机械制图项目课程开发的实践与思考

2020-05-30广州市增城区职业技术学校冯健明

广东教育 2020年5期

文/广州市增城区职业技术学校冯健明

一、课程开发的背景

机械制图是中职机电类专业一门非常重要的技术基础课程。其任务是：掌握机械制图的基本知识，获得读图和绘图能力。学生完成学习后能通过读图分析图纸信息，为后续装配、加工、维修等工作提供意见，具备深入学习专业技术的基础，具备良好的工作习惯、职业意识、严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。

目前多数机械制图教材是基于知识导向、按学科体系开发，系统严密、理论性强，但其优点在职业学校课堂教学实施中反成为缺陷：(1)课程内容缺乏有意义的载体，与岗位任务的关联度低，为专业服务的针对性不强；(2)学习者绘图机会少，学习内容应用机会少，未突出实践在课程中的主体地位，影响知识的理解和迁移，无法通过知识、技能的学习形成能力；(3)传统的读图答题和手工绘图方式，反馈速度慢，难以科学测评；(4)课程以理论表达为主，难以激发中职学生的学习兴趣。

职业教育提倡工学结合，课程改革的出路是开发出符合工学结合理念，基于行动导向，遵循学生学习和职业成长规律的项目课程，充分利用项目课程的特点，解决现有课程的问题。

二、课程开发的基础

工学结合理念认为学习要与工作紧密结合，因此有必要对传统意义的学科体系进行解构，创建以行动为导向、以项目、任务为载体的教学体系。

机械制图课程的开发以工学结合理念为基础、调研为起点，从行业、教育者、受教育者角度了解课程需求。

(一)企业调研

对相关机电类企业的不同工作岗位进行调研，如下表1所示，可发现工作岗位不同，对识图与制图的能力的要求也不相同。

表1 工作岗位对识图与制图的要求调研情况表

(二)教师调研

在专任教师的调研中，发现如下突出问题：(1)机械制图学习任务不明确，讲和练是主要的教学形式，比较单调和枯燥；(2)理论知识较多，教学内容理论性比较强，不利于调动学生的学习主动性；(3)中职生基础差，缺乏机械零件的感性认识，难以建立空间的概念；(4)没有把CAD软件应用与机械制图两门课程很好的结合起来，CAD软件侧重于命令的学习和图形的抄绘，专业实用性不高。

(三)学生调研

在机电类学生的调研中，发现学习《机械制图》课程的难点是：(1)投影原理的应用和二维图的空间想象；(2)机械制图标准的熟悉,如螺纹的表达方法,齿轮的画法等；(3)几何公差、技术要求、尺寸的精度、表面粗糙度等标注。没有合适的“载体”，如实物、模型，是学生认为最大的学习难点。

三、项目课程的开发

(一)机械制图项目课程的内涵

职业教育课程要让学生在与工作任务的联系过程中建构知识，要改变过去学习与实践相脱离的课程模式。因此，机械制图项目课程要参照机电类企业中典型识图、绘图工作任务，选取有代表性的机械图样或者机器零部件作为项目来组织课程内容的课程模式。

(二)机械制图项目课程开发的思路

项目课程要突出实践，使理论从属于实践，有必要重组课程结构，以工作任务来引领理论。机械制图项目课程开发的关键还要回答好“学习者学什么、什么时候学、什么方式学”的问题。

建构主义认为只有当一个人已有的知识无法解决他所面临的问题时，真正的学习才会发生。西方教育家杜威认为一个人最好是从“做”中学，不管是学习走路、谈话、游泳、跨栏、画图还是解决问题、形成概念，都是如此。

据此，机械制图项目课程开发应遵循以下思路：学解决问题必备的知识技能，当问题出现时学，用CAD 软件完成项目任务的方式学习。具体做法是打破原有的学科课程知识结构，按照工作任务重组教学内容，以培养学生的综合职业能力为目标，以来自于企业的项目为载体，将“机械制图”和“CAD软件”两个科目的内容融合在一起，以CAD 软件作为教和学的工具，教学内容的呈现以实践需要为顺序，在课堂中边学制图知识边绘图练习，及时应用知识，促进能力的形成。

(三)机械制图课程项目的选取

人的职业成长遵循“从初学者到专家”的逻辑发展规律，其过程是“从完成简单的任务到完成复杂的任务”的能力发展。职业教育要找到合适的载体，通过科学的方法，把学生从较低阶段顺利带入到更高级的阶段。

项目作为课程的载体，它的选取应遵循人的职业成长规律，并充分考虑以下维度：(1)项目与课程目标的定位是否相适应？(2)项目之间能否形成一定的逻辑关系？(3)项目是否符合典型性要求？(4)项目能否有效激发学生的学习兴趣？(5)项目能力训练价值如何？(6)项目在教学中是否具有操作性？

据此，机械制图课程选取以下五大项目(每一个项目又分解为若干个学习任务)来重组课程内容。(1)绘制挂轮架。挂轮架是连接主轴箱和进给箱运动，承担进给箱变换功能的零件。可承载的内容有机械制图国家标准和相关行业标准、平面图形的画法、CAD常用操作命令。该项目作为课程的入门项目，让学生对机械制图有一个概括的认识，对CAD软件也有一定的熟悉，能够绘制一些简单的平面图形。(2)绘制轴承座。轴承座是用来支撑轴承的零件，广泛应用于各种机械设备中。可承载的内容有正投影法的基本原理和作图方法、三视图、组合体视图。该项目重点学习机械制图的理论，是让学生对机械制图课程有一个深入的了解，能明白图与物的对应关系。(3)绘制机用虎钳。机用虎钳是机床加工时用于夹紧加工工件的一种机床附件，应用非常广泛。可承载的内容有图样的基本表示法、常用件的特殊表示法、零件图、装配图等内容。该项目重点学习零件图，让学生能应用机械制图知识和技能解决工作岗位中的绘图、看图任务。(4)绘制齿轮油泵。齿轮油泵属于液压泵的一种，是一种能量转换装置，非常常见。可承载的内容有零件图、装配图等内容。该项目作为补充、深化和拓展项目，使学生的专业能力得到提高和强化。(5)测绘阶梯轴。阶梯轴是机械设备中常见的零件，主要作用是支承转动零件和传递转矩。可承载的内容有零件的测绘知识、技能。该项目重点让学生掌握测量工具的使用及草图的绘制方法，使学生对机械制图课程有一个更全面和深入的认识。

这五大项目在机械企业中是最常见和常用的，与岗位任务关联度高，具有典型性，能有效培养学生的识图、绘图能力。项目之间是一种递进式的关系(图1所示)，学习的难度由低到高，后一个项目需要前一个项目的知识和技能来解决。每个项目又分为若干个任务，每个任务都有相应的新知识和技能的学习，任务的难度遵循螺旋上升的规律，即让学生先从绘制简单的零件图开始，逐步过渡到复杂零件图的绘制，符合学生的学习的规律。

图1 项目递进式关系图

(四)机械制图项目课程的教材结构

机械制图项目课程的教材结构如图2所示。下面以绘制机用虎钳项目中的绘制螺杆任务为例对教材的编写进行简要说明。

(1)项目及项目分析。机用虎钳(呈现装配图及实物图)又叫机用平口钳，应用广泛，是机床加工时用于夹紧加工工件的一种机床附件。机用虎钳项目分为以下九个任务进行学习：绘制销、绘制垫圈、绘制圆环、绘制钳口板、绘制螺母、绘制螺杆、绘制活动钳身、识读并绘制固定钳身和识读机用虎钳装配图。

(2)学习目标。通过机用虎钳项目的学习，能识读并绘制中等复杂程度的零件图，能识读中等难度的装配图。

图2 机械制图项目课程的教材结构

(3)任务。绘制螺杆(呈现零件图及实物图)。

(4)任务分析及关键词。任务分析，帮助学生整体了解学习内容和要求，明确重、难点。绘制螺杆的任务分析如下：完成任务，我们需要学会什么？绘制轴类零件时应该如何定位？移出断面图的含义及画法是？尺寸公差的含义及标注方法是？关键词是突出要学习的新知识、技能，在螺杆任务中是尺寸基准、断面图、尺寸公差。

(5)任务流程。机械制图项目课程以完成图纸的绘制作为主线，将任务按一定的绘图顺序分解成若干个步骤，在分解的步骤中学习理论和技能。如绘制螺杆可分为以下步骤：步骤1，绘制螺杆的基准线，教学生如何用CAD软件绘制出螺杆的基准线，再教学学生理解什么是尺寸基准，尺寸基准有哪些类型，如何确定尺寸基准。步骤2，绘制螺杆视图。教学生如何用CAD软件绘制出螺杆视图，掌握绘图技能，然后再对断面图开展学习。步骤3，标注尺寸及尺寸公差，教学生如何用CAD软件标注尺寸及尺寸公差，掌握尺寸公差标注的方法，再理解什么是尺寸公差，如何识读尺寸公差。通过绘图步骤的形式，在学生碰到问题，产生需要时进行学习，使理论学习与技能习得同步进行，从而形成工作能力。

(6)任务链接。该环节学习与任务有关的知识、技能。如任务中学了移出断面图，与其相关的重合断面图，可在此学习。

(7)评价反馈。引导学生对照项目评价标准，对完成项目的过程及结果进行评价，评价的方式分为自评、组评和师评。

(8)项目小结。由于项目课程的编写，原来系统的知识都是分散到各个项目、任务中，本部分是对项目所涉及到的知识和技能重新进行梳理，让学生形成一个完整的知识结构。

(9)项目练习。对本项目所学的知识、技能进行巩固、加深和强化，提高实践能力。