新月異,新技術層出不窮,知識技術更新速度加快。職工培訓要緊跟技術發展的前沿,要有超前意識,縮短新技術的開展和應用的過程,為企業的生產和經濟發展打下堅實的基礎。
2.UG軟件教學計劃設計
2.1課程特點與要求。UG是一門應用性、實踐性很強的課程,具有靈活、三維想象豐富等特點。因此,在學習過程中,要邊學理論邊實踐。要求職工具備《機械制圖》、《AutoCAD》平面繪圖等基礎知識后進行培訓。
主要教學任務是學習UG軟件中的繪制與編輯、實體建模、曲面建模、工程制圖、裝配的方法與技巧,使職工掌握CAD/CAM的基礎知識,具有CAD/CAM軟件應用的基本技能,能夠利用UG軟件進行一般復雜程度零件的設計與制造,能獨立進行機械產品的數控加工。
培訓的學時數包括講授與實驗課時兩部分在內,要靈活掌握,在講課過程中根據職工的情況可以增加或減少理論講解時間。
2.2教學計劃。教學過程中,以理論為輔、實踐為主。多訓練職工的分析、動手能力。由于課程的特殊性,授課與實驗應交叉進行,以邊講解,邊實踐的模式引導職工學習。課程教學總學時100學時,其中授課45學時,實驗55學時。課時安排雖然分為授課與實驗兩部分,但不嚴格區分;講授與操作結合,以職工能掌握好為主。
對于每章講解的重點計劃如下:
第一章:UG系統概論
了解UG系統的產生與發展、建模原理與特點。掌握UG軟件中文版的正確安裝方法。了解UG的建模,草圖繪制、工程制圖、裝配等模塊的功能。熟悉UG的工作環境及操作界面。
第二章:UG的基本功能操作
學習常用菜單命令功能及操作,學習對象操作功能,學習點、線、面的基本操作,學習UG坐標系和矢量操作,學習布爾操作及定位操作。
第三章:UG的曲線操作與編輯
學習簡單曲線及二次曲線的創建,學習曲線的常用操作及編輯功能。
第四章:草圖功能操作
學習草圖繪制的原理及基本功能,學習草圖的定位及尺寸約束功能。
學習UG基準特征、成型特征及擴展特征的創建,學會常用特征的操作及編輯。
第六章:UG曲面特征操作
第七章:零部件的裝配
學習零部件的裝配及裝配約束的建立,學習爆炸圖的生成。
第八章:工程圖模塊
學習工程圖的創建與視圖操作,學會剖視圖的創建、尺寸標注及符號標注。
實踐性教學環節要求:實驗安排以實體以及曲面的建模,掌握中等復雜程度零部件的建模并創建工程圖,生成數控加工程序和后處理,應用到加工中心上加工工件。
2.3課程考核。本課程的評價方案采用上機考試和生產實踐相結合、過程評價和結果評價相結合、理論評價和實踐評價相結合的形式。每個項目結束后進行考評,以實踐考核為主,理論考核為輔。主要考核職工的軟件應用能力和數控加工能力。
(1)考試方式:上機操作,車間試件加工工件。
(2)考核辦法:考試的評分標準以及平時上機成績占30%、課后習題占30%、考試成績所占比例40%。
(3)績效考核:考核時如果職工沒有及時完成任務,或者完成任務的步驟和效果完全雷同確認為抄襲,則視為考核不及格。將在績效考核中扣分直接和經濟利益掛鉤。
3.UG軟件教學案例
在講UG三維實體培訓時,主要利用軟件設計的便捷性和可視性,圍繞機械產品中的零件進行設計;利用UG強大的三維建模功能,結合國內外建模實例,和職工所在工廠正在生產的產品工件等實例介紹。
在UG中曲面操作比較復雜和具有技巧性在這里介紹一些關于曲面的教學案例。
一:直紋曲面
方法簡介:
用直紋曲面工具選擇生成曲面在選擇曲面線串時一定要注意線串方向一致,否則做出的曲面將會變形。
二:通過曲線
方法簡介:
用通過曲線工具選擇生成曲面通過曲線和直紋曲面的操作方法大致相同,唯一不同的是直紋曲面只能選擇二條線串,而通過曲線則可以選擇多條。并且注意在選擇線串時線串的方向要一致否則曲面將會變形。
三:掃描曲面
方法簡介:
用掃描曲面工具選擇第一條引導線第二條引導線第三條引導線。選擇第一條剖面線串第二條剖面線串第三線剖面線串確定。引導線串最多只能選三條最少選一條,剖面線串最少可以選一條最多可以選無數條。
案例的選擇以簡單實用為抓手,不要將問題復雜處理,使職工能樹立正確的建模思想,和學會便捷的操作方法為教學案例選擇的依據。
4.總結
通過實踐培訓,讓職工熟悉和掌握UG軟件對產品加工的應用。筆者也經常和他們進行經驗和心得交流。在每節課后,讓職工把完成的作業提交上來作為平時成績,以便讓所有職工都參與進來,不斷告訴職工UG軟件的實用性。這些培訓方法有效調動了職工的學習積極性,使職工在上課時能夠提升應用能力,尤其是職工能夠積極地參與到培訓活動中來,變被動地教為主動地學,充分發揮其主觀能動性,通過培訓,提高了職工的業務能力和實踐應用能力,這不僅能使每個職工業務能力和職業素質得到發展,而且也是三維CAD軟件培訓的有益探索。(作者單位:陜西科技大學)
參考文獻:
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機械制圖教學案例范文4
關鍵詞:三視圖;軸測圖;拉伸法;疊加法;切割法
三視圖是工業設計中表達和交流設計構思和方案的一種常用的工程技術語言,也是形成機械加工圖等技術圖樣的基礎。通過三視圖的學習,可以有效地培養學生繪圖、讀圖的能力,提高空間思維和想象能力,進而培養學生的技術素養和一絲不茍的技術品質。因此,三視圖就成為高中通用技術教學中的重點和難點。由于近年來高考對三視圖繪制的重視,我們有必要建立一套適合高中教學的三視圖讀圖和制圖的方法,其核心問題是如何由不完整的三視圖繪制軸測圖。筆者結合具體教學案例,提出三種由不完整三視圖畫軸測圖的方法。
一、拉伸法
(1)一般步驟:①根據三視圖,選擇最能反映工作結構特征的視圖(一般為主視圖)作為畫軸測圖的基本圖形。②結合另兩個視圖的特征,對基本圖形沿長、寬、高中某一維度進行拉伸(一般為寬度方向)。
(2)適用情況:工件上在長、寬、高三個維度中有一個維度處處相等,三視圖中有兩個視圖的最大封閉線框為矩形且內部圖線無斜線。
二、疊加法
(1)一般步驟:①根據三視圖,選擇最完整、最能反映工作結構特征的視圖(一般為主視圖)作為畫軸測圖的基本視圖。②根據基本視圖中的封閉線框的形狀及個數,結合三視圖長對正、寬相等、高平齊的關系,分析組合體由哪些基本體構成。③由拉伸法畫出各基本體的軸測圖。④對各基本體的軸測圖進行疊加,形成組合體的軸測圖。
(2)適用情況:三視圖中至少有一個視圖內有多個封閉線框,如上例中的主視圖。
三、切割法
(1)一般步驟:①根據三視圖,選擇最完整、最能反映工件結構特征的視圖(一般為主視圖)作為畫軸測圖的基本視圖。②根據基本視圖中最大的封閉線框,結合三視圖長對正、寬相等、高平齊,由拉伸法或拉伸法結合疊加法畫出有待切割的基本軸測圖。③由三視圖中已有的切割性特征圖線(斜線),如角部的切割線、內部的切割線等,結合三視圖長對正、寬相等、高平齊,對基本軸測圖進行切割。④對切割后的三視圖進行修整,擦除多余的線條,形成組合體軸測圖。
(2)典例分析:
例1.(2015年10月浙江高考選考16題)請補全三視圖中[如圖1(a)]所缺的3條圖線。
解析:①選擇主視圖作為畫軸測圖的基本視圖,由拉伸法作出待切割的基本軸測圖,如如圖1(b)所示。②根據主視圖右上角斜線和俯視圖右切斜線可以肯定,組合體的右前上方被切去一個角,如圖1(c)所示。③擦除多余的線條,形成組合體軸測圖,如圖1(d)所示。
(3)適用情況:三視圖中至少有兩個視圖內部有斜線或邊線中有斜邊、斜角的情況。
在實際的讀圖和繪圖中,這三種方法是層層遞進的關系:拉伸法建構基本體軸測圖,各組合體軸測圖疊加初步形成組合體軸測圖,根據視圖中的斜線進行切割以致最終完成組合體軸測圖的繪制。
例2.(2016年4月浙江高考選考16題)請補全三視圖中[如圖2(a)]所缺的3條圖線。
解析:①拉伸法、疊加法作出待切割的基本軸測圖,如圖2(b)所示。②根據主視圖左下斜線和左視圖右上角斜線可以肯定,組合體的前上方被切去一個角,組合體下半部分的左側被切去一個角如圖2(c)所示。③擦除多余的線條,形成組合體軸測圖,如圖2(d)所示。
在新高考改革和新課程理念的指引下,我們在三視圖、軸測圖的讀圖和制圖的教學中,應該以教材的內容、考綱的要求為基準,在此基礎上加以發展和提升。我們不需要過度地沉溺在題山題海的故紙堆里,而要授學生以漁,讓學生形成對三視圖繪制的技術素養、技術體驗和技術見識。
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機械制圖教學案例范文5
[論文摘要]高職課程中應用項目教學法教學,項目選擇是關鍵。要結合培養崗位技能所需,選擇綜合的、完整的、難度適中的、有實際應用價值的項目;實施項目教學法時,要鼓勵學生自己解決問題,通過自我教育獲取知識,培養學生的創新思維能力;通過一實際項目介紹項目教學法在《計算機輔助繪圖》課程中的應用。
《計算機輔助繪圖》是高職機械類專業的一門必修課,應用性強,發展迅速。主要培養學生應用AUCAD軟件從事機械制圖、機械設計的能力,這是從事機械設計、設備研發、設備改造等崗位所需的基本職業能力。有些高職院校將其與《機械制圖》課程整合為一門課程,本校作為一門獨立課程單獨設置。通過這門課程的學習,學生可以熟練應用該軟件進行機械設計和建筑設計,并可以參加信息產業部的AUTOCAD高新技術考試或者參加浙江省勞動廳的中級測試,獲得中級證書。
以往的傳統教學模式中,本門課程安排每周一到兩次機房教學,在教學設計上也基本都是采用講授一兩個繪圖工具后,讓學生上機練習的形式。這種形式的學習,學生積極性也較高,但是不能將所學知識與實際的工作任務結合起來,所學不曉所用,時間久了,自覺所學課程枯燥,喪失積極性。筆者采用項目教學法,將課程內容按照工作過程的知識組織來安排,使學生在課堂上就能得到生產現場的實際操作訓練,取得良好的教學效果。
一、項目教學法的實質
項目教學法,是一種通過組織學生真實地參加項目設計、履行和管理,完全在項目實施過程中完成教學任務的過程,它是一種以現代企業的職業行為為目標,強調對學生綜合能力作全面培養的一種教學方式。目前,這種教學方法在很多課程中得以廣泛應用并取得了良好的效果。項目教學法的實質是:以典型產品或服務為載體讓學生學會完成完整工作過程的課程教學模式;項目可理解為一件產品的設計與制作,一個故障的排除,一項服務的提供等。
項目教學中,項目的選定很重要,它應該以該課程的教學任務和應該達到的技能為目標,是該專業課程核心知識的模塊化,要求能突破課程的重點和難點以及知識的層次性,逐步提高學生分析問題和解決問題的能力。因此,首先要確定職業崗位需具備的基本知識和技能,由此出發設計項目要完成的任務或解決的問題;其次,項目應該是豐富的、真實的,應該具有足夠的復雜性,包含許多相互聯系的知識部分,而每部分又是很重要的;最后還應注重項目趣味性和實用性,這樣學生才能對項目提出一些相關的、有價值的問題來進行探討。
二、項目教學法在《計算機輔助繪圖》課程教學中的應用
(一)崗位職業技能需求分析
項目教學法的前提是依據企業需求劃分崗位技能,圍繞這些崗位技能提煉出相應的職業能力,以作為教學案例選取的依據,使得項目教學目標直接與企業需求、崗位技能需求相一致。缺少或忽略這一環節,項目教學法可能會失去其意義,項目案例的選取也會缺乏明確的指向性。
機械類專業學生將來就業的崗位主要是在企業中從事機械零件設計、制造、設備維修、改造及產品的售后服務等工作。這些崗位從業人員必須具備熟練的制圖能力、設計能力、制造能力等基本的職業能力。當然,還需其他的外語能力、計算機應用能力、創新能力、協作能力等方法能力和社會能力,這些能力的培養體現在專業知識體系結構中。學生通過學習專業課程中的各個知識能力模塊來提升自己的職業能力素質。
(二)項目的選擇
本課程主要是培養學生機械設計的制圖能力和設計能力。選用一個綜合類的大項目貫穿課程始終,用一些趣味性的具備即學知識的小項目穿插其中。項目為:繪制一級齒輪減速器的各個零件圖和實體模型并最終完成裝配圖的設計。
該項目特點是:1、始終圍繞對企業機械制造行業從事設計、項目改造類人員所需的崗位基本技能的培養來進行。2、基本涵蓋了全部二維繪圖和三維繪圖的教學內容。3、進一步提高學生對所學專業課程體系的認識。在項目中應用《機械制圖》和《機械基礎》課程中的知識,來實現軸、齒輪參數化設計及箱體裝配設計。4、難度適中并有一定的知識拓展空間,項目的選擇充分考慮了行業應用范圍及學生的興趣和接受程度。5、可鍛煉學生合作能力,項目采用分組形式進行,為學生提供個體研究和合作機會,使學生在協作過程中鍛煉社會能力。
(三)項目的實施
1、準備階段
1)項目開始階段,主要激發學生的學生興趣,讓學生了解項目與課程間的關系,做好項目分析。課程開始時,講述本課程的課程目標,介紹AUCAD界面及基本繪圖知識。先教會學生選擇對象方法、直線繪制及刪除對象命令。然后按照AUCAD的內容體系,以模塊方式布置任務。本項目共有4個模塊:繪圖準備、零件圖繪制、裝配圖繪制、零件的三維造型。
2)給學生放映應用減速器的機床工作場景,讓學生了解減速器在生產實際中的應用,以調動學生參與項目實施的積極性。然后教師展示減速器的模型,與學生一起分析減速器工作原理、每個零部件的特點,繪制減速器的結構圖,確定所屬模塊圖,見圖1。
3)將學生分成幾個小組,4-5人一組,教師制定項目整體實施計劃。包括:確定完成任務的方法、步驟、時間進度安排,每個小組根據教師的整體實施計劃來制定自己的計劃,確定每個人的具體任務分工;教師允許學生調整、修正自己的項目實施計劃。
4)準備好減速器實物模型、資料、手冊、測量儀器等。
5)確定減速器各零部件尺寸。由各組自己決定采取測量實物方法或自己設計減速器各零部件尺寸。
2、項目實施
項目實施過程按照4個模塊進行。按照工作過程中的知識組織方式組織課程內容,由淺入深遞次進行。模塊1:繪圖準備。內容有:減速器模型的草圖手工繪制、AUCAD軟件的繪圖設置、精確繪圖工具的使用。此模塊中可用《機械基礎》、《機械制圖》課程中的知識,通過查手冊、查資料、測繪等形式完成零件和裝配體的設計,并完成草圖手工繪制操作。模塊2:零件圖的繪制。通過繪制零件圖使學生掌握基本繪圖命令、編輯命令、尺寸標注等操作。教學過程采用由簡到繁、由淺入深的方式,按照課程知識結構來引導學生繪制標準件、軸、操作、箱體等零件。這其中插入非機械類的趣味小項目來激發學生的學習興趣。模塊3:裝配體設計。通過學習AUCAD的網絡功能、設計中心,圖塊屬性、外部參照等內容,來實現減速器的自下而上的裝配設計。此模塊中,最能體現團結協作的理念,小組成員通過引用其他成員的零件來完成自己的裝配設計,從中體驗團隊的重要和協作的快樂。模塊4:零件的三維造型。通過學習AUCAD實體繪制、編輯命令,來繪制部分零件的三維圖形。
項目實施是項目教學的核心階段,學生大部分知識和技能技巧學習是在此過程中完成的。項目實施過程中,強調以學生為中心,教師為指導,學生以自我學習的方式獲取知識。在各模塊的實施中,教師應在學生操作后,及時總結繪圖和建模思路及方法,分析和指出問題,歸納相關的知識技能要領,完成項目任務。課堂分組討論是這一過程中最主要的教學策略,可啟發學生運用知識,創新思維,鼓勵對項目內容采用“一題多解”的形式來完成,每一種方法不管難易都應該鼓勵學生展示出來,再由教師與學生共同評價各種方法的優缺點及適用范圍,這樣學生可以學到更多的操作技巧,全面吸收整個項目活動的精髓。
3、項目評價
根據教師預先給出的項目評價標準(包括時間安排、學習態度、學習策略、實施手段、結果表達等),項目完成之后,各小組采用答辯的形式獲得最終項目評價結果,答辯小組由相關教師組成。各小組自我陳述項目實施過程,并將成果予以展示。答辯時除教師提問外,學生之間也互相提問,互相總結,發掘項目中的創新點和不足之處。
三、項目教學模式中的幾點體會
一學期的教學過程結束后,對項目教學法有以下幾點體會:(1)要鼓勵學生“自覺自為”,使他們自主地實踐、體驗和創新,從中獲取知識、形成能力;(2)教學項目必須緊密聯系學生的生活和將來所從事的工作,以具體、真實和動態的形式呈現在學生面前,從而引發學生興趣;(3)項目教學活動由老師引導下的學生一系列行為構成,教學以學生的動手操作為主體,教師在整個教學過程中的作用體現為跟蹤各小組的項目進程,分層次進行指導;(4)項目教學起步階段不宜操之過急,給學生以相對充分的時間進入自我學習的狀態;(5)項目教學應注重創新性,項目的結果不是唯一的,解決問題的途徑是多元的。避免學生死記硬背,方法單一,導致只知其一,不知其二的現象。(6)項目教學應采用協作學習模式,充分發揮團體的智慧和力量,在協作、交流和討論中完成自我教育。
參考文獻
機械制圖教學案例范文6
關鍵詞:工程訓練;CAD/CAM;教學實踐;平臺工程
教育改革強調要以能力培養為核心,加強實踐教學,深化人才培養模式,并強調通過各種實踐教學環節,培養學生的實踐能力[1].工程教育改革的目的是培養學生掌握必要的工程基礎知識,專業的基本理論,通過本專業實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究等工程設計方法的訓練,獲得具有創新意識和對新產品、新工藝、新技術和新設備進行研究和開發設計的初步能力[2,3].目前,井岡山大學機電工程學院正在以實施卓越工程師培養計劃為契機,加快培養適應江西省“鄱陽湖生態經濟區建設”和吉安市“主攻項目,決戰兩區”建設需要的大批應用型人才,促進學校工程教育改革和創新,形成高校、行業企業聯合培養人才的新機制,努力探索并構建工程教育人才培養新模式.CAD/CAM教學實踐平臺作為井岡山大學機電工程學院工程訓練平臺的重要子平臺,主要服務于機械類專業學生,并兼顧電子、醫療器械工程等專業學生,通過整合現有CAD/CAM相關課程源和設備構建而成.通過平臺下相關課程培養學生的工程實踐能力,讓學生體驗“構思-設計-實施-運作”工程教育中強調的四個環節,使學生掌握CAD/CAM的基本原理和方法,熟悉CAD/CAM系統及在工程實踐中的應用,初步具備CAD/CAM開發和應用能力,培養學生多學科知識的綜合應用能力、創新精神和工程素質,以滿足現代生產對高等學校培養高素質創新型人才的迫切要求.
1構建CAD/CAM教學實踐平臺的必要性
CAD/CAM技術是計算機、機械、材料等多學科知識相互交叉、滲透和融合的產物,是先進制造技術的載體.隨著現代工業生產的高速發展,該課程體系在高校人才培養中的作用和地位也變得越來越重要.
1.1形勢發展的需要
我國上世紀90年代在企業和高校興起了工程領域“甩圖板”熱潮,使用計算機繪圖軟件完成工程圖紙的繪制和打印輸出成為技術人員基本要求[4].隨著計算機技術的發展,CAD/CAM軟件越來越廣泛地應用在機械行業中,在現代企業中,設計采用計算機輔助設計軟件完成,復雜零件制造采用相應數控設備.尤其隨著數控技術的發展,設計與制造工作之間的聯系越來越緊密,因此現代制造企業希望畢業生具備良好的CAD/CAM能力.而傳統的教學將CAD/CAM課程獨立于工程訓練平臺外,并存在教學案例與實踐脫節較大的問題.因此需要整合目前相關教學資源,以適應形勢發展需要.
1.2促進基礎課程學習
目前大多數高校在大學一年級開設機械制圖課程,而計算機繪圖或機械CAD課程開設的時間偏晚,并且存在課時少的現象,導致教學效果并不理想.然而學生在接下來的機械設計和機械原理等課程中都需要大量用到該項知識和技能.在日常教學中,老師會使用三維CAD軟件來輔助教學以更好地培養學生的空間思維能力.但從教學效果來講,讓學生能自己動手繪制簡單的三維圖形,通過簡單操作可以觀察投影關系、相交相貫線等特征應該會更好.CAD/CAM教學實踐平臺的建立,能制定靈活的教學計劃,為學生提供適應個人專業特點的學習計劃,從而讓學生實現學有所教,學有所長,學有所用,在學習基礎知識同時也提升了能力.為拓寬課程知識覆蓋面、適應CAD/CAM技術的發展以及機械類本科專業合并、調整的需要,近年來,在課程教學中增加了“曲線曲面造型理論”、“CAD中的數值分析方法”、“機構運動仿真”、“數控加工技術”、“CAD/CAM系統”等內容,豐富和發展了CAD/CAM教學內涵.
1.3促進專業課程學習
高年級的專業課程是學生面向畢業后工程工作的基礎,CAD/CAM平臺下的課程體系可以讓學生體驗工程實踐的過程,并培養興趣讓其自主學習相關知識.以井岡山大學材料成型專業為例,在模具設計教學中關于沖壓模、塑料模的設計很多圖紙停留在二維階段,不夠直觀,學生難理解,而采用UG、Pro/Engineer等三維軟件可以進行模具型腔、分模和模架的設計,并可以實現分模動畫、澆鑄仿真和熱流分析.同樣在數控加工教學中,數控車床大多使用手動編程可以實現加工,但數控銑床在加工復雜型腔和曲面零件時難以使用手動編程實現,所以需要掌握一些CAM軟件來實現.平臺下的CAD/CAM綜合實訓能讓學生體驗“設計工藝制造”的全過程,實現了與企業技能基礎教育的接軌,做到了畢業生與企業的“零對接”[5].
2CAD/CAM教學實踐平臺構建方法
以井岡山大學機電工程學院工程訓練平臺為例,其下設有:機械設計制造及自動化工程訓練、電氣工程訓練、CAD/CAM教學實踐三個子平臺.這三個子平臺均承擔著基礎性訓練、綜合性訓練和相應的拓展功能.其中CAD/CAM教學實踐平臺框架如圖1所示.CAD/CAM教學實踐平臺主要特色在于提供了專業的實訓平臺,CAD/CAM平臺實訓課程體系是集基礎實訓、CAD/CAM綜合性實訓、設計性實訓和研究性實訓為一體(如圖2所示),主要服務于機械類專業學生.培養利用常見CAD/CAM軟件進行機械零件設計、模具設計和自動編程的能力,也兼顧電子、醫療器械工程等開設了機械制圖等課程專業學生的教學和實訓.通過整合現有教學課程和資源,將傳統課程與現代方法結合,使CAD/CAM課程教學實踐貫穿融合到基礎課程和專業課程的教學中,真正讓學劉朝暉,肖壽仁:基于工程教育改革的CAD/CAM教學實踐平臺構建與探索生學會相應CAD/CAM工具應用在各階段的學習中.
3CAD/CAM教學實踐平臺的特點
根據多年的實踐探索,筆者認為,不同的高校可根據自身特點和周邊環境,構建適合于自己專業的CAD/CAM教學實踐平臺,以收到良好的效果.井岡山大學機電工程學院根據構建CAD/CAM訓練平臺教學特征,綜合運用基于問題的探索發現法、任務驅動教學法、示范設計教學法以及互動討論教學法.按照“以學生為中心,以學生自主實踐為主、教師指導為輔,集中教學與個別指導相結合”的指導思想,突破過去單純的師徒式的技能傳授形式,充分發揮學生的學習主體作用,鼓勵學生在教師指導下獨立或以團隊形式自主完成訓練任務,激發大膽探索的興趣和自主創新的潛能.在教學和綜合訓練過程中結合真實產品進行,注重多種教學方法的靈活應用,教師根據產品實物對訓練內容作示范性講解,并提供相關資料條件,指導學生自主完成相關的產品設計和加工仿真等訓練內容,充分調動其積極性.通過互動討論式教學方法,在訓練過程中讓學生帶著問題去訓練,并針對典型問題進行討論,組織學生一起對教學和訓練中出現的問題進行分析討論,得出最佳選擇[6-8].在實踐教學中,安排課內上機實驗和大型綜合實訓環節.課內上機實驗與理論教學適時交叉進行,將理論和實踐有機結合,鞏固和加深學生對基本理論的理解和掌握,培養學生的CAD/CAM技能.例如:在視圖與投影關系教學時,用CAD軟件建立機械零件的三維模型,并通過軟件的視圖變換,演示各視圖之間的關系,并指導學生實現簡單操作,讓其明白了視圖關系及相關機械制圖標準.另外還可以探討我國采用第一角法與歐美采用的第三角法的區別.這種教學過程能活躍實驗教學氣氛,培養學生興趣,加深對抽象知識的理解,能獲得更好教學效果.綜合實訓為結合材料成型專業特點開設的“材料成型CAD/CAM綜合實訓”教學環節,以加強對CAD/CAM技術在材料成形中的具體應用的認識.針對某一成形零件(鍛造、沖壓或塑料件),利用CAD/CAM/CAE系統進行產品實體建模、成形工藝分析、模具設計、模具工作零件的數控加工或快速原型制造,學生參加完成從產品造型、模具設計、模具數控加工(或快速原型制造)的全過程,得到成形數字化制造的系統訓練,培養學生的現代成形設計能力、工程素質和創新意識.建立多元的考核方法,考核過程按照“重視過程體驗、兼顧平時表現,強調實踐能力、突出創新思維”的指導思想.考核方法以平時成績與考核成績相結合,操作考核和理論考核相結合,基本技能和綜合創新評價相結合的方式進行.考核內容由當日訓練綜合記分、試題庫測試、實習小結、實驗報告、創新思維報告、小論文等組成,其中各項成績所占比例,可根據不同專業,不同學期通過自行開發的課程成績管理系統設定比例,最后統計成績[8].
4結語
(1)CAD/CAM教學實踐平臺的構建可以作為高校工程訓練的子平臺.承擔著培養學生空間想象力、繪圖技能、先進制造技術及CAD/CAM能力.(2)CAD/CAM教學實踐平臺采用了研究性學習的教學方法,對學有余力的學生通過參加“大學生創新計劃項目”和學院新苗培育計劃,培養學生的發散思維能力和創新能力.(3)CAD/CAM教學實踐平臺能促進學生自我學習,促進老師教學水平的提升,促進教學質量和教學效果的提高.(4)學??擅磕甓ㄆ谠贑AD/CAM教學實踐平臺下指導學生參加大學生機械創新大賽、機器人設計大賽、“挑戰杯”全國大學生創業計劃大賽、三維CAD/CAM技能大賽,對優秀選手進行表彰,并選拔優秀選手參加省級和全國性的相關比賽.
作者:劉朝暉 肖壽仁 單位:井岡山大學
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