基于认知规律的《机械制图与AutoCAD》课程教学改革

张惜君

(江苏省江阴中等专业学校机电工程系，江苏 江阴 214400)

0 引言

《机械制图》作为机械工程领域的通用语言，主要讲述识读和绘制机械零件和装配图样的原理和方法，对于五年制高职学生，要求掌握识读和绘制机械图样的基本知识、方法和技能，能够识读和绘制简单的机械零件图和装配图。AutoCAD是美国Autodesk公司开发的一种计算机绘图软件，它具有强大的绘图、编辑和修改功能，能够快速、准确地表达各类机械图样，极大地提高了工程绘图质量和效率，目前广泛应用于机械、建筑、电工电子、服装等领域。目前，机械制图和AutoCAD的课程教学尚未实现有机融合，导致课程内容重复、课时增加、学生学习负担重、教学效果差等一系列问题，既不能实现对学生识读工程图纸能力的有效培养，也不能实现对学生手工绘图水平和计算机绘图技巧的有效提升[1]。

本文以培养“现代班组长”型高素质技能人才为目标，针对当前五年制高职学生的特点和认知规律，本着“知识够用，技能实用”的原则，整合优化两门课程的教学内容，改进课堂教学方法和课程评价体系，对机械制图及AutoCAD课程进行课程教学改革，并通过具体的教学实践取得了较好的成效，为该类课程的改革提供了一定参考。

1 高职学生特点及认知规律分析

1.1 五年制高职学生学情分析

与普通高职院校的学生一样，五年制高职学生的价值观、人生观主流是积极向上的，他们充满朝气、好学上进，动手能力、专业技能和适应能力都比较强。但由于大多数五年制高职学生就读于联职院的分院或办班点的中职学校，缺乏相应的学习氛围熏陶，他们又存在着以下几个鲜明的特点：

(1)思维活跃，追求自我个性

当前的五年制高职学生多为95后甚至00后，作为信息爆炸时期出生的新生代，他们普遍思维活跃，遇事有自己的想法和主张，并主动愿意发表个人的见解和主张，对公正、荣誉和诚实等有自己的评判标准。注重对自我个性的追求，在生活学习中强调自己的个性行为，不愿意接受集体的约束，喜欢受到家长、老师和同学等的照顾，但遇事有自己的主张，且情愿与教师等管理人员公然对抗也不愿放弃自己的想法。

(2)不喜思考，动手能力突出

大多数五年制高职学生不善于思考、分析问题，遇到问题无法准确分析产生的原因和应对措施，往往只能求助于老师或家长。但是这些学生在学校开展的活动和社团中，工作表现积极认真，对于专业实践课程中的动手操作表现也十分突出， 不仅能够按时保质保量完成老师布置的实践任务，而且能够主动帮助有困难的同学，并对自己感兴趣的先进专业技术表现出极大的热情，刻苦钻研，努力做到最优最好。

(3)基础薄弱，专业学习困难

作为初中升高中的“淘汰选手”，他们的文化基础相对而言比较薄弱，由于初中时期未能形成良好的学习习惯，学习能力一般。读五年制大专仅仅是因为文凭或者应付父母，少数甚至是因为家长认为年龄太小而找个地方“熬年龄”。在专业课程的学习阶段，表现为对专业理论课程学习的积极性不高，上课没心思听讲也听不懂，下课不愿意复习、完成作业，对网络、游戏的兴趣远高于专业知识的学习。

(4)主动性差，缺乏上进心态

部分五年制高职学生的学习主动性很差，属于“被动型”人格。他们到课堂听课，主要是因为学校纪律的约束，对专业知识不感兴趣，上课也不专心听讲，对学习没有明确的目标。对待学习、生活中的事情缺乏主动性，老师布置了怎么做就怎么完成，不能承担责任，遇到困难就退缩，好高骛远，不能脚踏实地做好本职工作，且缺乏远大的志向和上进心，没有合理的职业生涯规划，毕业了服从父母的安排找个安逸的工作。

1.2 认知规律在教学改革中的作用

所谓认知规律是指个体在通过感觉、知觉、表象、想象、记忆、思维等形式，把握客观事物的性质和规律的认识活动中客观存在的规律[2]。机械制图与CAD课程的学习过程也是一种认知过程，具有其特定的内在规律，在开展课程教学中，需要学生进行理论学习、实践操作、深化学习和实践技巧提升，具有典型的“认识、实践、再认识、再实践”认知规律。因此，我们要加强对五年制高职学生认知规律的认识，依据学生在机械制图与AutoCAD课程的认知过程中需要解决的机械图纸是什么样的、零件为什么是这样表达、应该怎样识读图纸、自己应该怎样画等问题，有针对性地进行课程教学设计，整合这两门课程的教学内容，改进课堂教学方法和手段，优化课堂组织安排，创设良好的课堂学习氛围，提高学生学习积极性和课堂教学质量。

2 机械制图与AutoCAD课程的关系

2.1 机械制图是AutoCAD的基础

《机械制图》和《机械设计基础》是机械工程领域最重要的两门基础课程，尤其是《机械制图》，可以说是联系机械工程各学科的重要桥梁和纽带，它所讲授的内容是识读和绘制机械图样中所使用到的原理和方法，如国家标准、三视图、标准件、零件图和装配图画法等，这些也是在该课程教学中学生必须掌握的内容[3]。而AutoCAD是一款功能强大的计算机辅助绘图软件，它具有很强的实用性，为机械工程图纸的绘制提供了很大的便利，但是AutoCAD软件并不能独立存在，它所绘制的机械图纸仍必须遵循国家制图标准、三视图的基本投影规律和相关画法，只有建立在机械制图基础之上，AutoCAD软件才能发挥它强大的实用功能。所以，机械制图课程是AutoCAD课程的基础，二者存在相互依存的关系。

2.2 Auto CAD是机械制图的补充

目前，我国关于机械制图的理论依据和标准已经相当完善，相关技术发展也日趋成熟。但随着科学技术的不断发展，尤其计算机技术的高速发展，使得国外的机械领域实现了无纸化设计和加工。任何事物的故步自封都有可能面临淘汰的危险，机械制图技术也是如此，对于内容如果不加以调整和拓展，那课程的实用性就无法保证。实践表明，学生对使用计算机绘图的热情和积极性远高于手工绘图，且计算机绘图的精确性也远高于手工绘图。因此，在机械制图课程教学中，学生掌握手工绘图方法后，可以采用AutoCAD软件技术弥补传统机械制图中的缺陷，提升学生对本课程的学习兴趣和积极性。所以，AutoCAD课程是机械制图课程的有效补充和发展趋势。

3 基于认知规律的课程教学改革

3.1 教学内容的整合优化

根据五年制高职机电类专业人才培养目标，经过对这些学生学情和认知规律，以及两门课程之间相互关系的分析，以就业为导向、以能力为本位，本着简单够用的原则[4]，注重时代发展的需求，对原有的教材和教学计划进行相应调整，整合优化课程内容，具体内容如下：

(1)课程基本知识和技能，包括课程基本要求、制图国家标准、AutoCAD基础知识，如点、线、面的投影、用户界面、绘图环境设置、图层和基本命令等；

(2)组合体三视图及尺寸标注，包括画组合体三视图的方法、尺寸标注，AutoCAD软件绘图和编辑命令，以及使用AutoCAD软件绘制组合体视图并标注尺寸；

(3)机件的各种表达方法及其应用，以及AutoCAD软件中机件表达方法的绘制练习；

(4)螺纹连接、齿轮、键、销连接等标准件和常用件，使用AutoCAD软件绘制标准件和常用件以及标准件库的调用；

(5)典型零件结构工艺、视图表达方法(包括视图选择、尺寸标注、极限与配合、表面粗糙度、形位公差等)以及零件图识读方法，使用AutoCAD软件绘制完整的零件图；

(6)简单装配图的识读，以及在AutoCAD环境中使用零件图拼画简单装配图。

3.2 教学方法的改进提升

3.2.1 根据学情实施分层教学

为切实提高机械制图与CAD两门课程的教学改革效果，在课程教学实施中采用分层教学法。首先，采取学做交替、分段递进、循序渐进的方法来实施教学，具体实施可以将本课程的教学分成基本理论教学和项目实践教学两个不同层次的阶段进行，其中基本教学阶段是基础，项目实践教学是对前面学习阶段的检验，在各个阶段的教学过程中对学生完成情况做出相应的评价反馈，以便于进一步教学的开展。其次，为了课程能按流程有效实施，进行合理的分组也显得非常重要。通常班级学生的学习能力，理解能力和动手实操能力都是参差不齐的，以往的自愿组合分组容易造成两极分化，因此，在课程实施中任课教师要按照班级学生的学习、动手操作、语言表达和组织协调能力的不同，亲自进行合理的安排、分组。最后，针对学生具体的理解和接受能力，采取分层教学的策略，具体学生具体教学，对于课堂内容掌握和应用较为熟练的同学，要求他们以自学为主，教师适当指导点拨，提前完成工作任务；对于课堂内容掌握和应用一般的同学，要求他们对知识点巩固提升，教师给予指导，促进他们对学习内容的深化；对于少部分学习困难的同学，教师应对他们进行重点指导，并安排学习效果好的学生辅助指导，促进学生的共同进步。

3.2.2 利用多媒体演示教学

在机械制图与CAD的教学过程中，通过使用虚拟模型、Flash动画和实物演示等多媒体教学手段，可以将课程中抽象的绘图理论更加形象地表达出来。如复杂机械结构的全剖、半剖表达方法，可以采取较语言更加直观、立体形象的虚拟模型传达给学生；标准件和常用件的结构、绘图过程和加工装配，可以通过E-drawing、Flash动画等更加直观、逼真的演示播放[5]；利用UG、SW等软件构建简单机构的虚拟模型，制作虚拟装配动画，使学生能够更直观的了解机构装配过程，培养了他们的空间想象力，且课堂教学效果活泼、生动。此外，在讲授制图相关知识点时，还可利用AutoCAD软件进行授课，减少教师课堂手工绘图工作量，把两门课程的内容穿插起来讲授，提高了课堂教学效率。

3.2.3 注重学习习惯的培养

整合后的机械制图与CAD课程最大的特点是注重实践操作、强调对学生学习习惯的培养。因此，在课程教学中任课教师不仅要向学生讲授制图理论基础和基本学习方法，充分发挥学生的主观能动性，引导他们展开思维想象，安排大量的识图和绘图训练，将学生的实践动手能力和空间想象能力培养起来，并强调学生要严格要求自己，遵守有关国家制图标准，促进学生养成良好的学习习惯和严谨的工作态度。此外，在教学实施到一定阶段，为了提高学生的学习兴趣，任课教师可以采用企业的实际项目，学生以小组为单位参与实践，利用AutoCAD软件设计简单的机械产品，这样不仅让学生在专业拓展活动中巩固了所学知识，进一步提高学生空间想象和动手操作能力，也引导了学生对创新能力的培养。

3.3 课程评价体系的改革创新

机械制图与CAD课程的评价改变了以往侧重于结果性评价、以考试和平时作业考核为主的课程考核模式，注重过程性评价，建立了由个人自评、小组互评、教师评价相结合的过程评价体系，并采用知识、能力、过程一体化的课程评价方式，强调对学生学习习惯和职业能力的培养。本课程的具体考核内容包括：成绩100%=过程考核70%+期末考核30%，其中过程考核包括个人自评20%、小组互评30%、教师评价50%，期末考核注重机械制图基本理论、国家标准的考核。

此外，在对学生开展过程评价的课程教学实施中，教师的评价不仅要考核学生知识点掌握情况、手工或AutoCAD绘制的机械图纸质量，更要关注学生在课堂上的行为表现、图纸绘制过程中操作的规范性和熟练性、小组同学间交流合作、对所学知识点的运用以及吃苦耐劳精神等诸多方面，结合个人自评、小组互评给予综合性的评价，以此引导学生重视整个教学过程，更利于他们的职业习惯的养成和未来发展。

4 结语

机械制图与CAD技术类课程的教学改革是一个持续、动态、循环反复和逐步完善的过程，随着CAD软件技术的不断发展，开展机械制图课程的教学改革，将CAD绘图技术融入课程教学，是制图类课程教学改革发展的必然趋势。综上所述，五年制高职机械制图与AutoCAD课程的教学改革，应当准确把握当前学生特点和认知规律，顺应企业对专业技术知识的最新要求，以就业为导向、以能力为本位，从切实提高学生读图和绘图能力出发，将两门课程的内容进行整合优化，开发配套网络课程资源，改进课堂教学方法和手段，创新课程教学评价体系，有效地提高了课堂教学质量，有助于激发学生的学习积极性，培养学生的专业技术应用、职业实践和创新能力，为企业培养更多的“现代班组长”型高素质技术技能应用人才。