《应用项目法实现机械制图与CAD融合教学的探索研究》开题报告
城南中学 王荷萍
一、问题的提出 1、 课题研究的必要性
《机械制图》与《计算机CAD绘图》是中等职业学校工科类专业必修的两门专业基础课,一般安排是《机械制图》为一学年课程,《计算机CAD绘图》在第二学年安排一学期课时,这样安排是因为CAD中所画的图必须具有机械制图知识为基础的识图能力,因此大多数职业中专学校、甚至大学的机械专业都是两门课程先后开课,即便部分中专学校用的是《机械制图与CAD》教材,作为一学年课程,也是两个部分分别教学,把CAD部分放到最后讲。总之目前这两门课程的教学都是处于割裂状态的。探索把这两门课程的教学结合起来,是我在同时担任两门课程教学的几年中一直思考并尝试探索的问题。
在传统《机械制图》教学中,培养学生的空间想象能力是教学重点,也是最难以突破的难点。如果使用实物模型,体积大,携带不便,易损坏、不能修改,而且数量少不能满足师生使用要求。或是教师在黑板上绘制轴测图,则既费力又要浪费宝贵的课堂时间。
同样在教学CAD时发现很多学生的识图能力较差,对机械制图的相关知识学时就不甚了了,课程结束后就更是所剩无几了。往往需要教师先要复习制图知识来讲解图中线、面含义,然后才能教学CAD的相关画法,让学生理解作图步骤和意义,导致浪费了许多时间。 2、课题研究的可行性
计算机CAD绘图与机械制图的教学是完全可以交错进行、相互促进的。我在教学《机械制图》期间就陆续地利用CAD软件的功能进行了多媒体的尝试,比如在教学制图的《基本体》时用CAD做好模型,利用其翻转功能给学生展示点、线、面的关系;在讲《组合体》时,在形体分析和训练空间构思能力的教学时就可以充分利用CAD的三维实体造型技术,还可以任意地组合和切割实体进行造型,就可以让学生直观地看出整体效果和线、面的变化,对于立体形体的空间想象起到事半功倍的效果。讲剖视部分时也可以用剖切命令显示出全剖或局部剖的内部结构。而在CAD的教学中,通过使用机械制图中的典型项目组织相应的命令教学和练习,更有针对性和实效,能有效促进学生的绘图能力。
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但上述这些运用都是断续分散的,不成系统。而且由于课程设置的顺序问题,也使得CAD仅限于教师在课件的制作和使用上,学生由于没学过,当然就没有参与性。
而项目法在教学中的运用,正可以通过设置恰当的任务模块,把《机械制图》的理论知识分与CAD的实践操作结合起来。所以最好的方法就是把两门课程进行分解,穿插融合教学:在制图课上,主抓理论知识和手工作图的训练;在其后安排CAD课,讲解须用到的相关技能,然后通过一个实用、有效的模块项目练习,让学生自己动手制作模型,理解、巩固刚学到的制图知识,并将知识与技能综合运用起来解决问题。
因此我立项将之作为一个个人研究课题,探索如何设置安排每一部分的知识点,才能通过项目模块的方式,更好地将两门课程有机结合,交错融合地教学,争取达到相互促进提高的教学效果。 二、核心概念的界定
所谓项目教学法,是师生以团队的形式共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师的指导下,以小组的工作方式,由学生按照实际工作的完整程序,共同制定计划、共同或分工完成整个项目。在项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。
项目教学法的核心是:不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标,或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价,学习的重点在学习过程而非学习结果,他们在这个过程中锻炼各种能力。教师已经不是教学中的主导地位,而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者,学生具有90%的积极性。
项目教学法的突出特点是:将教学过程和具体的工作项目充分地融为一体,围绕具体的项目构建教学内容体系,组织实施教学,提高教学的针对性和实效性。它能在教学过程中把理论和实践有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,着重培养学生的自学能力、洞察能力、动手能力、分析和解决问题的能力、团队精神和合作能力等综合职业能力。
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三、课题研究的现状
目前也有部分学科教师在尝试这方面研究,如湖南铁路科技职业技术学院的李跃兵老师的论文《谈机械制图与计算机绘图的融合》 ,着重在于研究利用CAD三维实体造型技术与机械制图教学相结合。上海医疗器械高等专科学校的朱培勤老师的《机械制图及计算机绘图项目化教程》对这个问题也做出了深入的探讨和尝试。但这些观念和做法都还没有被普及,仍有很多可探讨和研究之处。 四、课题研究的价值 1.课题研究的理论价值
根据高等职业教育人才培养理念,采用这种以项目为导向,任务为驱动的方式,将知识学习与技能训练融为一体,实现教、学、做合一,调动学生的学习积极性,重点培养学生正确运用正投影的方法绘制、识读机械图样能力和运用CAD绘制机械图样的能力,实现了理论与实践相结合的能力培养,充分地展示现代职业教育“以学生为主体,以能力为本位”的价值取向,使课堂教学的质量和效果得到更大的提高,并达到了学以致用的目的,也为后续专业课程的学习奠定了坚实基础。
2.课题研究的实践价值
在课程改革的背景下,本课题的研究让学生在完成项目任务的过程中独立开展活动,自己安排实施、解决问题并有创造性地使用新的技能,同时培养了学生在小组中互相沟通、合作的职业能力和创新精神,更好地适应现代企业生产对一线工人的实际要求。 五、课题研究的目标与内容 (一) 课题研究的预期目标
确定出恰当的模块项目任务,使这两门课程内容的穿插教学达到安排科学、衔接自然的效果,并制定出具体的关于项目任务和教学重点内容的安排表。
(二) 课题研究的内容
1.根据“必需、够用、实用”的原则,结合当前社会需要,与时俱进,对两门课程的内容进行分析,适时改革与调整,精简掉那些交叉重复、陈旧老化,不符合社会发展要求的课程内容,补充一些新的、企业需要的、有用的相关知识。
2.根据教学进程和学生的认知规律,科学制定计划,研究如何设计安排融合教学和模块项目,以达到让学生独立开展活动,自己安排实施、解决问题
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并有创造性地使用新的技能的目的。
3.结合课例研究的一般方法,从不同的角度对项目教学法的实践内容、组织方法、教学手段等多方面进行研究。并制定更科学的课堂评价机制:采用自评、互评、师评三个层次的评价,对项目活动中学生的参与程度、所起作用以及学生的团结协作精神、创新精神,实践能力的提高都要有所反映,真正反映出学生的综合能力水平。
4.学习课例研究的相关理论,从教学设计、课堂教学、课例研究三个方面着手研究,将教师的“教”与学生的“学”相结合,研究老师怎样教,学生怎样学等问题,实现学科知识向职业能力的渗透。 六、课题研究的步骤
本课题从2011年3月—2012年9月,分四个阶段实施。
1.2011年3月起确定课题,填写申请单。对两门课程融合教学的次序和项目安排形成初步方案。
2.2011年4月―2012年1月,完成上学期融合教学及项目活动的计划与实践。对“组合体实体建模综合项目活动”进行案例研究,并邀请同专业老师评课、议课。
①撰写“组合体实体建模项目活动”的教学案例设计。
②针对课例进行研究,针对实践中出现的问题,调整教学方法和策略,进一步完善项目法的实施方法和步骤。
3.2012年1月—2012年7月,完成上学期融合教学及项目活动的计划与实践。对“测绘与绘制零件图综合项目活动”进行案例研究,并邀请同专业老师评课、议课。
①撰写“测绘与绘制零件图项目活动”的教学案例设计。
②针对课例进行研究,尤其是两个综合项目的实践过程中出现的问题,撰写体会并提出解决方案。
4、2012年7月——9月,反思、总结,撰写课题报告,并修改定稿。 ①完成论文《应用项目法对机械制图与CAD融合教学的实践研究》 ②完成结题分析报告 七、课题研究的方法 1.行动研究法
在课题研究过程中,通过相关的教学设计与教学实践,并结合教学经验,进
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行思考与总结,在行动中寻找培养和提高学生识图、绘图的综合应用能力的有效途径和方法。 2.案例研究法
选择几个教学案例,特别是两个综合项目的实践案例,分析其成功和失败之处。
3.文献研究法
借助网络、期刊搜集、整理与本课题有关的教育教学理论以及其他专家在这方面已取得研究成果,进行一定的借鉴。 八、主要观点与创新之处
以往的课堂教学中只是随机穿插,而且以CAD辅助机械制图为主。这次课题的研究是着重于对两门课程的整体融合,因此知识系统是完整的,同时具有可操作性的,对几个项目任务的设计必须既能包括两方面的知识点,又能在此基础上起到综合运用、提高实践能力的效果。 九、课题最终研究成果
①关于两门课程的融合教学及项目活动具体内容的安排表 ②“组合体实体建模项目活动”的教学案例设计 ③“测绘与绘制零件图项目活动”的教学案例设计
④完成论文《应用项目法对机械制图与CAD融合教学的实践研究》 ⑤结题分析报告
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