基于现代设计方法的制图能力培养模式的构建

孙莹 范军 孟祥丽

摘要：研究现代机械设计方法对制图能力培养模式改革的指导性，探索基于职业需求的多平台、可持续的制图能力系统性培养模式，以期为职业教育的基础能力培养模式提供一种借鉴。

关键词：职业需求；现代机械设计；制图能力培养模式；行为导向性教学

中圖分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）52-0236-02

图纸是机械设计的成果，也是机械行业的工程语言，制图能力是从业人员最基础的职业能力。各院校的机械类专业均把制图能力作为重点基础能力的培养目标，强调制图能力是学生构建职业能力体系的关键和基础。然而，在调研中，企业都反映学生的读图与制图功底较差，从而影响后续工作的质量和效率。如何基于职业岗位需求，夯实基础能力的培养，是教学改革中值得研究的问题。

一、传统制图能力培养模式存在的问题

学生的能力培养是一个复杂、系统、多方位的体系。学生不能满足企业要求，究其原因来自诸多方面。然而，教师在分析问题时，往往结论不是教学时间不够，就是学生的学习态度不够好。其实，关键原因还在于传统的制图能力培养模式存在诸多问题。普遍问题表现在如下三方面：一是教学设计思路仍构建于传统机械设计方法的基础之上。在现代机械设计体系已全面突破传统方式的今天，与先进技术不相符的教学设计思路已不能满足现代职业岗位能力的需要。二是制图能力的培养仅限于制图课程一个教学环节来实现。制图是一项标准化和精细化的岗位工作任务，制图能力不仅包含专业知识，更需要严谨、精准和细致的职业素质和工作态度，这种高标准的能力并非一门课程、一个环节和简单的教学就能养成。三是制图课程的教学方法大多还沿用学科性传授式教学，即知识点+练习的教学方法。陈旧的教学模式和被动的学习方式，影响了教学质量和学习效率。针对传统制图能力培养模式存在的突出问题，在此提出构建基于现代设计方法的多平台、可持续的制图能力系统性培养新模式。

二、现代设计方法对制图能力培养模式的启发

上个世纪，由于科学技术的相对落后，机械设计依靠的是人的感性经验和主观态度，工程师通过手工二维制图、人工计算、大量的现场实验，以及优化改进等反复慢长的设计周期。为此，长期以来，形成了基于传统的机械设计方法的机械制图课程的教学设计方法，即在二维视图环境中培养学生的空间想象力，以及三维结构的二维图纸表达能力。这种思路，由于不符合人的自然思维模式（我们的设计思维空间总是三维模式），因此，导致初学者的学习难度很大。在信息技术迅猛发展的今天，特别是计算机的广泛应用，创建了现代机械设计的新理论与方法体系。现代机械设计应用计算机储存量大、运算能力强和集合分析数据的能力，完成设计、计算、绘图、工艺和加工等各方面的工作；并且机械的结构设计直接在三维空间中实现，以及通过软件可方便生成二维视图。当然，此视图还需设计者按规范进行修改，才能成为标准的图纸。可见，先进的计算机不仅使机械设计遵循了人的自然思维模式，更能让人发挥设计中的主动性和创造性，而且还减少了设计者在二维与三维空间中的来回转换的过程，降低了工作难度。总之，现代机械设计要求人与计算机的完美结合。科学技术的发展对人才培养提出了适应性的要求，现代机械设计体系更为制图能力的培养模式提供了创新的启发。制图能力的培养要充分利用计算机强大的功能，为教学提供更新、更丰富的教学资源，要遵循现代设计方法，彻底抛弃传统思想，构建新的能力培养模式。

三、基于现代设计方法的制图能力系统性培养模式的构建

基于现代设计方法的启发，制图能力培养模式的改革可从教学设计、教学方法、教学手段和教学环境等多方面突破。新的制图能力培养模式遵循现代机械设计思想，引入行为导向学习，并串接相关联的多学科，构成多平台、可持续的系统性培养体系。体系的构建体现在如下几个方面。

1.建立以“先三维后二维，三维和二维有机融合”的教学设计思路。遵循现代机械设计方法，改革传统制图能力培养，以先三维后二维的思路调整教学环节的排序。即把CAD/CAM软件学习调整在制图课程学习之前，利用CAD/CAM专业软件三维建模工具，建立空间思维能力；在此基础上，再融入二维制图知识的学习。先三维学习可利用专业软件多视口功能和多视图功能，使学生能清楚地观察到零件各种视图的表达效果和内部结构的各种剖视效果，以及直观感悟到三维结构与二维视图的相互对应关系，从而顺利地建立空间想象力。并且，在CAD/CAM专业软件的三维教学内容设计时，选择机械制图课程中所涉及到的实体或零件作为实操内容，可进一步为学生后续机械制图课程的奠定学习基础。与传统教学相比，“先三维后二维，三维和二维有机融合”的教学设计思路，能突破空间思维能力培养难、动手能力差的瓶颈。

2.串联相关联课程构建系统性的制图能力培养平台。制图能力是一种要求素质与能力都很高的一种职业能力。这种高标准的能力需要经过多环境和反复的强化训练才能养成。这种连续的培养环境可以通过相互关联的多门课程进行链接式教学设计来实现。与制图能力培养相关联的课程如机械制图、CAD/CAM技术应用、机制设计和机械制造工艺设计等。链接式教学设计简单表述就是：以一个连续性的工作任务为主线，串接多门课程进行系统性的教学设计。在这种设计思路中，这个连续的工作任务中一定会包含制图能力的反复培养与强化训练。可见，多门课程的链接式教学设计能实现可持续、渐进式的制图能力培养平台，使学生能经历从基本掌握到熟练应用的交替式成长过程。

3.引入行为导向性学习，突出能力培养。职业教育重视职业发展，强调工作能力的培养，职业教育强调教学活动和工作任务有机融合。为此，引入行为导向性学习，把学科性的传统制图课程改革为项目课程，实现教学活动与项目学习过程的有效结合。项目课程的最小单元是学习项目，即用于学习的工作任务和内容。作为项目课程的机械制图，其具体教学改革思路可以是：首先源于生产实际，选择一个具有代表性的部件（如齿轮泵、减速器、或虎钳），以绘制部件的零件图和装配图作为本课程的总体学习任务。并且，把总体学习任务中相同结构类型的零件图划分为一个学习项目（如轴类零件图、箱体类零件图、盘类零件图、标准件零件图，及其他零件图），提炼出多个学习项目。再以学习项目为主线，把制图知识融入到相应的学习项目中。这样，机械制图课程使可采用项目+知识点的方法组织教学，引入行为导向性教学方法。项目课程为学生提供了理论与实践的有效链接过程，通过“做中学”的理实一体化学习，突出能力的培养。同时，多样化的教学组织形式、生动化的教学内容，从根本上改变了学生的学习状态，提高了学习质量。

4.提供多样化的学习手段和学习环境。在先三维后二维的教学设计思路下，使CAD/CAM能力应用于机械制图课程中。不仅使三维能力有效地辅助二维能力的学习，也为制图课程的学习提供了多样化的学习手段和学习环境。教师可根据不同的教学内容，选择教室或专业机房交替作为学习环境；教学辅助手段除多媒体课件、教具、真实零件，还有CAD/CAM软件制作的丰富教学资源。多手段的教学环境和学习工具可调节学生的学习情趣，提高学习兴趣，提高学习效率，收到良好的教学效果。同时，学生还可利用CAD/CAM软件解决二维学习中遇到的問题，更是为学生提供了自主学习的平台，培养了学习的主动性和解决问题的能力。

四、构建制图能力培养系统性模式的意义

基于现代技术发展和职业能力的需求，引入现代职业教育理念，构建多平台、可持续的制图能力培养模式，是突破理论性专业基础课程改革瓶颈的偿试。具体的创新点体现在以下两个方面。

1.尝试专业基础课程的改革，挖掘专业基础课程的综合能力培养功效。以知识为主的学科性教学使专业基础课很难涉及学生综合能力的培养。然而，行为导向性学习的引入，使专业基础课程不仅为学生提供将理论和实践进行有效链接的学习过程；还能使学生养成严谨的工作态度和缜密的思维能力，使专业知识与工作过程知识双丰收，专业能力与综合能力双丰收。

2.链接式教学设计，实现职业教育的关联性和系统教育。多平台、可持续的制图能力培养体系，通过以制图能力的培养为主线，链接相关联的课程实现系统性和整体化设计，不仅保证了教学内容的系统性，还能突呈前后知识的延续性、连贯性和相辅相成，实现课程间的准确对接与顺利过渡。同时，由于项目训练的植入，使任务驱动、项目教学等多样化的现代教学方法更好地引用到教学中，从根本上改革传统学科性的教学模式。

遵重科学技术发展，遵循职业成长规律，以职业岗位需求为导向构建的多平台、可持续的机械制图能力系统性培养模式，突破了传统教学中的多项瓶颈，既能夯实职业基础能力又能培养职业素质，为专业基础课程的改革提供一种借鉴模式。总之，随着科学技术的发展与进步，教育须不断的改进和创新。只有这样，才能满足社会发展需求，培养出企业满意的合格人才。

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