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關(guān)鍵詞: 國家標準; 光學制圖; 對比; 建議
中圖分類號: TN 201文獻標識碼: Adoi: 10.3969/j.issn.10055630.2012.05.004
引言在工程技術(shù)界中,由于“形”信息的重要性,工程技術(shù)人員均把掌握工程圖學作為基本素質(zhì)及基本技能來看待。圖紙是工程人員的語言,而光學圖紙就是光學專業(yè)工程技術(shù)人員的語言。要掌握一門語言,就應(yīng)該掌握它的發(fā)音方法、語法結(jié)構(gòu)和規(guī)則,光學制圖的國家標準就是起到這樣的作用。它是我國光學領(lǐng)域的一項重要的基礎(chǔ)標準,是企業(yè)、工廠選擇光學材料、制訂工藝規(guī)程和進行光學加工、檢驗的依據(jù)[1],為保障我國光學產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)間的相互溝通發(fā)揮了重要的作用。《光學制圖》國家標準的最早版本是GB 1331-77,1991年改版為GB 13323-91[2]。1991版光學制圖標準實施已達20年,對我國光學行業(yè)的影響是根深蒂固的。隨著國家光學行業(yè)技術(shù)水平的不斷進步和我國加入世界貿(mào)易組織后與國際交流的日益頻繁,國際標準的影響日漸增大。由于GB 13323-91與ISO 10110-1《光學和光子學 光學元件和光學系統(tǒng)繪圖準備 第1部分:總則》在很多方面有明顯區(qū)別,造成在行業(yè)溝通中出現(xiàn)一些分歧。為了適應(yīng)發(fā)展的需要,暢通和開拓國際間技術(shù)交流渠道,新的國家標準GB/T 13323-2009[3]《光學制圖》應(yīng)運而生。2009版標準主要參考了國際標準ISO 10110-1:2006[4],與1991版標準相比有很大的變化。現(xiàn)行國家標準2009.12.15,從2010.02.01開始實施,至今已有兩年了。從實際情況來看,新標準的實施與推廣效果并不明顯,國內(nèi)圖紙絕大部分仍按1991版標準繪制,甚至現(xiàn)在還有很多技術(shù)人員不知有2009版新標準。造成這種現(xiàn)象的原因,一方面是由于對新標準的宣貫不力,另一方面是由于新標準與1991版標準區(qū)別較大,缺乏相應(yīng)的解讀資料,技術(shù)人員不易于接受和執(zhí)行,因此實施的難度大。文中詳細說明和分析了新舊標準的不同之處,并指出了新標準執(zhí)行中需注意的一些問題,給出了實施建議。1《光學制圖》國家標準改版的必要性與意義工程類制圖標準是應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)標準,不但是工程技術(shù)界的語言,而且是一切工業(yè)標準的基礎(chǔ)[5]。1991版《光學制圖》國家標準是以工程類制圖標準為主要依據(jù),增加了光學零組件方面的技術(shù)要求和表示方法的說明,引用標準如表1所示。光學儀器標準編號標準名稱引用時的版本標準現(xiàn)狀GB 131機械制圖 表面粗糙度代號及其注法GB 131-83改版為GB/T 131-2006《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)技術(shù)產(chǎn)品文件中表面結(jié)構(gòu)的表示法》GB 1204光學零件的倒角GB 1204-75作廢,調(diào)整為JB/T 10567-2009《光學零件的倒角》GB 1316光學零件鍍膜 減反射膜GB 1316-1988作廢,調(diào)整為JB/T 8226.1-1999《光學零件鍍膜 減反射膜》GB 1322光學零件鍍膜 內(nèi)反射膜GB 1322-1988作廢,調(diào)整為JB/T 8226.4-1999《光學零件鍍膜 內(nèi)反射膜》GB 4457.1機械制圖 圖紙幅面及格式GB 4457.1-1984作廢,被GB/T 14689《技術(shù)制圖 圖紙幅面及格式》替代GB 4457.2機械制圖 比例GB 4457.2-1984改版為GB/T 4457.2-2003《技術(shù)制圖 圖樣畫法 指引線和基準線的基本規(guī)定》GB 4457.3機械制圖 字體GB 4457.3-1984作廢,被GB/T 14691《技術(shù)制圖 字體》替代GB 4457.4機械制圖 圖線GB 4457.4-1984改版為GB/T 4457.4-2002《機械制圖 圖樣畫法 圖線》GB 4457.5機械制圖 剖面符號GB 4457.5-1984仍為現(xiàn)行GB 4458.1機械制圖 圖樣畫法GB 4458.1-1984改版為GB/T 4458.1-2002《機械制圖 圖樣畫法 視圖》GB 4458.2機械制圖 裝配圖中零、部件的序號及其編排方法GB 4458.2-1984改版為GB/T 4458.2-2003《機械制圖 裝配圖中零、部件序號及其編排方法》GB 4458.3機械制圖 軸測圖GB 4458.3-1984仍為現(xiàn)行有效GB 4458.4機械制圖 尺寸注法GB 4458.4-1984改版為GB/T 4458.4-2003GB 4458.5機械制圖 尺寸公差與配合的注法GB 4458.5-1984改版為GB/T 4458.5-2003《機械制圖 尺寸公差與配合注法》――――――新增GB/T 4458.6-2002《機械制圖 圖樣畫法 剖視圖和斷面圖》GB 4459.1機械制圖 螺紋及螺紋緊固件的畫法GB 4459.1-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.2機械制圖 齒輪畫法GB 4459.2-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.3機械制圖 花鍵畫法GB 4459.3-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.4機械制圖 彈簧畫法GB 4459.4-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4459.5機械制圖 中心孔畫法GB 4459.5-1984已改版,整體不適用于光學元件GB 4460機械制圖 機構(gòu)運動簡圖符號GB 4460-1984仍為現(xiàn)行有效GB 10609.1技術(shù)制圖 標題欄GB 10609.1-1989改版為GB/T 10609.1-2008GB 10609.2技術(shù)制圖 明細欄GB 10609.2-1989改版為GB/T 10609.2-2009中國于2001年加入世界貿(mào)易組織后,各項標準向國際標準看齊,機械制圖和技術(shù)制圖的國家標準對應(yīng)于國際標準都進行了相應(yīng)的修改,以之為主要基礎(chǔ)的光學制圖標準也應(yīng)隨之作相應(yīng)修改。從表1中可以看出,(1)原標準所引用的標準大部分發(fā)生了變化;(2)部分標準已作廢或被替代,如GB 1204、GB 1316、GB 1322、GB 4457.1、GB 4457.3;(3)還有部分引用標準不適用于光學元件,應(yīng)取消,如GB4459、GB 4460。我國加入國際標準化組織ISO后,早在20世紀80年代初期就已明確提出應(yīng)采用ISO標準并貫徹于技術(shù)領(lǐng)域各個環(huán)節(jié)的要求。光學制圖的國際標準ISO 10110于1996年首次,其中ISO 10110-1于2006年進行了改版,為進一步提高標準化水平和貫徹最新國際標準,對光學制圖國家標準進行修訂十分必要。另一方面,1991版《光學制圖》在表達方式上較多地使用了文字敘述,從圖紙版面設(shè)置上來說,是用文字將“對材料的要求”、“對零件的要求”、“對膠合件的要求”以專用表格的形式列于圖紙的右上角。從有利于標準的統(tǒng)一和便于各國之間技術(shù)交流的角度出發(fā),應(yīng)在圖樣中少出現(xiàn)漢字,盡量以數(shù)字或字母代號來表示各項參數(shù)。2新舊標準主要變化GB/T 13323-2009對應(yīng)ISO 10110-1:2006《光學和光子學 光學元件和光學系統(tǒng)繪圖準備 第1部分:總則》,一致性程度為非等效。與ISO 10110-1:2006的主要差異在于:刪除了國際標準的序言和前言;根據(jù)ISO 10110-1:2006及我國標準用語習慣對標準范圍及符號作了重新編寫;參考并補充了ISO 10110-8、ISO 10110-10、ISO 10110-12相關(guān)部分的內(nèi)容。總體來說,與ISO 10110-1:2006是基本一致的,而與GB 13323-91相比,變化十分明顯。主要變化內(nèi)容如下:(1)修改了標準范圍:增加了對尺寸、公差標注的規(guī)定。(2)修改了光軸的標注方法:1991版中以單點劃線表示光軸,而2009版中為了區(qū)別光軸和中心線,特別規(guī)定要以雙點劃線表示光軸,單點劃線只是用于表示中心線。(3)在描述方面,將GB 13323-91的毛面修改為非拋光面。(4)修改了附錄A(資料性附錄)的示例,并增加了非球面透鏡的圖樣標注方法。(5)修改了光學零件圖樣的列表格式及內(nèi)容:此處變化非常明顯,整個圖面的排版布局都完全不同。1991版是在右上角列表,2009版是在圖面下方列表或是引線標注,且各項要求的標注方法也不同,后面將詳細說明。(6)修改了對材料的要求的標注方法,1991版中對材料的各項要求基本都執(zhí)行GB 903-87《無色光學玻璃》[6],在2009版中,“氣泡度”執(zhí)行GB/T 7661-2009《光學零件氣泡度》[7]的最新標準,雙折射和非均勻性暫無單獨的國家標準與之對應(yīng),所做的公差標注方法的修改是在附錄B(規(guī)范性附錄)中詳細描述。具體修改內(nèi)容后續(xù)將詳細說明。(7)增加了表面結(jié)構(gòu)的公差的標注方法,并將其內(nèi)容放入附錄C(規(guī)范性附錄)。3需注意的重要修改部分在表述上,參照ISO 10110-1:2006,將原標準中“對材料的要求”和“對零件的要求”統(tǒng)稱為“缺陷公差”,缺陷公差項目的表示方法對比如表2所示。
3.1材料缺陷標準發(fā)生顯著變化GB 13323-91中,材料缺陷公差項目都以文字說明來表示,在“對材料的要求”列表中左側(cè)顯示,右側(cè)對應(yīng)的是按GB 903-87《無色光學玻璃》執(zhí)行的等級表示。GB/T 13323-2009則取消了所有的文字表示,均以數(shù)字碼作為不同材料缺陷公差代號。最重要的是,各公差執(zhí)行的標準發(fā)生了顯著變化。(1)應(yīng)力雙折射在1991版中,“應(yīng)力雙折射”按照GB 903-87《無色光學玻璃》,其等級有中部應(yīng)力和邊緣應(yīng)力兩種表示方法。在2009版中,參考了國際標準ISO 10110-2:1996,不再區(qū)分中部應(yīng)力和邊緣應(yīng)力,直接以樣品單位程長內(nèi)的光程差(OPD)表示,且不再以數(shù)字代號作為等級標志,直接以光程差大小表示,即“0/”后面所跟的數(shù)字即為允許的OPD值大小。(2)氣泡度在1991版中,材料的“氣泡度”按GB 903-87《無色光學玻璃》執(zhí)行的等級表示。除“對材料的要求”中有氣泡度要求外,在“對零件的要求”中也有對光學零件氣泡度的要求,以字母“q”表示,執(zhí)行的是GB 7661-87《光學零件氣泡度》,導致氣泡度標注較為混亂。在2009版中,“氣泡度”以數(shù)學碼“1”表示,執(zhí)行GB/T 7661-2009《光學零件氣泡度》的最新標準。對氣泡度的要求做了統(tǒng)一規(guī)定,不再出現(xiàn)重復(fù)標注現(xiàn)象。該標準參考了國際標準ISO 10110-3:在圖紙上的標注為1/N×A,其中N是氣泡和雜質(zhì)的數(shù)目,A是氣泡和雜質(zhì)投影面積的平方根,以mm計。(3)非均勻性和條紋光學零件內(nèi)部折射率的逐漸變化的最大折射率與最小折射率之差,在GB 13323-91中,稱之為“光學均勻性”,而在GB/T 13323-2009中,則根據(jù)其實際意義改稱為“非均勻性”。GB/T 13323-2009中,認為“條紋”也是“非均勻性”的一種表現(xiàn)形式,所以“非均勻性”和“條紋”統(tǒng)一用數(shù)字碼“2”表示,即“2/”所跟的兩個數(shù)字,前者指“非均勻性”,后者指“條紋”。在1991版中,按GB 903-87《無色光學玻璃》執(zhí)行的等級表示,光學均勻性類別的數(shù)值越小,代表折射率微差越小;條紋度等級表示數(shù)字越小或字母越靠前,代表材料的條紋等級越好。而在GB/T 13323-2009中,“非均勻性”、“條紋”的分類方法與ISO 10110-4是一致的,與GB 13323-91則正好反過來,數(shù)字越大,代表“非均勻性”和“條紋”要求越高。此處非常容易混淆,在看圖紙時一定要注意,材料的生產(chǎn)方和使用方必須予以特別當心[8]。
3.2加工缺陷標注變化GB 13323-91中,加工缺陷公差在“對材料的要求”列表中左側(cè)顯示公差代號,右側(cè)對應(yīng)的是按各相應(yīng)標準進行的等級標注。在2009版中,主要差別體現(xiàn)在公差項目代號的不同,見表2。
需要注意的是,表面疵病所執(zhí)行的《光學零件表面疵病》最新標準GB/T 1185-2006[9]中規(guī)定是以字母“B”為代號,而光學制圖新標準中規(guī)定是以數(shù)字代碼“5”表示。繪圖識圖時,代號應(yīng)按GB/T 13323-2009,以“5”表示,執(zhí)行標準按GB/T 1185-2006。隨著高能激光在軍事和民用技術(shù)領(lǐng)域越來越廣泛地應(yīng)用,抗激光輻射損傷閾值成為激光系統(tǒng)中對光學零件的一項重要技術(shù)要求。該指標指的是光學零件受到激光輻射后,導致表面破壞概率為零的最大能量密度或功率密度,它與材料的結(jié)構(gòu)和性能、表面光滑程度、膜層結(jié)構(gòu)與性能以及膜層與材料的結(jié)合性能有關(guān)。該項指標在1991版中無體現(xiàn),目前國家標準中也尚無與之相對應(yīng)的要求和規(guī)范,主要參考國際標準ISO 10110-17:2004《光學和光學儀器 光學元件和光學系統(tǒng)圖樣 第17部分:抗激光破壞閾值》[10],以代號“6”表示該指標。
3.3表面結(jié)構(gòu)公差標注變化表面結(jié)構(gòu)公差即表面粗糙度的標注。在GB 13323-91中,未對光學零件表面粗糙度的標注做專門說明,執(zhí)行國家標準GB 131《機械制圖 表面粗糙度代號及其注法》和GB 1031《表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值》即可。光學工作者普遍認為,用機械表面標準表述光學表面是極不充分的,尤其是在超光滑表面、高功率激光光學等方面,表面粗糙度是一個相當重要的參數(shù)[8],不能簡單套用機械表面標準。2009版光學制圖標準中對光學零件表面粗糙度的標注參考了國際標準ISO 10110-8:1997《光學和光學儀器 光學元件和光學系統(tǒng)圖樣 第8部分:表面質(zhì)地》[11]中對光學零件表面粗糙度的要求,將光學表面分為粗糙表面和拋光表面。粗糙表面結(jié)構(gòu)用字母G(Ground)表示輪廓面,其微觀輪廓要求用輪廓均方根偏差Rq來度量。拋光表面結(jié)構(gòu)用字母P(Polished)表示輪廓表面,有四種表示方式:(1)無輪廓微缺陷要求的拋光表面,直接以“P”表示;(2)帶有輪廓微觀缺陷要求的拋光表面,字母P的右側(cè)數(shù)字表示可允許的輪廓微觀缺陷密度等級(P1~P4四級);(3)輪廓均方根偏差Rq;(4)功率頻譜密度函數(shù)(PSD)的定量方法,該項指標對于在高技術(shù)強激光應(yīng)用中確定超光滑表面特性特別有用。4應(yīng)注意的問題和實施建議透鏡圖示例如圖1所示。
圖1GB/T 13323-2009透鏡圖示例
Fig.1Drawing of lens according to GB/T 13323-2009
結(jié)合透鏡圖示例和前面的分析,在新標準執(zhí)行中需重點注意以下幾點問題:(1)首先要注意整體圖面的布局變化,改變在圖面右上角進行各項要求說明的習慣,而改為在圖面下方列表說明或引線說明的方式。(2)注意各項指標代號的變化和等級表示方法的變化。尤其是對材料的應(yīng)力雙折射、非均勻性和條紋的標注,其等級描述與1991版是恰好相反的,千萬不能搞錯。(3)由于一項國家標準的制訂、改版是需要很長時間的,因此難免出現(xiàn)相關(guān)聯(lián)標準未能完全配套的現(xiàn)象,如表面疵病的最新國家標準與該標準中疵病的代號就不同,但兩個標準都是現(xiàn)行有效的最新標準,又如GB 903-87《無色光學玻璃》也依然是現(xiàn)行有效的標準,但其中各項指標的標注在相關(guān)的國家標準里均有較大的變更,這些都是技術(shù)人員在看圖、識圖、繪圖的過程中要特別注意的地方。對于更好地貫徹和實施該標準,提出以下幾點建議:(1)及時了解和掌握最新標準動態(tài),樹立標準化意識。標準中已說明不注日期的引用文件是以最新版本為準,所以一定要及時跟蹤掌握,查用現(xiàn)行有效的最新標準。(2)認真學習與審慎理解標準各條文的含義和內(nèi)在要求,由于標準編寫有規(guī)范的結(jié)構(gòu)和用語,言簡意賅,不能淺嘗輒止,避免出現(xiàn)曲解或誤用現(xiàn)象。5結(jié)論隨著科學技術(shù)的發(fā)展和進步及國際交流的日益頻繁,國家標準跟蹤國際標準的發(fā)展而發(fā)展,需要不斷地制定、修訂、充實和更新。對于光學工程技術(shù)人員而言,正確理解和認識修訂改版后的《光學制圖》國家標準十分重要。通過對新舊標準的詳細解讀,指出了新標準執(zhí)行中需注意的一些問題,并給出了實施建議,讓技術(shù)人員更易接受理解,從而更快推動新版《光學制圖》國家標準的貫徹與執(zhí)行。參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】機械制圖課程 改革
【中圖分類號】TH12 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)10-0024-02
一 、教學內(nèi)容與教學方法改革
1.課堂講授方法
在教授課程過程中,老師的授課方法尤其重要,一般以老師精講,輔導學生練習為主要教學方法。這就需要老師要處處以學生為出發(fā)點和落腳點,事先做好授課計劃,為抓住學生的注意力和學習興趣,可以在課堂上采用“討論式”教學模式,如:設(shè)計出不同的小問題引發(fā)學生積極地進行自主思考,啟發(fā)學生積極參與討論,最終由老師對案例進行歸納總結(jié)等方式最大限度地調(diào)動學生的自主學習性,提高學生的學習效率。另外,老師需要用大量的實例練習來提高學生的空間想象能力,及時解決學生在學習中所遇到的問題和困惑,不讓一個學生掉隊。
隨著學生學習能力和專業(yè)素質(zhì)的不斷提高,老師應(yīng)適時地轉(zhuǎn)變教學方式,從原來的學生聽課為主到學生分析討論為主,老師引發(fā)學生自主解決問題的教學模式,將“中、高級制圖員職業(yè)技能鑒定資格證書”作為學生學習的最終目標及對學生學習效果的檢驗方式,使教學與就業(yè)緊密地聯(lián)系在一起,努力提高學生的就業(yè)能力和社會競爭力,使學校教育與社會需求結(jié)合,使職業(yè)教育達成其社會使命,努力提高職業(yè)學生的就業(yè)條件。
2.發(fā)揮傳統(tǒng)教學優(yōu)勢
對于傳統(tǒng)教學,要秉承“取其精華,去其糟粕”這一優(yōu)良傳統(tǒng),授課老師在向?qū)W生講授“機械制圖”這一課程時,需要講解詳細、嚴謹,書寫規(guī)范,嚴格按照國家制定的相關(guān)規(guī)定,從畫線、書寫文字、尺寸標注到各裝配圖、各零件圖的組合畫法與讀圖,均為學生樹立良好的標準化典范,使學生在學習的過程中,潛移默化的模仿老師,時刻謹記老師的標準和要求,將老師的要求作為自己學習的動力和目標,嚴格要求自己,以老師為榜樣,不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì),使繪圖技術(shù)得以提高。
“機械制圖”這門課程具有很強的實踐操作性,學生在學習的過程中,只有不斷的練習和實踐,才能掌握“機械制圖”的技巧。所以在學習的過程中,即使老師對課程內(nèi)容進行了詳細的講述,并為學生列舉很多案例,但在學生剛開始試著自己解決問題的時候總會感到力不從心、無從下手。這些都是很正常的,也是學習“機械制圖”這一課程的必經(jīng)之路,這就需要學生不斷的進行練習,在練習的過程中,老師需要對學生進行輔導,及時發(fā)現(xiàn)學生在學習中的問題和困惑,幫助學生及時解決問題,這樣才能保證練習達到最好的效果。老師還要尤其注意的是在練習過程中對學生細心練習、耐心能力和信念堅持的培養(yǎng),以全面提高學生的專業(yè)素質(zhì)。
3.多媒體教學
教學手段改革為教學改革提供了重要條件,在現(xiàn)代科技突飛猛進的形勢下,教學內(nèi)容日益增多,授課負擔加重,如果仍采用舊的傳統(tǒng)手段,學生學習效果不理想,難以完成教學任務(wù),多媒體教學是現(xiàn)代化教學手段之一。以教材中的裝配圖為例,使用多媒體教學能比較直觀反映裝配關(guān)系,拆裝順序及工作原理,學生易懂,克服了原始掛圖講解,特別是拆裝順序,教師費盡口舌學生還是難以理解,通過多媒體采用立體放映,參照裝配圖進行講解,學生很快就能掌握學習內(nèi)容,對于機件表達方法及相貫線內(nèi)容,采用多媒體教學,是很好的直觀教學手段,通過動畫效果,可變靜為動,從而建立牢固的概念。例如,相貫線的形狀是封閉的曲線,我們通過多媒體播放相貫線,從立體中跳出,由靜變動,學生從理性認識到感性認識,使學生更加明確了相貫線的性質(zhì),通過采用多媒體教學,一方面可以激發(fā)學生的學習興趣,另一方面,提高了學生學習積極性,更好理解掌握所學內(nèi)容。因機械制圖教學是雙邊活動,學生基礎(chǔ)參差不齊,基礎(chǔ)差的多,所以,單純用多媒體教學是不夠的,面對這樣的情況,應(yīng)靈活掌握教學方法有些基礎(chǔ)部分應(yīng)按舊的教學方法進行講解,老師在黑板上一邊畫一邊講解,這樣學生學起來比較直觀,同時也可以培養(yǎng)學生的繪圖能力,例如:幾何作圖,老師教學生怎樣拿兩塊三角板推平行線,怎樣使用圓規(guī)畫圖等。通過老師實際操作,學生對繪圖工具的使用有了一定的認識,所以,傳統(tǒng)的教學方法也不可缺少,應(yīng)和多媒體教學穿插使用。
二、改革時要把握的原則
1.理論聯(lián)系實際
授課老師要尤其注意的一個最最基本的原則就是“理論聯(lián)系實際”。只有扎實的理論作為基礎(chǔ),才能更好地解決現(xiàn)實中的實踐問題。其一,授課老師和學生均應(yīng)提高對書本理論知識的認識,老師在授課過程中,始終保持認真、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,向?qū)W生詳細闡述理論知識,包括機械構(gòu)造體系、裝配原則、作圖方法、基本原理等,使學生在學習中打下堅實的理論基礎(chǔ)。其二,在學生掌握了基本的理論知識以后,老師要逐步培養(yǎng)學生對空間的認知能力和想象能力,這一過程需要學生進行不斷的練習,在老師的指導下,在不斷的錯誤、改正、再犯錯、再改正的過程中不斷提高。
對于社會上出現(xiàn)的“高分低能”學生,畢業(yè)生就業(yè)率低等問題,必須引起老師的重視和思考,出現(xiàn)這樣的結(jié)果,充分暴露出我國現(xiàn)有教育體制的問題:過分重視對理論知識的考核,忽視對學生動手能力的培養(yǎng)和社會實踐能力的鍛煉。既然傳統(tǒng)的教學過程存在這樣的問題,那么,在“機械制圖”這門課的學習中,授課教師在傳授理論知識給學生的同時,要重視對學生實踐能力的培養(yǎng),在課堂教學中,多講實例,給學生少看模型,多看實物,盡可能帶學生參加社會實踐活動,以加強學生對課本理論知識的認識深度。
2.規(guī)范、標準意識
隨著社會的進步和科技的發(fā)展,機械科學理論也在不斷的完善,在18年后的2002年,我國各學者對1984年編制的機械制圖標準進行了重新修訂,最終形成一套新的更適合現(xiàn)代社會需求的制圖標準,與國際化要求相接軌,刪除原來不合時宜的規(guī)定,使學生在學習的最初,就接觸到最先進、最科學的機械制圖理論,樹立專業(yè)化的標準觀念,扎實的理論知識為今后的實踐應(yīng)用起到了不可估量的巨大作用。那么,在教學的初始,標準化觀念的教育就顯得格外重要,所以老師在教授課程的時候,應(yīng)反復(fù)向?qū)W生強調(diào)現(xiàn)有的國家相關(guān)制圖標準,讓學生明白國家制定這一標準的目的是什么,可以更好地幫助學生理解標準內(nèi)容,認可國家制定的標準,按照標準嚴格要求自己,在今后的工作中不斷地學習最新的標準規(guī)定,做到與時俱進。
三、 對現(xiàn)有考試制度進行改革
考試的目的就是考查學生對該門課程的掌握情況,從某種程度上來說,考試方式?jīng)Q定了學生的日常學習方式,對良好學習習慣的養(yǎng)成也至關(guān)重要。如今,很多學校的考核方式都是期末考試加平時作業(yè)情況,而期末考試也多以理論知識考核為主,學生只要死記硬背好定義、理論等書本知識,就可以取得高分。但是“機械制圖”這門課程具有很強的操作性,對學生的動手能力有很高的要求,但是傳統(tǒng)的筆試考核方法并不能考查出學生的實踐動手能力。舉例來說,在現(xiàn)實的工作中,各生產(chǎn)工作人員之間的交流一般均是口頭性的,對生產(chǎn)中的問題、錯誤糾正、生產(chǎn)工藝的改進等都是口頭交流,所以,在“機械制圖”課程考核的時候就應(yīng)該偏向考查學生的口頭表達問題能力、實踐解決故障能力等。提高學生的動手能力,使學校的學習與社會需求接軌,以學生的順利就業(yè)為學習的出發(fā)點和落腳點。
機械制圖考核改革包括以下三個方面的內(nèi)容:
1.課本理論知識方面
對這一類理論知識的考核仍可以采用閉卷考試的方法,但要注意的是:在制定考題的過程中,要嚴格按照考試大綱的要求,盡可能多地考核到全面的知識點,但一定要杜絕偏題和怪題,從學生學習的四個過程——記憶、理解、掌握、應(yīng)用,進行分類逐步考核,使考試分數(shù)能夠更客觀地反映出學生的實踐能力。
2.機械制圖標準方面
這部分的考核內(nèi)容包括辨別各組裝配件,如:常用件、標準件等,繪制零件圖、裝配圖的表示方法等。這一方面的知識點很多,相對于完全的理論知識,答題時間較長。考核的目的主要是考察學生看圖、繪圖能力,及綜合運用理論知識的能力。可以采用閉卷考試或者面試口答的方式對學生的掌握情況進行考核,也可以設(shè)置些補圖類型的考題,但不可過多,一般不超過總題目數(shù)量的八分之一。
3.實踐綜合能力方面
對于學生綜合實踐能力的考核,最有效的方式就是用“測繪作業(yè)”這一考核方式,根據(jù)本門課程對學生的要求選擇不同的測繪對象,如進行零件測繪或者進行部件測繪,最后要求學生畫出完整的零件圖(裝配圖)。這種考核方式可以考查出學生對各零部件的整體把握和分析能力,及學生對國家相關(guān)規(guī)定的理解和運用,更重要的是可以考查出學生的實踐動手能力。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:機械制圖;CAD;整合教學
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)11-0160-02
在高職院校教學開展中,“機械制圖”以及“AutoCAD”課程是高職院校工科專業(yè)的兩門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,對于高職院校教學開展以及教學目標的完成都有著非常重要的影響和作用。隨著高等職業(yè)技術(shù)教育改革的深入,根據(jù)高職教育的培養(yǎng)目標對課程進行全面的分析,將“機械制圖”與“CAD”課程整體優(yōu)化、全面整合勢在必行。然而,走訪發(fā)現(xiàn)目前許多院校“機械制圖”和“AutoCAD”的課程未能進行切實有效的整合,導致教學中一部分學生對于機械制圖的學習興趣比較濃厚、而另一部分對于CAD技術(shù)的學習積極性比較高的偏科情況,嚴重影響了高職院校的教學質(zhì)量與水平提升,對于學生理論知識以及實踐能力的培養(yǎng)提升也十分不利。針對這一情況,筆者結(jié)合教學改革實踐,旨在探討和總結(jié)如何將機械制圖與AutoCAD課程教學進行有效整合的方法,以充分調(diào)動學生的學習積極性、提高教學效率,實現(xiàn)兩門課程教學目標的雙贏。
一、教學目標的整合
在傳統(tǒng)教學中,機械制圖著重制圖理論知識的講解,CAD注重繪圖命令和工具的講解,把內(nèi)部有有機聯(lián)系的兩門課程分割開來,雖然說課時增加了,但教學效果卻并不理想。機械制圖與CAD,看似獨立的兩門課程實際上是密不可分的。一方面,學生必須在掌握國家標準及制圖原理的基礎(chǔ)上才能用CAD畫出符合機械制圖標準的工程圖樣;另一方面,CAD則是提升制圖教學效果的有效工具,教師利用CAD三維建模與二維視圖進行對照講解,有利于突出機械制圖的重點、分解教學難點,提高學生的空間想象能力。因此,兩門課程的教學目標并不是獨立存在的,而是相輔相成的關(guān)系。高等職業(yè)院校的培養(yǎng)目標是生產(chǎn)一線的技術(shù)工人,要在有限的學時掌握更多的實用技術(shù)。因此,在機械制圖與CAD教學中,應(yīng)突出高等職業(yè)院校教學特色,不再強調(diào)以學科為中心,不再把學科的嚴密性、完整性作為第一標準,而是強調(diào)與生產(chǎn)實踐相聯(lián)系、強調(diào)實際應(yīng)用,打破傳統(tǒng)教學的教學思路。因此,結(jié)合高職學校的就業(yè)特點和兩門課程的內(nèi)在聯(lián)系,在整合教學中應(yīng)該以培養(yǎng)學生的識圖能力和空間想象能力為主,以CAD繪圖為手段作為兩門課程共同的教學目標。
二、教學內(nèi)容的整合
在整個教學過程中,應(yīng)保證機械制圖與CAD兩門課程盡量同步,兩相對照,互為補充、互相調(diào)節(jié),以機械制圖為主,活學活用CAD,將CAD揉合到機械制圖中去,使之真正成為一個整體。在課程設(shè)置中,考慮將機械制圖課程中包含的基本知識內(nèi)容進行有效的刪減,強調(diào)實用性和夠用的原則,以減輕學生的學習負擔、提高教學效果。
1.手工幾何作圖部分的適當刪減。制圖基本知識中手工幾何作圖部分完全可以刪減,由于計算機繪圖工具的便捷性和多樣性,無論多么復(fù)雜的平面幾何形體繪制出漂亮的幾何圖形并不是一件困難的事情,那么花費大量的時間在學習手工幾何作圖方法上是偏離我們的教學目標的。以圓弧連接為例,手工作圖與計算機繪圖的原理是不一樣的,手工作圖要找出連接圓弧的圓心和切點,做圖既費時又費力學生還不易理解;CAD中做圓弧連接則顯得十分簡單,只需按照相切―相切―半徑的步驟,最后再修剪一下即可,學生也容易理解。因此,平面幾何作圖部分可考慮摒棄手工作圖內(nèi)容,代之以在CAD中介紹平面幾何作圖的各種作圖方法,這樣省時又省力。
2.機械制圖軸測圖部分的適當刪減。機械制圖軸測圖的畫法部分應(yīng)大量刪減,簡要提及即可,把重點放在AutoCAD中進行3D命令介紹。作為一種輔助圖樣,軸測圖相對平面三視圖具有立體感,圖形直觀,但傳統(tǒng)教學手工繪制軸測圖則非常麻煩,而且只能靜態(tài)觀看,因此軸測圖部分內(nèi)容應(yīng)適當精簡,加強CAD中三維繪圖命令的學習,這種三維圖形可以動態(tài)旋轉(zhuǎn)、多角度觀察,對培養(yǎng)學生的空間想象力大有益處。
三、教學方法和教學順序的整合
在教學實踐中,我們將機械制圖與CAD課程合二為一,將CAD融入到機械制圖的各個教學環(huán)節(jié)中去,圍繞著繪圖、看圖這一總的目標將機械制圖和CAD有機融合編排,形成新的課程體系,著重培養(yǎng)學生的識圖能力、空間構(gòu)思能力和繪圖能力。具體來講,可以通過以下步驟來實現(xiàn)。
1.結(jié)合CAD基本設(shè)置介紹機械制圖基礎(chǔ)知識。制圖基礎(chǔ)知識中首先介紹“繪圖工具和儀器的使用及相關(guān)國家標準”。這些傳統(tǒng)內(nèi)容稍顯枯燥,可以結(jié)合“CAD基礎(chǔ)知識”以及“圖紙幅面、標題欄、字體、比例以及線型”等CAD的基本設(shè)置進行講解,通過形象生動的演示和講解既讓學生了解了制圖的基本規(guī)定,又使學生感受到計算機技術(shù)在制圖學科中的應(yīng)用和發(fā)展,從而激發(fā)學生的學習興趣。
2.利用尺規(guī)作圖詳細介紹三視圖畫法及繪圖步驟。制圖基礎(chǔ)知識講解之后介紹正投影法,并通過一些簡單的幾何形體講解三視圖的畫法和繪圖步驟,這部分內(nèi)容教師最好能夠在黑板上尺規(guī)作圖演示給學生,因為這個階段學生對CAD還比較生疏,很難駕馭CAD這個繪圖工具去有效支撐機械制圖的練習。而直尺、三角板、圓規(guī)等繪圖工具是學生最熟悉和常用的,采用尺規(guī)作圖去熟練機械制圖作圖步驟是最適合的,有助于學生輕松掌握三視圖的畫法和投影規(guī)律。需要注意的是,教師尺規(guī)作圖的環(huán)節(jié)一定要嚴謹、規(guī)范,給學生一個很好的示范作用,這樣有助于學生在后續(xù)的學習中養(yǎng)成良好的作圖習慣,以奠定繪圖的基礎(chǔ)。學生繪圖步驟熟練之后,完全可以以學生練習的這些實例為載體,詳細分析這些幾何體的角點、棱邊、面的投影特性,由此引入點、線、面的投影,并系統(tǒng)分類總結(jié)。以學生熟悉的實體為媒介去分析其上點、線、面的投影,有效回避了點、線、面投影缺乏空間感的特性,使學生對其投影規(guī)律更容易把握。
3.穿插CAD課程,充分調(diào)動學生學習興趣。在系統(tǒng)講解投影規(guī)律和點、線、面投影特征期間,由于耗時較長,為了避免學生的厭倦情緒可以穿插幾節(jié)CAD課程,重點讓學生采用CAD平面作圖和抄繪機械圖樣,一是有助于學生熟練作圖步驟和CAD繪圖工具的使用;二是能讓學生體會計算機繪圖的高效率;三是能激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的主觀能動性。尤其是在抄繪機械圖樣這樣一個模仿的過程中,學生不僅在抄繪中會逐漸加深對機械制圖課程內(nèi)容的認識,而且還強化了學生對正規(guī)機械加工圖紙的概念。下一個階段可以安排基本體投影內(nèi)容的學習,期間可以采用傳統(tǒng)教學進行講解基本體的三視圖,CAD穿插講授三維建模,兩部分內(nèi)容互相調(diào)節(jié)。
4.CAD繪圖為主、手工繪圖為輔的后續(xù)教學。經(jīng)過上述階段的學習,學生對尺規(guī)作圖、計算機繪圖、投影規(guī)律以及三維建模都已經(jīng)入門,那么機械制圖的后續(xù)內(nèi)容,包括立體的表面交線、組合體、剖視圖、尺寸標注等都更適合在CAD環(huán)境下教學,因為這些內(nèi)容涉及的形體會更復(fù)雜,如果教師采用尺規(guī)作圖講授會浪費大量的課堂有效時間,學生手工作圖完成作業(yè)的效率也會下降。比如“剖視圖”這一節(jié),很多同學手工作圖時剖面線都畫得不夠規(guī)范,不是間隔不均勻就是線型不一致,或者剖面線傾斜角度不符合要求,那么花費大量的時間去練習剖面線的規(guī)范畫法是沒有任何意義的,因為CAD繪圖中剖面線只需利用“圖案填充”命令即可完成,這樣既節(jié)約了大量的繪圖時間,學生也不會覺得枯燥無味。在這個學習階段,教師在教學內(nèi)容的設(shè)置上就可以考慮以CAD繪圖為主、手工繪圖為輔的教學原則。另外,由于立體的表面交線、組合體、剖視圖部分內(nèi)容涉及的空間結(jié)構(gòu)更為多樣化,學生在上述有限的學時范圍內(nèi),空間想象能力尚未很好的構(gòu)建,此時生硬地讓學生去識讀、繪制組合體會讓學生感到非常吃力,影響學習興趣的進一步提高。此時若采用CAD教學,教師可以采用視圖窗口分割、三視圖與軸測圖同時呈現(xiàn)在窗口內(nèi),在學生構(gòu)建和識別形體遇到困難時提供有效的幫助,使學生在多次經(jīng)過構(gòu)思―對照―反思這樣一個思維訓練模式中快速提高空間想象能力。
總之,CAD極大地豐富了機械制圖的教學,改進了機械制圖的教學方法,是一場制圖教學的革命。作為教師,在整合教學的改革中頭腦一定要清醒,沒有扎實的制圖基本功及良好的空間想象能力是畫不出符合工程技術(shù)要求的圖樣的。總的教學原則一定是以CAD繪圖為手段,著重培養(yǎng)學生的識圖能力和空間想象能力。經(jīng)過近幾年《機械制圖》教學改革的嘗試,我們收獲很多。實踐證明,《機械制圖》與CAD整合教學實施難度不大,而取得的效果卻是立竿見影的。這種整合教學模式既充分調(diào)動了學生的學習積極性,又實現(xiàn)了理論與實踐的緊密結(jié)合,學生在學習理論知識的同時又掌握了實踐技能,而且學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力都得到了提高,較好地實現(xiàn)了知識與技能向?qū)嶋H應(yīng)用的有效遷移,使我們的教學能夠更好地與職業(yè)需求零距離接軌,真正培養(yǎng)出適應(yīng)我國當前和未來經(jīng)濟發(fā)展的高職人才。我們有理由相信,隨著整合教學改革的進一步發(fā)展和推廣,高職學校的《機械制圖》與CAD教學也將得到進一步的發(fā)展,整合教學也必將受到廣大師生的歡迎。隨著教學設(shè)備和教學技術(shù)的進步,《機械制圖與CAD》今后的教學還會大有作為,高職學生也會學到更多、更實用的先進技術(shù)與技能,只有提高綜合素質(zhì),才能為他們今后職業(yè)的長期發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:CAD技能大賽 技術(shù)文件 機械設(shè)計
人力資源和社會保障部副部長王曉初說,在人才隊伍中,技能人才是一個非常重要的群體。沒有一流的技工就沒有一流的產(chǎn)品,我們要想實現(xiàn)從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變,需要一大批高水平的技能人才。為了能和世界技能大賽接軌,為自治區(qū)培養(yǎng)更多的技能人才,在全自治區(qū)范圍內(nèi),開展了技能大賽。技能大賽最為重要的一個要素就是技術(shù)文件的制定。在制定機械設(shè)計的技術(shù)文件時,把握以下幾點內(nèi)容:
一、競賽技術(shù)文件制定原則
參考世界CAD技能大賽機械設(shè)計項目比賽選題,同時參考自治區(qū)實際情況擬定。
按照國家職業(yè)技能要求的標準,看重基本的操作技能,和生產(chǎn)實際相結(jié)合,考查選手的綜合能力,同時對技能人才培養(yǎng)起到引領(lǐng)作用,更能與國家技能大賽、世界技能大賽接軌。
二、選手應(yīng)具備的能力
1.零件三維實體建模
2.制圖基本技能
參賽者能夠讀懂符合國標的產(chǎn)品零件圖或裝配圖;
參賽者能夠熟練使用A3打印機。
三、競賽的具體方式和成績評定方法
(一)比賽方式
本次大賽分綜合技術(shù)理論考試、現(xiàn)場上機操作兩場考試。采用單人單機比賽形式,獨立完成規(guī)定的工作任務(wù)。
(二)成績評定方法
理論考核約占最終成績的30%,實際操作技能考核約占最終成績的70%。
四、試題覆蓋面、比重
(一)理論考核
1.命題范圍
依據(jù)國家頒發(fā)的《制圖員》國家職業(yè)標準三級(高級)機械制圖標準,同時結(jié)合基本的機械設(shè)計、機械加工知識制定。包括機械制圖基礎(chǔ)理論;機械加工、設(shè)計的基礎(chǔ)知識;CAD軟件通用知識。
2.理論考核的各種知識題量如右上表
3.其他
應(yīng)用客觀形式命題。(參賽者自己備好答題的用品。)理論考核時間為120分鐘。該試題總分100分。
(二)實際操作項目
1.具體要求
(1)每位參賽者自己選擇一個機位,在計算機房實際上機比賽
(2)比賽所用時間為180分鐘,總分100分。
(3)參賽選手必須打印圖紙。如無圖紙,按成績無效對待。
(4)假若確實是由于計算機原因引起參賽者不能繼續(xù)比賽,由組委會裁判長根據(jù)實際情況做出決定。
2.主辦方提供的設(shè)施
競賽場地提供AutoCAD2008簡體中文版軟件。如用其他軟件,需參賽選手自備。
運行環(huán)境:推薦windows xp系統(tǒng)。
五、參賽者須知
1.GB或ISO標準集、機械設(shè)計技術(shù)手冊由選手自己攜帶,現(xiàn)場不提供。每位參賽者可以攜帶任何輔助參考資料等,但在考核開始后不能使用手機(比賽時請關(guān)機)。
2.每位參賽者在比賽正式完成后要打印圖紙,最終的圖紙要本人簽名,以圖紙為最終結(jié)果的認定依據(jù)。
六、最終成績的計算方法
1.由競賽專家裁判組負責參賽選手的成績評定。
2.參賽者理論考核成績一樣時,可再看實際操作成績,以實際操作成績高的,名次排在前。選手的最終名次可根據(jù)理論和實操兩項成績的累加排定。
七、比賽注意事項
比賽過程中不允許指導教師在一旁對選手進行指導。不能使用不屬于該比賽項目的工具、設(shè)備。裁判人員提示比賽時間到時,必須立即停止比賽。
八、理論知識測試項目
可以參考制圖員高級職業(yè)技能鑒定國家題庫理論試題,相關(guān)機械設(shè)計、加工的理論試題。
九、實際操作比賽內(nèi)容及評分標準
(一)實際操作的考查范圍
CAD繪圖環(huán)境的設(shè)置,常用繪圖、編輯命令的使用,典型平面圖形繪制,常見機械零件繪制,典型零件三維實體造型, CAD標準工程圖的繪制,CAD的標注與打印。
(二)具體的評分標準
1.標準模板設(shè)置。考生必須按照如下標準模板進行繪圖環(huán)境設(shè)置。
(1)本題分值:3分
(2)具體參考要求:
①按國家標準設(shè)置A3圖紙,繪制邊框及標題欄,字高7mm,漢字字體選擇仿宋體,數(shù)字字體選用gbeitc、shx。
②尺寸標注按如下格式。尺寸參數(shù):字高為5mm,箭頭長度為5mm,尺寸界線延伸長度為2mm,尺寸數(shù)字距離尺寸線1mm,其余參數(shù)使用系統(tǒng)缺省配置。
③分層繪圖。圖層、顏色、線型要求如下:
其余參數(shù)使用系統(tǒng)缺省配置。另外需要建立的圖層,考生自行設(shè)置。
④將所有圖形儲存在一個文件中,均勻布置在邊框線內(nèi)。存盤前使圖框充滿屏幕。
2.試題
試題一 根據(jù)所給二維裝配圖拆畫3~5個三維零件圖
(1)本題分值:67分
(2)具體參考要求:
①根據(jù)所給裝配圖拆畫3~5個零件圖,尺寸參數(shù)按圖幅對初始設(shè)置的要求。
②標注零件圖。并按圖中格式標全尺寸、表面粗糙度等。
試題二 根據(jù)所給二維零件圖進行裝配體的三維建模
(1))本題分值:30分
(2)具體參考要求:
①根據(jù)所給零件圖進行裝配體的三維建模,尺寸參數(shù)按圖幅對初始設(shè)置的要求。
②標注題目要求尺寸、表面粗糙度等。
(三)評分標準
以上就是根據(jù)我區(qū)實際情況擬定的機械設(shè)計項目競賽技術(shù)文件。它和世界技能大賽的要求有一定的差距。參加技能大賽不僅僅是為了得獎牌,同時也是學習的機會。大賽期間,不論是技術(shù)專家還是參賽人員,都能與同行進行廣泛的交流,參加技能大賽對我國職業(yè)技能標準的提高有很大幫助。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】建筑制圖實訓;多元化實訓體系;專業(yè)技能;綜合素質(zhì)
建筑制圖是土木工程專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程,主要培養(yǎng)學生的空間想象能力、識讀和繪制工程圖的技能,是學生學習后續(xù)專業(yè)課程、完成課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計不可或缺的基礎(chǔ)[1]。該課程理論和實踐性都很強,在理論教學結(jié)束后,還須完成一周的實踐性教學環(huán)節(jié),即建筑制圖實訓。制圖實訓是教學中的重要實踐環(huán)節(jié),實訓質(zhì)量直接關(guān)系到理論課程的教學質(zhì)量,對提高學生實踐能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)起著重要的作用[2]。因此,如何設(shè)計實訓環(huán)節(jié),提高學生識圖、繪圖技能,同時在實踐中提高空間思維能力和創(chuàng)造性,是建筑制圖實訓教學改革研究的內(nèi)容。
1實訓環(huán)節(jié)基本情況
1.1現(xiàn)有模式
建筑制圖實訓開設(shè)在大一第一學期建筑制圖理論教學結(jié)束之后,由于學生在此階段還不具備專業(yè)的測量知識和手段[3],目前土木工程專業(yè)的實訓環(huán)節(jié)設(shè)計,仍把重點放在二維工程圖樣的描繪上,即工程圖紙抄繪練習。教師給定幾套建筑施工圖,有多層辦公樓、住宅、教學樓和集體宿舍,選擇學生熟悉的建筑類型,難度、體量大小等相當,在一周的時間內(nèi),讓學生分組抄繪其中一套,完成規(guī)定的尺規(guī)繪圖練習。
1.2存在問題
1.2.1形式單一,缺乏系統(tǒng)性以多層辦公樓為例,一套完整的建筑施工圖往往有十幾張,考慮時間問題不可能全部抄繪一遍,因此,往往指定學生抄繪部分代表性的圖樣,如平面圖、立面圖、剖面圖各畫一張。繪圖訓練缺乏系統(tǒng)性,導致學生對各種圖樣表達內(nèi)容、圖示特點、制圖標準要求理解不透徹,繪圖經(jīng)常出現(xiàn)多線少線、標注不完整等錯誤。這一問題在大二房屋建筑學課程設(shè)計中尤其突出,總平圖、屋頂平面圖、建筑剖面圖以及詳圖出錯嚴重。1.2.2工程意識與創(chuàng)新意識薄弱在實訓過程中,發(fā)現(xiàn)學生往往就是照搬照抄,繪圖前不會先主動將整套圖紙系統(tǒng)性地識讀,認為只要完成指定的幾張抄繪練習,在規(guī)定的截止日期前上交全部作業(yè)就可以。這種簡單的抄繪練習,提供給學生獨立思考的內(nèi)容有限,學生創(chuàng)新的地方太少,不利于空間想象能力的提高。這樣的實踐教學缺乏對學生工程素養(yǎng)的基本訓練和積極主動的學習興趣的激勵,更加談不上對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。
2實訓環(huán)節(jié)設(shè)計研究
2.1設(shè)計目標
土木工程專業(yè)以培養(yǎng)能從事工程設(shè)計、施工、監(jiān)理等技術(shù)與管理的應(yīng)用型人才為目標,因此,實訓環(huán)節(jié)設(shè)計除了要提升學生的理論水平和制圖技巧之外,還應(yīng)著重關(guān)注學生空間思維能力、自主動手能力、分析解決問題等綜合能力的培養(yǎng),這樣才能提升學生在未來工作中的技術(shù)應(yīng)用能力,以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求。
2.2實訓體系構(gòu)建
根據(jù)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求,通過充分調(diào)研學生現(xiàn)狀、學生技能掌握規(guī)律及制圖課程的特點,對建筑制圖實訓體系進行重新構(gòu)建。整個實訓體系設(shè)置為三個階段:基礎(chǔ)性訓練、系統(tǒng)性訓練和設(shè)計性訓練,由易到難、由低到高,通過實施多樣化、創(chuàng)新性的實踐活※基金項目:莆田學院教育教學改革研究項目(JG202071)。2.2.1基礎(chǔ)性訓練培養(yǎng)學生繪圖和識圖技能是實訓環(huán)節(jié)的任務(wù)之一,而不管是繪圖還是識圖,從空間三維形體到二維平面圖形的投影,都要依靠空間想象力來實現(xiàn)。土木工程專業(yè)學生基礎(chǔ)差距大,部分學生空間想象能力差,因此,必須讓學生多接觸實物,以增強感性認識,通過不斷地由物看圖,由圖看物,由圖想物,通過從空間到平面,從平面到空間的思維轉(zhuǎn)換,逐漸強化空間想象力[5]。(1)參觀實習。制圖課程開設(shè)在大一第一學期,新生對專業(yè)認知不足,對課程了解很少,更不用說掌握課程和專業(yè)的關(guān)系,影響了學習的積極性。在建筑制圖理論教學過程中,可以組織學生參觀校園內(nèi)典型的一些建筑物,如教學樓、宿舍樓,了解建筑形狀、體型、布局和立面效果,培養(yǎng)和訓練他們的尺度感和空間感。當學生提出問題的時候,盡量引導他們主動去查閱相關(guān)的資料,如設(shè)計規(guī)范或標準,培養(yǎng)這方面的工程意識。通過對實體工程的參觀學習,激發(fā)學生學習的積極性,樹立正確的專業(yè)課程學習觀,為后續(xù)學習打好基礎(chǔ)。在對建筑物有一個直觀認識之后,組織學生參觀房屋模型陳列室、建筑構(gòu)造實訓室,讓學生反復(fù)對比實物模型,進一步了解建筑形體的空間組成。這種立體的三維空間模型,再現(xiàn)了建筑實物的造型,真實地反映了實物的空間結(jié)構(gòu)布局,具有一定的直觀性、可視性,幫助學生更好地掌握圖紙中難懂的空間結(jié)構(gòu)。通過對模型的觀察學習,進一步了解房屋構(gòu)造、建筑材料及建筑工程施工工藝,鞏固和擴大所學理論知識。(2)三維建模軟件輔助。建筑物的內(nèi)部空間往往比較復(fù)雜,依靠想象很難理解,通過計算機三維建模軟件將其剖切開來,可以全面地表達其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。教學過程中充分利用三維建模軟件演示,可以直觀地觀察到模型變化的過程,如建筑平面圖、剖面圖的形成,隨著剖切位置的變化,得到的投影圖也跟著發(fā)生變化,學生可以反復(fù)觀察,便于理解。三維建模和實物模型的結(jié)合,可以有效地幫助學生逐步提高空間想象力,從而增強學習的積極性和主動性。2.2.2系統(tǒng)性訓練為切實提高學生識圖、繪圖技能,實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合,系統(tǒng)性訓練環(huán)節(jié)安排了課堂實訓練習、圖紙識讀技能考核、圖紙抄繪練習三種形式,以鞏固學生所學理論知識,加強對圖紙識讀、繪制能力的培養(yǎng)。(1)課堂實訓。課堂實訓是隨課堂教學進行的實訓,邊講邊練,學做結(jié)合。為實現(xiàn)課程教學任務(wù),根據(jù)課程內(nèi)容和進度,設(shè)計了多個課堂實踐訓練,見表1。在講授制圖基本技能時,布置線型練習作業(yè),讓學生根據(jù)國家制圖標準嚴格規(guī)范線型和線寬等細節(jié),掌握制圖的正確步驟。在講授立體表面交線、軸測圖、組合體及工程形體表達時,都把簡化的建筑體塊模型作為研究對象,既激發(fā)學生學習興趣,又為后面識讀和繪制建筑施工圖打好基礎(chǔ)。簡化理論,重視實踐,讓學生把方法應(yīng)用到識圖和繪圖表達中,能顯著提高學習效果,進一步促進專業(yè)素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)。(2)識圖技能考核。為了解決學生繪圖時照搬照抄、對圖紙識讀不夠的問題,選擇多層辦公樓、教學樓、集體宿舍和住宅施工圖,在校園網(wǎng)教學平臺上共享,要求學生識讀指定的一套圖紙,完成規(guī)定的考核任務(wù)。通過建立識圖習題庫,識圖技能考核測試,考查學生對圖紙的識讀能力、對建筑構(gòu)造知識的了解程度及自主學習能力。通過對實際工程圖紙的識讀,進一步熟悉圖樣特點及圖示內(nèi)容,鞏固課堂教學內(nèi)容,培養(yǎng)和鍛煉學生識圖的專業(yè)技能。(3)繪圖大作業(yè)。當學生掌握制圖標準的規(guī)定,讀懂施工圖圖示的內(nèi)容之后,開始進行圖紙抄繪練習。要求學生正確使用繪圖工具,掌握正確的繪圖方法和步驟,嚴格按照制圖標準的規(guī)定,規(guī)范作圖。通過抄繪練習,了解和應(yīng)用投影法的基本理論,貫徹制圖標準、熟悉基本的專業(yè)知識,掌握正確閱讀和繪制房屋施工圖的方法和步驟,充分將理論知識與實際工程相結(jié)合,提升實踐應(yīng)用能力。通過引導學生先識圖再繪圖,將整套圖紙系統(tǒng)性地識讀,再完成抄繪任務(wù),這樣繪圖速度、準確度都大幅度提高了。只有真正將識圖和繪圖有效結(jié)合起來,才能提高學生學習的主動性,達到培養(yǎng)和鍛煉專業(yè)技能的目的。2.2.3設(shè)計性訓練學生在完成實際工程圖紙的繪制后,會獲得一定的成就感,學習興趣逐漸提高。這時,要積極鼓勵優(yōu)良的學生參加一些設(shè)計性的項目,綜合運用理論知識解決一些實際問題,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實際動手能力。(1)建筑模型制作。鼓勵大一新生參加建模比賽,與高年級學生一起組隊,3~5人一組,共同完成建筑模型的制作。通過建筑模型制作,訓練學生空間理解和想象能力,以便在繪制施工圖的時候能夠準確地表達平、立、剖面圖的位置關(guān)系,同時在與高年級學生討論方案的過程中也加深了對建筑平面布局、立面造型等專業(yè)知識的理解,提升了識圖能力。在模型制作過程中,還培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實際動手能力,通過團隊參賽方式培養(yǎng)團隊合作精神。(2)參與房屋建筑學課程設(shè)計。在課程安排上,建筑制圖的教學先于房屋建筑學,但在教學過程中兩門課程教學內(nèi)容又相互滲透,見表2。在講授建筑制圖內(nèi)容時,需要介紹房屋建筑學的基本內(nèi)容,以使學生明白建筑施工圖各種圖樣圖示的原理和方法。而在講授房屋建筑學內(nèi)容時,為使學生能規(guī)范、準確地表達設(shè)計成果,又要反過來重講建筑制圖的基本規(guī)定和繪圖技能。建議可以結(jié)合房屋建筑學課程設(shè)計安排,在建筑施工圖繪制過程中,鼓勵大一學生參與其中,既可以了解建筑方案設(shè)計的過程,又能綜合運用建筑制圖知識準確、規(guī)范表達設(shè)計內(nèi)容,有利于學科的完整教學。
2.3需要改善的地方
2.3.1實踐學時分配基礎(chǔ)性訓練和系統(tǒng)性訓練面向全體學生,設(shè)計性訓練讓優(yōu)良學生有施展才華的空間,充分發(fā)揮他們的主觀能動性和探究性。根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)計劃,建筑制圖實訓只有一周時間,安排在建筑制圖理論教學結(jié)束之后的一周。因此,部分實訓活動需要穿插在理論教學過程中,如基礎(chǔ)性訓練部分,而在一周的實踐周內(nèi),主要是完成系統(tǒng)性訓練環(huán)節(jié),時間緊任務(wù)重,必須合理分配,才能確保實訓質(zhì)量。2.3.2加強過程監(jiān)控在實訓過程中,總有學生不按進度安排,出勤少,在實訓結(jié)束之后才上交全部作業(yè)。雖然識讀、抄繪施工圖是要求學生自己獨立來完成,而教師進行指導,但總有學生答疑時不到,導致上交的作業(yè)內(nèi)容不完整、標注不齊全、線型不規(guī)范、字體書寫潦草,等等。針對這種現(xiàn)象,需要加強考勤管理,制定一個嚴格詳細的考勤細則,同時把整個實訓過程進行階段地劃分,每個階段都要有相應(yīng)的成果上交。目前建筑制圖實訓評分標準中,實踐性環(huán)節(jié)占90%,平時表現(xiàn)占10%,應(yīng)適當提高考勤在總評成績中的比重。2.3.3教師隊伍建設(shè)建筑制圖是一門具有“實踐特色”的課程,需要教師具有扎實理論知識的同時還要具備豐富的工程實踐經(jīng)驗。莆田學院建筑制圖教師隊伍比較年輕,缺乏工程實踐經(jīng)驗,讓實踐能力強的教師加入,不僅提高實踐教學質(zhì)量,也更貼近專業(yè)發(fā)展。年輕教師需要不斷學習,不斷提升自己的專業(yè)素養(yǎng),通過專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計指導等教學工作,進行課程內(nèi)容優(yōu)化、整合,提高教學效果。
3結(jié)語
建筑制圖實訓環(huán)節(jié)設(shè)計,不僅要提升學生的理論水平和識圖、繪圖技能,更應(yīng)著重培養(yǎng)他們的綜合素質(zhì),讓學生在親身實踐和創(chuàng)造中學習,增加成就感,激發(fā)學習興趣,提高創(chuàng)新能力。三個實訓環(huán)節(jié),基礎(chǔ)性訓練在于實現(xiàn)實訓的知識目標,系統(tǒng)性訓練在于實現(xiàn)實訓的能力目標,設(shè)計性訓練在于實現(xiàn)實訓的素質(zhì)目標。通過對建筑制圖實訓環(huán)節(jié)的探討,能夠更好地適應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)計劃,滿足高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標要求。
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