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摘要：為較好地適應(yīng)市場(chǎng)就業(yè)需求，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，本文在分析機(jī)械CAD教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，引入情境教學(xué)法，通過(guò)改革教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)建情境主題、教學(xué)手段多樣化應(yīng)用展示情境、教學(xué)環(huán)節(jié)多元化深入情境、反饋情境及改革成績(jī)考核評(píng)價(jià)體系等方面，探討情境教學(xué)下機(jī)械cad教學(xué)改革的模式，經(jīng)實(shí)踐并取得了較好效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械CAD；情境教學(xué)法；教學(xué)改革

0引言

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是制造業(yè)的靈魂，設(shè)計(jì)師可以靈活運(yùn)用CAD軟件將自己的想法表達(dá)出來(lái)，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果實(shí)時(shí)地修改更新優(yōu)化。為適用機(jī)械相關(guān)企事業(yè)單位的人才需求形勢(shì)，機(jī)械CAD的教學(xué)不僅要訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件繪制工程圖樣，同時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，能夠?qū)⒆畛醯脑O(shè)想構(gòu)思通過(guò)CAD展現(xiàn)出來(lái)，對(duì)其進(jìn)行教學(xué)改革必將受到更多高校的關(guān)注與重視。情境教學(xué)法是指在教學(xué)過(guò)程中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相近的教學(xué)情境，生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，從而引發(fā)學(xué)生態(tài)度體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)興趣，并激發(fā)學(xué)生的主體作用，積極主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，有效提高教學(xué)效果的教學(xué)與教學(xué)方法的總稱(chēng)。心理學(xué)認(rèn)為，創(chuàng)設(shè)情境通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)及觸覺(jué)產(chǎn)生的形象與特定的知識(shí)結(jié)合，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、活躍思維和強(qiáng)化記憶，可以更加有效地提高教學(xué)效果。本文從機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)特征出發(fā)，結(jié)合學(xué)生就業(yè)方向，在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方法等方面把握“應(yīng)用性、創(chuàng)新性”這一大方向，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式，探討將情境教學(xué)法運(yùn)用到機(jī)械CAD教學(xué)改革實(shí)踐，以期突破有限的課堂時(shí)空限制，不僅強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，以求理論學(xué)習(xí)與提高技能相結(jié)合，同時(shí)注重協(xié)作交流能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生更好地應(yīng)用CAD解決實(shí)際問(wèn)題，滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)人才的要求，從而具備更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

1現(xiàn)狀分析

隨著制造業(yè)信息化的發(fā)展，國(guó)內(nèi)高校的工科都不同程度地開(kāi)設(shè)了CAD課程，但作為先進(jìn)制造業(yè)的培訓(xùn)基地，機(jī)械CAD教學(xué)中還存在著一些不足。1）教學(xué)內(nèi)容方面。機(jī)械CAD一般沒(méi)有統(tǒng)一的教材，由任課老師選用。一些學(xué)校CAD教學(xué)仍以二維繪制為主，三維設(shè)計(jì)基本上是采用AutoCAD軟件的實(shí)體建模功能，建立的三維模型可視化程度不高，不是基于特征的參數(shù)化建模，不能進(jìn)行編輯，更不能把圖形以外的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，另外學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入制造業(yè)的企事業(yè)單位也很少采用AutoCAD建立三維模型。2）二維繪圖和三維建模融合不足。人類(lèi)的設(shè)計(jì)構(gòu)思都是從立體開(kāi)始，設(shè)計(jì)制造出的產(chǎn)品也是立體的。雖然很多高校目前CAD的教學(xué)過(guò)程中有三維軟件講授，但是整個(gè)教學(xué)過(guò)程幾乎都是先講二維AutoCAD軟件，再講三維軟件如：SolidWorks、UG、Creo等，二維圖紙和三維模型設(shè)計(jì)脫節(jié)，學(xué)生學(xué)了三維軟件后常常會(huì)忘記零部件二維圖紙的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)。3）教學(xué)模式單一。目前機(jī)械CAD的教學(xué)方法，很多情況下，都是教師先講授、演示命令，然后學(xué)生操作，教師是整個(gè)過(guò)程的主角，學(xué)生只是被動(dòng)的接受知識(shí)，學(xué)生沒(méi)有被充分的調(diào)動(dòng)主動(dòng)性，同時(shí)由于命令復(fù)雜許多學(xué)生容易忘記命令和操作步驟，造成學(xué)習(xí)興趣度下降，教學(xué)效果并不理想。傳統(tǒng)的教學(xué)模式并沒(méi)有突出機(jī)械CAD實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，無(wú)法使學(xué)生感到學(xué)以致用，無(wú)法觸發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2情境教學(xué)法與機(jī)械CAD教學(xué)的契合點(diǎn)

機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)具有顯著的工程特點(diǎn)，要培養(yǎng)適合社會(huì)發(fā)展需求的應(yīng)用開(kāi)發(fā)型人才，培養(yǎng)的學(xué)生要具有創(chuàng)造思維和實(shí)踐能力，從思維方式來(lái)講是培養(yǎng)學(xué)生的形象思維和理論邏輯的抽象思維，這與情境教學(xué)法中創(chuàng)設(shè)形象的情境展示具有一致性。在機(jī)械CAD教學(xué)中采用情境教學(xué)法，能使學(xué)生的認(rèn)知和意識(shí)活動(dòng)都處于活躍狀態(tài)，全身心投入學(xué)習(xí)，有利于促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展。在專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)過(guò)程中，涉及到自然、政治、經(jīng)濟(jì)、管理、技術(shù)與藝術(shù)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，培養(yǎng)的學(xué)生不僅需要專(zhuān)業(yè)知識(shí)也需要與其他人員的協(xié)作和交流。運(yùn)用情境教學(xué)法模擬工作過(guò)程的多方協(xié)作，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以有效地結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，體驗(yàn)與強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)交流，并且有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)和合作能力。機(jī)械CAD是工程制圖課程的延伸，要求學(xué)生既要掌握機(jī)械制圖相關(guān)規(guī)定及其繪制，又要學(xué)會(huì)熟練使用計(jì)算機(jī)軟件輔助繪圖等。培養(yǎng)的學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、提出獨(dú)立見(jiàn)解和提高創(chuàng)新能力，是教學(xué)是否成功的關(guān)鍵。如果將機(jī)械CAD與工作實(shí)踐相脫離，就很難培養(yǎng)社會(huì)需要的人才。因此，在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)多種教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)定將產(chǎn)品設(shè)計(jì)情境融入到教學(xué)內(nèi)容中，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)CAD，在學(xué)習(xí)中理解產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)踐，有助于強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的掌握，更有利于培養(yǎng)出理論和實(shí)踐層面均出色并能滿(mǎn)足社會(huì)需要的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才。

3機(jī)械CAD情境教學(xué)下的改革實(shí)踐

進(jìn)行機(jī)械CAD改革的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用CAD軟件，將自己的想法規(guī)范性表達(dá)出來(lái)，滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)機(jī)械類(lèi)人才的需求。情境教學(xué)法在機(jī)械CAD課程的教學(xué)改革實(shí)踐，是以學(xué)生為主體，教師僅扮演組織者的角色，極大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思維，突出機(jī)械CAD實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)獲取不僅來(lái)源于課本更來(lái)源于實(shí)踐，更加注重協(xié)作交流能力的培養(yǎng)。具體的教學(xué)實(shí)踐如下。

3．1改革教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)建情境教學(xué)主題

創(chuàng)建情境首先要?jiǎng)?chuàng)建適合教學(xué)的情境主題，要符合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及課程教學(xué)大綱要求，根據(jù)浙江農(nóng)林大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)將學(xué)校的機(jī)械CAD課程進(jìn)行如圖1所示的教學(xué)情境模塊，形成情境主題模塊化體系。情境主題的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的漸進(jìn)式過(guò)程，教學(xué)內(nèi)容上以企業(yè)的實(shí)際設(shè)計(jì)案例為參考，結(jié)合校內(nèi)各類(lèi)機(jī)械大賽，由較為形象的三維作品展示開(kāi)始，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容要求提煉和整理三維模型，接著講授三維數(shù)字化幾何模型的創(chuàng)建過(guò)程，再到二維圖紙的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化繪制，引導(dǎo)學(xué)生在產(chǎn)品的創(chuàng)作設(shè)計(jì)情境中掌握和靈活運(yùn)用軟件。要保證情境教學(xué)法在課程中的應(yīng)用，教師需要收集一些設(shè)計(jì)作品的圖片、視頻、三維模型和二維零部件圖等。作品的確定要遵循以下幾個(gè)原則：針對(duì)性、誘導(dǎo)性、適度性、梯度性、新異性，即要設(shè)計(jì)提出專(zhuān)業(yè)知識(shí)針對(duì)性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生具有誘惑力，難易適度，循序漸進(jìn)，且新穎生動(dòng)的作品。浙江農(nóng)林大學(xué)主要是結(jié)合機(jī)械工訓(xùn)大賽、機(jī)械設(shè)計(jì)大賽和機(jī)器人大賽等主題作品，創(chuàng)設(shè)情境，如自行走機(jī)器人底盤(pán)、機(jī)器人的抓取手臂、無(wú)碳小車(chē)等，讓學(xué)生對(duì)該課程和機(jī)械專(zhuān)業(yè)充滿(mǎn)興趣，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作奠定基礎(chǔ)。

3．2教學(xué)手段多樣化應(yīng)用展示情境

運(yùn)用多樣化教學(xué)手段展示情境環(huán)節(jié)，一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是要交互，“教師—學(xué)生”“學(xué)生—學(xué)生”之間的交互，學(xué)生要敢于創(chuàng)新，說(shuō)出自己的想法，敢于提出問(wèn)題，在問(wèn)答中，作圖建模能力自然而然就會(huì)提高。

3．2．1機(jī)房教學(xué)

在以現(xiàn)代信息技術(shù)為特點(diǎn)的教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮多媒體的作用。為創(chuàng)造良好的情境教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)氛圍，機(jī)械CAD課程全部安排在機(jī)房授課，每人一臺(tái)電腦。借助“極域課堂管理系統(tǒng)軟件”既可以將一些優(yōu)秀的3D作品展示給學(xué)生，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生的電腦，學(xué)生可以針對(duì)一些感興趣的案例或者有疑問(wèn)的地方及時(shí)提問(wèn)，在問(wèn)答中對(duì)軟件操作和設(shè)計(jì)作品進(jìn)行深入和擴(kuò)展理解，易于產(chǎn)生新的知識(shí)點(diǎn)。

3．2．2角色轉(zhuǎn)換

圍繞情境主題，模擬實(shí)際工作過(guò)程中的案例討論實(shí)際情境，老師扮演好引導(dǎo)者角色，讓學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)案例展開(kāi)討論與分析，并設(shè)有提問(wèn)和答辯過(guò)程，從模擬實(shí)際情境中引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)學(xué)習(xí)到能力培養(yǎng)，有效培養(yǎng)知識(shí)應(yīng)用的靈活性、應(yīng)變性和表現(xiàn)力。

3．2．3小組合作

情境教學(xué)注重分組合作，針對(duì)學(xué)生層次不同，重視學(xué)生的個(gè)體學(xué)習(xí)，更重視小組合作。例如學(xué)生繪制新的工程圖形時(shí)，在小組內(nèi)討論零部件的結(jié)構(gòu)信息、繪圖步驟、繪圖技巧和繪圖命令等，在討論中提出各自的觀(guān)點(diǎn)與見(jiàn)解，揚(yáng)長(zhǎng)避短、互相借鑒，提供更多的交流機(jī)會(huì)也形成了組內(nèi)互助。由于經(jīng)過(guò)了組內(nèi)討論，繪圖工作前期準(zhǔn)備充分，學(xué)生可以快速、全面、正確地完成繪圖。小組合作的情境教學(xué)方法不僅有助知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)有利于把素質(zhì)教育與學(xué)科教育融為一體，鍛煉和提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和精神。

3．2．4微信平臺(tái)應(yīng)用

由于繪圖軟件的命令較多，課堂訓(xùn)練時(shí)間有限，因此浙江農(nóng)林大學(xué)采用錄屏的方式將命令的使用和快速繪制技巧制作成微課，并將此微課在微信平臺(tái)和班級(jí)群，這樣可以節(jié)省課堂授課時(shí)間，同時(shí)有利于學(xué)生利用零散時(shí)間反復(fù)觀(guān)看自己不懂的地方，有利于碎片化教與學(xué)。

3．3教學(xué)環(huán)節(jié)多元化深入情境

圍繞主題的教學(xué)環(huán)節(jié)多元化逐步深入情境，主要由3部分構(gòu)成：主體部分包括與情境主題相關(guān)的三維數(shù)字化幾何模型設(shè)計(jì)過(guò)程和二維圖形繪制教學(xué)，通過(guò)案例的講解使學(xué)生熟悉產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程并學(xué)會(huì)使用各種繪圖命令和技巧等；輔助部分包括與情境主題相關(guān)的課后作業(yè)、圖形繪制和三維模型創(chuàng)設(shè)等；延伸部分包括各類(lèi)機(jī)械大賽的作品設(shè)計(jì)、自己感興趣的作品設(shè)計(jì)或者一些企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)等。學(xué)生在實(shí)踐中掌握機(jī)械CAD軟件，在討論中提高設(shè)計(jì)水平。學(xué)生處于這種情境中，就會(huì)充滿(mǎn)對(duì)知識(shí)的好奇心，積極參與，由于是學(xué)生主動(dòng)嘗試，也將會(huì)更好地理解掌握機(jī)械CAD軟件并將設(shè)計(jì)想法轉(zhuǎn)變成模型和圖形。通過(guò)多元化教學(xué)環(huán)節(jié)深入情境，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、學(xué)習(xí)興趣得到提高，學(xué)生的工程素養(yǎng)與能力進(jìn)一步得到全面提高。

3．4反饋情境

在反饋情境中，將課題產(chǎn)生的新知識(shí)點(diǎn)、新作品進(jìn)行積累，并反饋到下一次的教學(xué)計(jì)劃中，豐富了機(jī)械CAD教學(xué)內(nèi)容；課題的教學(xué)成效及出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行思考，尋找合適的教學(xué)模式。這種知識(shí)、教學(xué)方法不斷反饋更新的過(guò)程，加強(qiáng)了本課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。

3．5評(píng)價(jià)體系

目前各高校CAD的考核評(píng)價(jià)方式主要采用兩種方式，一種是采用“考試成績(jī)＋平時(shí)成績(jī)”，考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)各占一部分；另一種是課程結(jié)束時(shí)用設(shè)計(jì)作品代替考試。浙江農(nóng)林大學(xué)的《機(jī)械CAD基礎(chǔ)》主要采用后一種方式，課程結(jié)束后學(xué)生需要自行設(shè)計(jì)一個(gè)作品，提交的作品包含三維模型及其二維圖紙。

4結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)機(jī)械CAD的特點(diǎn)和現(xiàn)有培養(yǎng)方式的不足，提出了基于情境的教學(xué)模式，這種“創(chuàng)設(shè)情境—展示情境—深入情境—反饋情境”的全新教學(xué)模式，讓本身有些單調(diào)的課堂學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)緊密結(jié)合在一起。情境下機(jī)械CAD教學(xué)模式的構(gòu)建，營(yíng)造了促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的良好氛圍，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，收到了很好的效果。

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作者:張培培 錢(qián)孟波 趙相君 張雪芬 單位:浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院