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    技能競賽和考試對機械制圖創新教育改革的啟示

    時間:2015-12-08 來源:未知 作者:小韓 本文字數:7164字

      培養高技能創新人才是由“中國制造”跨越為“中國創造”的重要環節之一,機械制圖可應用于船舶制造、環境工程、土木建筑、輪機工程、動力機械與裝備、機械制造及其自動化、電子產品、核裝備、化工機械與裝備等工程專業,機械制圖技能包括手工制圖和 CAD 制圖。創新人才培養的本質特征是人才培養過程的創新[1].機械制圖創新教育是通過工程圖學系列課程的課內教學和課外助學為學生創造學習、研究與創新的環境。因此,依托機械制圖相關“技能競賽和考試”(簡稱“賽、考”),以創新教育理念為指導,探索和改革將機械制圖第一課堂與第二課堂有機結合、優勢互補的機械制圖創新教育,即形成高技能創新人才培養模式。

      1 機械制圖相關的 “技能競賽和考試”

      在理工類高等院校創新人才培養中,作為機械制圖第二課堂活動的“賽、考”是其第一課堂的延伸,且技能競賽與技能考試相輔相成發揮著各自不可替代的作用。通過對近年機械制圖相關“賽、考”分析,歸納考評概況如表 1 所示。

      1.1 機械制圖相關技能競賽

      目前主要的機械制圖相關競賽有:世界技能大賽 CAD 機械設計項目、“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽和各省市及學校組織的競賽。

      (1) 世界技能大賽 CAD 機械設計項目競賽:中國組隊參加了 2011 年、2013 年和 2015 年的第41 屆、42 屆和 43 屆大賽。該競賽涉及機械設計、機械制圖、機械制造和計算機繪圖等課程內容。

      (2) “高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽:自 2008–2014 年已連續舉辦了七屆。2015 年大賽宗旨為:貫徹創辦世界高水平大學的精神,落實教育部對創辦高水平大學的一系列舉措,建設世界一流有特色的大學、提高中國大學國際競爭力和影響力、培養圖學團隊組織能力、溝通能力、合作精神、快速應用知識和技能的能力;通過競賽強技能、增素質,促進大學生的知識、能力、素質全面協調發展;共同探索圖學的發展方向、研究先進成圖技術的手段,創新成圖載體的方法[3].為迎戰該賽事,各地承辦了省市級競賽,且全國百余所高等院校組織了校內選拔賽。
      
      1.2 機械制圖相關技能等級考試

      全國 CAD 技能等級考試在培養多樣化人才、傳承技術技能、促進就業、創業和充分發揮高技能人才在國家經濟社會發展中的重要作用方面都產生了顯著的社會人才培養效果,其機械制圖相關技能等級考試包括工業產品類一級(二維計算機繪圖)、二級(三維幾何建模)和三級(復雜三維模型制作與處理)考試。

      2 “技能競賽和考試”的啟迪及促進作用

      雖然參加世界技能大賽 CAD 機械設計項目的是少數學校和少數學生,且參加國內技能競賽和技能考試的學生也不是學習本專業的全體學生,但“賽、考”的考評內容及技能要求(如表 1 所示)引發工程圖學教育工作者和理工類學生的思考,開啟了高等院校師生面向工業界、面向世界、面向未來的窗口。因此,啟迪促進學生自主建構知識體系和技能,啟迪促進教師深化教學改革,即以“賽、考”促學、促教。

      2.1 以“技能競賽和考試”促學

      依托“賽、考”,可促進學生主動“混合式學習(Blended Learning 或 Blending Learning)”機械制圖,所謂 Blending Learning 是將傳統學習方式的優勢與 E-Learning(即數字化或網絡化學習)的優勢相結合;其既可發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用,又可充分體現學生作為學習主體的主動性、積極性與創造性[4].

      組織大學生參加各級競賽(國賽、省市賽、校賽)和全國 CAD 技能等級考試,為學生搭建創新學習、交流和展示個人才能的平臺、提升學生高技能創新水平。通過第二課堂學習和參與課外相關創新活動,從思想上解決學生“為什么學習”機械制圖的問題,使學生重視學習并認真夯實制圖基礎知識和技能,提高工程意識和創新意識;從專業上引導學生關注專業對機械制圖需求,解決學生“如何應用”機械制圖知識和技能的問題,使學生掌握制圖基本知識、國家標準、手工繪圖等方法和要領,提高學生計算機三維設計的理念和技能,激發學生創新熱情及參加科技創新活動,提高學生機械制圖能力、工程素質和創新能力,并結合專業實施科技創新和研究。

      2.2 以“技能競賽和考試”促教

      教師依托“賽、考”,調研、分析和跟蹤國內外人才培養對機械制圖創新教育的需求、最新國家標準、先進教學及助學的經驗;借鑒學習國內外高校開展創新活動提高學生創新技能的經驗;以創新教育為主線不斷深化機械制圖教學改革,將國內外“賽、考”考評要求及理念融入到機械制圖創新教育中,提高教學質量并使其教學效果在學生后續課程學習、畢業設計、考研和就業等環節中發揮重要作用。根據培養高技能創新人才的師資要求,教師需不斷學習與提高,努力成為“雙師型(教師和工程師)”教師,加強師資專業技能儲備。

      3 機械制圖創新教育的改革對策

      以創新教育理念為指導,依托“賽、考”構建工程圖學創新教育立體化教育資源和學習環境,并使各種資源在教學和助學環節有機組合,產生聚集效應,提升機械制圖創新教育,培養高技能創新人才。

      3.1 創新教育理念

      面向工業界、面向世界、面向未來,強調“學生為中心,教師為主導”和“加強研究與創新”的教育理念,教師應以建構主義學習理論、情境認知學習理論、人本主義教學理論和多元智力理論等現代教育思想為指導,實現課程教育過程最優化。

      依托“賽、考”促學、促教,教師要注重為學生課內和課外學習創設情境、擴大學生的知識面,將工程實踐知識及生產環境與機械制圖有機結合、有效銜接,使學生了解和掌握本專業生產制造工藝,提升分析問題和解決工程問題的理性思考能力及技能,促進理論學習向實踐能力的轉化,以便學生更順利地學習和理解機械制圖內容,激發學生參與教學和師生互動的熱情及求知欲,培養學生的專業興趣,強化培養學生的工程實踐能力、創新能力和可持續發展能力。

      高技能創新人才培養是一個復雜的漸進過程,整體優化學生工程素質的培養體現在教育全過程中并滲透到教學的每一個環節。教育應該把學生培養成富有靈活性、適應性和創造性的人;在課內與課外創造一種圍繞發展個人和團隊的環境;強調多元性、差異性、創造性和開發性。

      3.2 課程體系和內容改革

      課程體系和教學內容是大學人才培養的主要載體,是“卓越計劃”的指導思想和先進工程教育理念付諸于實踐的橋梁[5].

      在高等院校中,除極少數院校專門開設 CAD軟件課程外,大部分院校將 CAD 安排在工程制圖課程中,其主要側重在投影理論和手工繪圖訓練方面。計算機二維繪圖和三維繪圖多是穿插進行,時間有限,造成學生在計算機繪圖、特別是計算機三維繪圖能力較弱。在大部分中等院校中,將工程制圖和 CAD 教學設置成不同的課程。工程制圖課時較長,而且普遍要求學生進行零部件測繪;CAD 課程多在機房邊授課邊上機練習,且上機時間也能得到充分保證。因此,中等院校學生手工繪圖和 CAD 軟件使用方面較高等院校學生更熟練[2].由此可見,在高等院校中,需要對大學生加強創新技能方面的培養。

      要培養高技能創新人才,以“賽、考”為導向,依據教育部工程圖學課程基本要求,對機械類專業制圖課程采用分段式“工程圖學基礎+機械制圖+計算機繪圖”的機械制圖創新教育課程體系,如圖 1 所示。學生在不同階段系統地學習、復習、鞏固、提高和強化所學到的機械制圖知識及技能。

      應用數字信息技術將工程生產實踐知識與機械制圖教學內容有機結合,將知識、能力和素質的均衡發展體現在其課程體系和課程內容中,構建學生合理的知識體系。借鑒國內外競賽考評要求,改革機械制圖教學,繼續削減畫法幾何中復雜綜合作圖,重點培養學生的空間形象思維能力、構形能力和形體表達能力,加強尺規繪圖、徒手繪圖、組合體構形設計、軸測圖繪制和機件表達諸環節基本功訓練;簡介產品開發過程,培養學生設計制圖能力而非單純制圖技能,強調表達設計過程與加工工藝相關聯的結構特征;加強零件構形設計教學環節,結合工程實例分析零部件的構形設計;強化應用制圖標準表達零件的訓練;加強制圖綜合測繪教學環節,培養學生綜合實踐能力,鼓勵應用三維軟件與 AutoCAD 軟件有機結合完成綜合測繪建模及模型投影工程圖,并通過學生示范向全體學生演示二維繪圖、三維建模及虛擬裝配效果,使學生全面綜合復習和應用機械制圖的知識及技能。

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