机械制图与计算机绘图精品课程建设与成效

《机械制图与计算机绘图》精品课程

建设与成效

福建信息职业技术学院许冬梅

一、课程定位与设计

在企业，如果要加工生产零件，首先要根据零件的性能作用进行设计，或对现有零件样品进行测量，画出零件图，用于指导零件加工、检验及技术交流。在这一系列生产环节离不开机械制图与计算机绘图。

因此，《机械制图与计算机绘图》课程是制造业行业的重要技术基础，本课程对学生职业能力培养和职业素质养成起着主要支撑作用，是后续课程机械设计基础、模具设计与制造、数控编程与加工、CAD／CAM技术等的不可或缺的主要基础。

根据高职教育的特点，课程的设计以职业能力培养为重点，该课程突破了传统的学科体系，实行校企合作，进行基于工作过程导向开发课程。

图1所示是在对企业进行充分调研的基础上作出的基于工作过程导向的课程框架图。横轴方向是机械制图工作过程的主要阶段，纵轴方向是各阶段在生产中的工作步骤和具体任务。

该图是课程开发、设计的主要依据。从教学内容选取、教学方法和手段到考核评价方法，充分体现了职业性、实践性和开放性的教学理念和模式。

二、创新与特点

1. 基于工作过程开发课程，在企业调研的基础上，依据机械制图工作过程（见框架图）选取教学内容。设计基于工作过程的学习情境（如图2所示）序化课程内容，使教学内容与职业岗位要求零距离。

2. 该课程为机械制图、计算机绘图、公差配合与测量三门课程的整合，将原本需要200学时（130＋40＋30＝200）的课程有机整合为现在的100学时。把知识密切相关的课程整合在一起，强调知识的内在联系性，有利于培养学生运用知识的能力；有利于实现培养目标。实践证明教学效果优良。

3. 机械制图部分（机件的表达方法、标准件与常用件、零件图、装配图）采用项目教学法，用三个典型工作任务（虎钳、模具、减速器）导向教学目标。按照职业岗位的行动体系教学，教学中引导学生完成思维过程的六个环节：资讯、计划、决策、实施、检查、评估。

4.《机械制图与计算机绘图》采用一体化教学，实现四个“一体化”：机械制图

与计算机绘图教学一体化；理论与实践教学一体化；传统教学方法与现代教学方法一体化；教学场地（教室、制图室、多媒体、计算机绘图）一体化。

图1 课程工作过程框架图

这样做的优点是：

①符合高职教育的特点，教学效果得到社会的充分，参加省级、国家级相关竞赛成绩优异。

②节省教学时数，100学时能完成机械制图与计算机绘图教学任务。

③调动了学生的学习积极性，培养了对学习制图的兴趣，变厌学为想学。

④适当采用多媒体课件教学有助于培养学生的空间想象力和空间思维能力。

⑤有利于提高学生的绘图和读图能力，尤其是加强计算机绘图能力。

采用《机械制图与计算机绘图》一体化教学，场地设施是保证。创建一体化教室，将教具、图板、多媒体设备、展示柜等置于一室。计算机机房与一体化教室毗邻。

4. 将计算机绘图与制图教学融为一体，同步教学，而不是“合订本”。把制图知识实训与计算机实训有机的结合在一起，又分开考核，既有利于课程知识应用能力的培养，

又强调了计算机绘图能力的重要性；符合企业生产一线的要求。

5. 实训与专业结合。采用自编实训教材，选用具有专业特点又涵盖课程知识点的部件进行测绘，为后续课程学习奠定认识基础，使基础课程的学习为专业课程教学服务。

6. 改革考核办法。考核内容不仅包括本课程知识，还要包括学生做事的态度，养成认真做事的职业道德。

基于工作过程的学习情境设计

图2

三、教学效果

上述教学方法已实践4轮，逐年实行循序递进式改革，教学效果良好，2004年至2008年共有360名学生（自愿报名）通过高级制图员认证考试（考试内容分两项：机械制图和计算机绘图），获证书；2005年～2008年有420名学生（自愿报名）通过PRO/E、UG等三维数字建模认证考试。全体机电系学生91％通过AUTOCAD认证考试。上述认证考试均属国家劳动和社会保障部组织。

2006年组织学生参加首届全国三维CAD建模大赛技能类比赛获得一等奖2名、二等奖4名、三等奖2名、优秀奖1名的优异成绩。许冬梅获全国技能类大赛优秀指导教师奖。

2007组织学生参加第二届全国三维CAD建模大赛技能类比赛获得二等奖1名、三等奖3名、优秀奖3名的优良成绩，是全国参赛院校中获奖最多的唯一一所学校。许冬梅荣获获全国技能类大赛组织工作先进个人荣誉称号。

2007年学生参加全国“正保教育杯”AUTOCAD技能大赛，取得一等奖2名、二等奖2名、三等奖15名的优异成绩。

2008年10月江弥峰、陈攀同学分别荣获全国数控技能大赛高职组数控车工和加工中心工种全国第三名。

2008年9月学生参加福建省首届计算机绘图竞赛，与多所本科院校同台竞技，取得一等奖6名（全省取10名）、二等奖7名（全省取20名）、三等奖19名（全省取50名）的优异成绩。

2009年4月学生参加福建第二届高职组职业技能大赛，分别获得“数控机床装配、调试与维修”和“产品造型设计及快速成型”学生团体赛一等奖。

这些成绩都是与《机械制图与计算机绘图》教学密不可分的，实际上就是《机械制图与计算机绘图》知识技能的集中体现。

四、课程微观内容的序化及教材

根据制造业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，选取教学内容，并为学生可持续发展奠定良好的基础。

该课程内容序化的原则是：以过程性知识为主，陈述性知识为辅，即以课程的实际应用知识和策略的习得为主，以适度、够用的概念和原理的理解为辅。

该课程由传统的机械制图、计算机绘图及公差配合与测量三门课程有机地整合而成。

1. 内容取舍与编排

机械制图基础。删去实际生产中少用、不用的内容，以及现代科技能够智能实现的内容，如：“直线与平面的相对位置”、“两平面”的相对位置”、“复杂相贯线”、“换面法”、“球面法”等内容。

将“基本体”及“截交线”内容进行有机的整合，为“立体的投影”，关键是将本章具体内容编排采用“串行结构”，以形体类型为主线，内容按学生认知的心理顺序及知识点之间内在联系排序，如：“圆柱体的三视图’“圆柱体表面上点的投影”

“平面与圆柱体相交的交线画法”贯穿在一起讲授，然后再讲“圆锥体的三视图”……。打破传统的“平行结构”内容排序：现讲授圆柱体、圆锥体……的三视图，然后再讲圆柱体、圆锥体……的表面点的投影；最后再讲平面与圆柱体、圆锥体……

相交的交线画法，费时、费力、费解。整合后的课程避免了重复教学，改变了知识构建周期较长的现象，更符合学生认识心理顺序，使知识点之间联系更紧密，便于理解和掌握，省时高效。

“机件表达方法”、“标准件与常用件”、“零件图”及“装配图”均融合成一个模块，以真实工作任务及其工作过程为依据整合，科学设计工作任务，以实现教学目标。拟定3个工作项目：虎钳、模具和减速器，培养实际生产所要求的阅读和绘制零件图和装配图的能力。

计算机绘图部分。彻底打破以往的教学内容排序，即介绍完所有的命令功能、操作方法后再学习绘制视图和尺寸标注。改革后的课程把计算机绘图有机地融到制图中，其教学内容与制图教学同步，采用企业生产案例（图例）教学，把相关知识融到各案例中，因此，学生上完第一次课就能绘制平面图形。改变了知识构建周期较长、节奏慢、知识断链的现象。

公差配合与技术测量部分。这部分内容放在“零件图”的技术要求中讲授，只介绍基本术语及定义、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和基本测量方法。这些是企业生产中应用最多、最基本的知识，也是绘图、看图时需要理解的知识。

2. 教材及相关资料

采用自编教材《机械制图与计算机绘图》及《机械制图与计算机绘图习题集》，于2007年9月清华大学出版社出版，主编许冬梅。该教材体现了机械制图、计算机绘图及公差配合与测量的有机融合，反映了课程改革思想。另自编了（主编徐宁）计算机绘图案例集和实训项目；与企业合作编写了《板金及冷冲制件的展开》补充教材，该教材主要针对订单人才培养而作，并在企业现场教学。上述教材使用效果良好。

本课程2007年立项省级精品课程，重新制定了课程教学大纲，创建了教学多媒体课件、学生课外自主学习课件。上述所有资料均已挂网上。

五、教学方法与手段

由于该课程具有明显的“难言性”和“情境性”，即在培养学生的空间想象力和空间思维能力时，教师必须借助模型、产品、多媒体课件等引导学生分析、思考，理解三维物体与二维图形之间的关系，所以课程在教学中呈现出较高的“意会性”和“依附性”。根据这个特点，采用理论与实践一体化教学，重视学生在校学习与实际工作的一致性，利用项目和案例导向驱动教学。

1.多元的教学模式

（1）投影作图基础部分。这部分内容侧重用传统教学方法，这是培养学生理解作图原理和过程的入门阶段，也是培养空间想象力和空间思维能力的初始阶段，教师必须动手演示作图过程，说明为什么这样做。实行“讲6练4”。

（2）立体的投影、组合体部分。采有传统教学方法与现代化教学手段（利用多媒体课件）相结合的授课形式。用于需要信息量大、刺激学生的感官，增加物体表象积累。

比如:截交线、相贯线部分，用传统教学方法来表现作图过程，节奏适合学生的接受心理速度，便于学生理解。再利用多媒体课件展示更多的三维图例，利于学生积存表象，强化三维空间与二维图形之间的转化关系。在传统教学的基础上加快作图节奏，形象、生动、感观效果好、信息量大，利于培养学生的空间想象力和空间思维能力，较好达到教学目标。实训项目主要以企业产品为主，包含金属件和塑料件，实行“讲5练5”。

（3）机件的表达方法、标准件与常用件、零件图、装配图部分。采用项目教学法，打破章节界限，按工作过程导向实现教学目标。教学中引导学生完成思维过程的六个环节：资讯、计划、决策、实施、检查、评估。

项目一:虎钳（生产项目）。主要学习任务是：螺纹画法、剖视图画法、轴和机架的零件图画法、装配图画法。教学步骤：教师提出问题和布置任务——学生分小组讨论、拟定表达方案、作图——教师指导——学生自查结果——教师对学习情况进行分析、评价、综合。在项目一中训练学生随工作过程导向学习相关知识，培养分析问题、解决问题的能力，引导学生掌握学习知识的能力。

项目二：模具（生产项目）的教学。主要学习任务是：结合所学专业“模具设计与制造”了解模具结构；学习模架、凹模、凸模画法及装配画法。教学步骤同上。

项目三：减速器。三个项目中这个项目最复杂，涉及知识内容较多，是个典型项目。主要学习任务是：标准件、圆柱齿轮、阶梯轴等的测量绘制，部件拆装顺序、装配图画法及有装配图拆画零件图、公差配合知识。教学步骤同上。实行“讲3练7”。项目三是综合性项目，是前面所学知识的相对完整的运用，所学内容与职业密切相关。聘请企业工程师参加项目二、项目三的教学和考核，以职业标准评价学生的学习效果。

（4）计算机绘图部分。计算机绘图采用案例教学法具有一般教学法所难以达到的效果。将计算机绘图有机地融入到制图教学之中，与制图教学同步。具体做法是：在讲完“平面图形画法”之后切入计算机绘图教学，设计简单的、又具有代表性的图例（案例）来讲授点的相对坐标、点的绝对坐标、直线画法、斜线画法，圆的画法……等基本命令操作方法。案例驱动教学，直达目标。实行“讲3练7”。

每一个案例设计都要针对课堂教学目标，而案例的制定与制图教学同步。如在讲完三视图的形成过程及画法之后，切入计算机绘图教学——“用AutoCAD绘制三视图”，通过“案例”作图，使学生高效率掌握软件的操作和应用，掌握计算机绘图方法。

教学方法与教学内容的相适应性，教学内容与教学目标的相一致性；使计算机绘图教学与制图课程，以及后继专业知识联系更加密切，形成一个知识链。在案例教学中，案例具有鲜明的针对性和代表性，使绘制图形的过程即为达到教学目的的过程。

案例教学克服了理论与实践相脱节的现象，实现职业需求与教学目标另距离；调动了学生的学习积极性，淡化学生学习机械制图枯燥的感觉。多年实践表面，这种教学方法效果好。

2. 校企合作开发课程

积极探索校企合作、产学结合的教学组织形式。2008年3月至今，与校企合作实训基地骏鹏五金有限公司合作开设课程“板金及冲压制件的展开”，结合学生在公司生产实训期间和公司生产产品，采用现场教学形式，以工作过程编排课程内容，教学目标明确，增强职业能力，有利于订单培养人才。受到企业和学生欢迎。这类教学课程因学生专业和实训基地(企业)不同而变化，因此，开课之前需与企业合作进行深入细致的调研并制定方案，制定教学计划和教学目标。

3. 硬件环境及网络教学资源

根据课程教学特点创建一体化教室，居教具、模型、项目产品、展示柜、多媒体设备、绘图工具、挂图于一室，便于教、学、做相结合教学，现有自制模具30多副，减速器11副，虎钳4台，其它模型100余种。一体化教室与计算机机房比邻，便于机械制图与计算机绘图一体化教学。

该课程2005年被立为院级精品课程，2007年被立为省级级精品课程，所以课程建设方案、教学大纲、教学计划、教学全程录像、试卷库、教材、教案及习题集、多媒体教学课件、习题集学生自主学习课件等已上网，学生可上网查询、学习。

4. 教学考核方法改革及效果

该课程的考核方式进行了改革，克服了以往学习检查单一的情况，对学习成果的评价不仅指向学习结果，而且要指向学习过程。

成绩考核表

单元考核选用绘制企业产品，请企业工程师参与评价结果。