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【關(guān)鍵詞】 通信工程制圖 通信工程概預算 教學設計
一、引言
近幾年,通信產(chǎn)業(yè)一直保持快速發(fā)展,通信設備更新?lián)Q代速率不斷提高,早已實現(xiàn)4G網(wǎng)絡全覆蓋,行業(yè)需求大量具有通信專業(yè)知識,又能從事通信設計的復合型高技能技術(shù)人才。通過對我院通信類畢業(yè)學生就業(yè)情況調(diào)查,從反饋的信息總結(jié)出,大部分學生難以適應工作崗位的需求,職業(yè)技能能力較弱,針對這種情況,創(chuàng)新《通信工程制圖與概預算》課程的教學設計意義重大。
二、教學現(xiàn)狀
1、學生基本情況。高職學生學習主動性較弱,邏輯能力較差,但是他們樂于參與實踐性的教學活動,動手能力較強,興趣廣泛。
2、教材內(nèi)容理論性強。絕大部分教材側(cè)重于理論知識的學習,對于通信工程中的難點:工程量的計算,側(cè)重較少;重點:概預算表格的填寫,缺乏計算實例。
3、理論與實踐聯(lián)系較弱。現(xiàn)階段的教學方法主要是以講授理論知識為主,這樣很容易讓學生出現(xiàn)沒有完全理解知識,就進入項目設計環(huán)節(jié),很難達到良好的教學效果。
三、設計思路
3.1課程安排
針對教學現(xiàn)狀,在講授理論知識的基礎(chǔ)上,側(cè)重于實踐教學,增強學生的職業(yè)素質(zhì)能力。
在教學內(nèi)容的選擇上,體現(xiàn)通信企業(yè)對基層工程技術(shù)人員的基本要求,可將教材中的教學內(nèi)容作適當?shù)恼{(diào)整。在教學方法上理論知識采用傳統(tǒng)的教學方法,但是對于教學上的重點、難點可采用現(xiàn)代化的教學方式來完成,如:多媒體課件、微課、幕課,項目設計部分可采用專周綜合訓練,學生可以系統(tǒng)掌握整體項目的設計、制圖和概預算知識。
依據(jù)以就業(yè)為導向而制定的人才培養(yǎng)目標、前后相關(guān)銜接課程的教學目標關(guān)聯(lián)性和學習要求,在分析提工程設計崗位典型工作任務的基礎(chǔ)上,針對實際工作中的具體任務、系統(tǒng)化設計講述內(nèi)容,對本課程做了如表1安排。
2、小組學習法為主的項目導向教學法
按照職業(yè)需求、崗位目標和要求,將課程內(nèi)容安排成若干個項目設計內(nèi)容,每個項目包含若干個學習任務,要求學生理解項目設計的任務,以及要達到的目標。在項目實施之前,教師先進行基礎(chǔ)知識的教學和職業(yè)技能的示范,同時模擬工程單位的工作崗位配置和勞動組織形式,以5人左右為一個小組,分配相應的模擬崗位,學生可根據(jù)自己的特長或?qū)W習方向,進行項目的勘察、設計、圖紙繪制、工程量統(tǒng)計、預算編制等內(nèi)容,最后由組長完成項目總結(jié)報告[1]。通過全程參與項目的整體制作過程,提高學生的團隊協(xié)作能力,體會企業(yè)職場的能力要求。
3、真實可見的案例教學法
教學中,盡量采用真實案例。例如通信機房與線纜的項目設計中,選用的是移動通信實驗室的2G基站建設作為案例教學。首先讓學生參觀3G基站的建設過程,進而掌握機柜的布局要求、線纜的布放要求、土建項目施工要求等基礎(chǔ)知識,最后完成LTE設備的設計。通過真實的案例教學,讓學生更加具體的了解到通信工程項目的設計流程。
4、鼓勵學生參與職業(yè)技能競賽
依托學院的校園文化藝術(shù)節(jié)、師生技能大賽等,舉辦通信工程制圖大賽或工程造價大賽,鼓勵學生參加學院、省級技能大賽,賽前教師可以組織培訓和考試,進而選出實力較強的學生參加省級比賽[2]。
5、豐富教學資源
針對課程的重點和難點,根據(jù)職業(yè)能力的要求,教師錄制10分鐘左右的教學視頻,通過講解相關(guān)知識點,學生能更好掌握所學要點,強調(diào)學生的自主學習性,學生可以在課前、課后觀看視頻,提高學習的能動性[3]。
四、構(gòu)建合理的評價體系
要想達到理想的教學效果,必須有合理的評價方式作為依托。這門課程實踐性較強,為此,制定了多元化的考核方式,除了考核學生對專業(yè)知識的掌握和運用能力之外,還考核學生的團隊協(xié)作能力和交流能力。
首先,項目結(jié)束時,要求對每個項目小組學生進行答辯,在答辯過程中,由組長對本項目的工程完成情況進行陳訴,教師可根據(jù)小組提交的設計方案及總結(jié)報告,對項目小組內(nèi)的成員提問,以此作為學生成績評價的參考。同時,每個項目小組成員之間可以進行自我評價和相互評價,通過這樣的方法,讓學生總結(jié)項目設計過程中的經(jīng)驗和不足,增加相互學習的交流。
五、結(jié)束語
通過本課程的學習,使學生在整體上把握通信工程建設的設計流程,包括通信工程項目建設過程中涉及的通信線路、通信設備、通信管道、通信布線工程的勘察能力、識圖能力、制圖能力、概預算能力等,并了解當前通信企業(yè)對基層工程技術(shù)人才的基本要求,具有良好的職業(yè)素養(yǎng)。
隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展,通信企業(yè)對基層技術(shù)人才的要求不斷提高,職業(yè)院校要加強通信技術(shù)人才的培養(yǎng),增強學生職業(yè)能力的鍛煉,培養(yǎng)出企業(yè)需要的通信工程制圖與概預算的專業(yè)人才。
參 考 文 獻
[1]周華.電工與電子技術(shù)實用型人才培養(yǎng)體系研究[J]. 信息化建設,2015.4
“工欲善其事,必先利其器。”我們已經(jīng)有了CAD這個功能強大的利器,關(guān)鍵是怎樣物盡其用,發(fā)揮其 “輔助設計”這一功能,為社會培養(yǎng)出符合要求的創(chuàng)新型人才。
一、課程構(gòu)想
整合制圖與CAD是將這兩門課程教學內(nèi)容解構(gòu)后,圍繞激發(fā)學生學習積極性和主動性、培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力以及勇于探究和團結(jié)協(xié)作精神為目標重新設計教學,學生的學習活動以“問題”為中心,通過“發(fā)現(xiàn)問題―解決問題”來實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。與整合前相比,整合后教學內(nèi)容有增有減,一些深奧、實際應用較少的理論被刪除,增加了工業(yè)設計和數(shù)字化生產(chǎn)知識,面向工程實際,突出設計理念,因而新課程以工程制圖與計算機輔助設計命名。初步設想從以下幾方面組織、設計課程:
1.教學內(nèi)容
(1)將傳統(tǒng)制圖教學內(nèi)容“從平面切入,二維向三維過渡”,改為“以三維為核心”,從三維開始。教學內(nèi)容的表述、展示盡可能簡單明了、重點突出,以思維導圖取代部分文字,使學生易于接受。
(2)增加產(chǎn)品創(chuàng)新設計和數(shù)字化加工內(nèi)容,理論聯(lián)系實際,使學生將所學知識應用于實際。
2.開展學習實踐活動
增加與課程相關(guān)的學習實踐活動,培養(yǎng)學生的解決問題能力和創(chuàng)新設計能力。
3.CAD軟件在教學中的應用
在新課程教學過程中,學生借助CAD的建模和投影功能探究繪圖和讀圖時遇到的疑難問題,從而使得CAD在教學中的作用更豐富,不僅是繪圖工具,還是設計工具、認知工具。
4.創(chuàng)建數(shù)字化教學資源
以計算機虛擬模型庫代替實物模型,創(chuàng)建專題學習網(wǎng)站,為學生自主探究學習、協(xié)作學習提供平臺。
三、新課程設計
1.選擇合適的CAD軟件
作為教學不可缺少的利器,合適的CAD軟件至關(guān)重要。綜合學生認知水平、教學實際條件以及社會效應等因素,可選擇 AutoCAD、CAXA、SolidWorks等CAD軟件。本文以AutoCAD為例設計新課程教學。
2.教學內(nèi)容設計
(1)以三維為核心。技工學校學生年齡普遍在十五六歲,由于種種原因,入學分數(shù)不高。學生在學習時,思維尚停留在感性認識階段,缺乏抽象思維能力;由于與實際接觸較少,大腦中沒有儲備豐富的表象,因而也談不上圖感,學習時自然感到抽象、深奧。長期以來,傳統(tǒng)的制圖教育由于受到技術(shù)手段的限制,不得不放棄用直觀感強的立體圖來表達產(chǎn)品,設計時學生首先在頭腦中想象出物體的立體形狀,然后再用正投影法把該立體繪制成二維工程圖。由此可見,以二維為核心的制圖教學模式,使原本直觀的立體抽象化了,不符合認知規(guī)律,學生繪圖和識圖始終處于一個抽象思維環(huán)境中,無形增加了學習負擔,抑制了學生空間想象能力和創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。因此,新課程教學內(nèi)容以三維實體造型為核心的,目的是讓學生在三維空間中直接認知和感知,輕松學習,將更多精力放在創(chuàng)造性設計上。
教材章節(jié)按照“三維二維三維”順序呈現(xiàn),符合形象思維到抽象思維的認知特點,能激發(fā)學生的學習熱情。教材中,前面的三維為下一步學習三視圖奠定基礎(chǔ),后面的三維以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力為目的,將所學知識外化,使學生學會應用所學知識解決實際問題。各章節(jié)相關(guān)內(nèi)容如表1所示。
(2)加強學科之間橫向聯(lián)系。第五章以數(shù)字化加工為主題,向?qū)W生介紹CAD與數(shù)字化生產(chǎn)加工之間的關(guān)系。條件允許的話,教學環(huán)境可不限于教室、機房,教師應帶領(lǐng)學生親身接觸生產(chǎn)實踐第一線,如參觀實習工廠數(shù)控生產(chǎn)車間或到企業(yè)學習、了解數(shù)字化加工流程,使學生理論聯(lián)系實際,獲得感性認識。
(3)教學內(nèi)容展示形式。根據(jù)奧蘇貝爾理論,當學生把教學內(nèi)容與自己的認知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來時,便產(chǎn)生了有意義的學習。思維導圖作為一種教學策略在新課程中加以運用,能開發(fā)學生思維、提高學生認知水平,促進學生有意義的學習。新課程以思維導圖的方式直觀地呈現(xiàn)各知識點之間的聯(lián)系,將主要概念關(guān)鍵詞通過圖形、顏色、連線與次級概念詞組構(gòu)建一個可視化的思維網(wǎng)絡,充分刺激學生的視覺感官,調(diào)動他們左、右腦共同參與,激發(fā)想象力和創(chuàng)造力,使學習過程變得更自然、更主動、更快捷,知識保持更持久。例如,新課程教材中“本書導航”“本章導讀”采用思維導圖分層級梳理概念,提示知識重點,幫助學生從整體上了解、把握本單元的重要概念或知識體系。同樣,教師備課、學生做筆記、復結(jié)、方案設計等,都可以思維導圖形式表達。
此外,教學內(nèi)容的文字描述盡量輕松活潑,多用比喻、甚至夸張(只要不脫離科學)的手法,教材內(nèi)容遵循從簡單向復雜變化。例如, CAD操作部分,分為“基礎(chǔ)應用”和“擴展提高”,并舉一反三,引導學生深入理解和掌握相關(guān)知識技能。 教材中還設有“溫馨提示”,告訴學生一些技巧和經(jīng)驗。在每章末設有“疑難及常見問題”,解答學生學習過程中遇到的一些困惑。
3.學習活動設計
新課程增加了與所學知識相關(guān)的學習實踐活動,旨在調(diào)動學生的學習積極性,培養(yǎng)學生探究學習能力、協(xié)作學習能力以及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。部分學習活動設計如表2所示。
表2 課程活動設計
章標題 課程活動及其開展形式 活動目的
緒論 CAD軟件研究報告搜集資料
(圖書、報刊雜志、網(wǎng)絡等),了解目前市場上主流CAD軟件種類,比較其優(yōu)缺點、應用場合;分析除AutoCAD外還有哪些CAD軟件適合本課程教學要求 1.了解常見CAD軟件,認識各自優(yōu)勢及應用場合
2.學會探究學習方法
組合體及三維實體造型 組合體創(chuàng)意設計
建立協(xié)作小組,以小組為單位,設計組合體(生活用品、工業(yè)產(chǎn)品、建筑物或其他),要求完成后提交作品(3D模型及平面圖)。各小組選派一名代表匯報演示(PPT),其他小組評價 1.學會應用所學知識解決問題
2.培養(yǎng)創(chuàng)新設計能力和協(xié)作學習能力
曲面造型及工業(yè)產(chǎn)品設計 產(chǎn)品創(chuàng)新設計
以工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設計為目的,各協(xié)作學習小組提出設計任務,確定設計方案,并將任務劃分成若干子任務分配給小組成員;小組成員在計算機網(wǎng)絡環(huán)境下協(xié)同完成任務 1.學會復雜形體的創(chuàng)建方法
2.學會協(xié)同工作,進一步提高創(chuàng)造性思維能力
4.創(chuàng)建教學資源
(1)虛擬模型庫。傳統(tǒng)制圖教學模型主要為木質(zhì)、塑膠等材料,數(shù)量有限,不易攜帶,反復使用易損壞。新課程倡導學生自主探究學習,這就意味著需要大量可重復使用、方便易行的模型,顯然傳統(tǒng)實物模型遠遠不能滿足這一要求。為解決這個難題,新課程利用計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建了虛擬模型庫,不僅提供了大量栩栩如生的虛擬模型,而且還提供了模型的三視圖形成交互式動畫,為學生自主探究學習提供了良好的學習環(huán)境,學生可以通過校園網(wǎng)隨心所欲地在“庫”中暢游,獲取所需知識。
(2)專題學習網(wǎng)站。配合新課程創(chuàng)建的專題學習網(wǎng)站是學生自主探究學習、協(xié)作學習以及展示作品的平臺。數(shù)字化生產(chǎn)不僅需要學生掌握先進的操作技術(shù),同時也要求學生具有在先進技術(shù)下協(xié)同工作的能力。在課程實踐活動中,學生以小組合作形式共同完成設計任務,小組成員通過專題網(wǎng)站溝通、協(xié)商,聽取他人意見,同時也提出自己的觀點,并將小組成果上傳至專題網(wǎng)站。
工業(yè)設計是機械設計、藝術(shù)設計及市場學相結(jié)合的一門綜合性學科,是在現(xiàn)代化生產(chǎn)條件下將科學與藝術(shù)融為一體,進行產(chǎn)品設計的一種創(chuàng)造性活動[1~2]。該專業(yè)的就業(yè)前景好,企業(yè)需求量大。但隨著科技的進步,現(xiàn)代企業(yè)工業(yè)設計人才的需求也越來也嚴格,需要工業(yè)設計師們必須具有豐富的藝術(shù)創(chuàng)意和嚴謹?shù)墓こ碳夹g(shù)知識。而傳統(tǒng)的工業(yè)設計教學無法滿足現(xiàn)代企業(yè)需求的客觀現(xiàn)實,工科院校的工業(yè)設計與藝術(shù)類院校有所不同,應注重培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng),培養(yǎng)學生三維空間的創(chuàng)造能力和想象能力,使之成為高素質(zhì)工業(yè)設計人才[3]。為了更好實現(xiàn)學校的人才培養(yǎng)目標,必須對傳統(tǒng)的《工程圖學》課程體系和教學內(nèi)容進行了改革和創(chuàng)新,以培養(yǎng)與時俱進的工程師、設計師。
1 工業(yè)設計專業(yè)中“工程制圖”教學特點
工程制圖是一門工程類專業(yè)必修的基礎(chǔ)技術(shù)課,該課程的主要教學內(nèi)容有正投影法的基本原理,培養(yǎng)繪制和閱讀工程圖樣的基本能力;培養(yǎng)空間想象和空間分析能力;培養(yǎng)用計算機繪制工程圖樣的初步能力[4]。學習該課程需要學生具有一定的邏輯思維能力,但是工業(yè)設計專業(yè)相當多的學生是來自于藝術(shù)類考生,這些學生部分都是數(shù)學知識和邏輯思維比較薄弱的,對“工程制圖”知識的接受能力、空間思維想象能力的不足給教學帶來諸多的困難。雖然藝術(shù)生這類的知識比較欠缺,但其具有一定的優(yōu)勢――“審美觀”。因此,必須在新的教學模式下,不僅要有效地提高教學質(zhì)量,極大地增強學生的空間思維想象能力,而且還將充分利用藝術(shù)生所具的美感優(yōu)勢來創(chuàng)造、創(chuàng)新產(chǎn)品,以適應現(xiàn)代社會產(chǎn)品的多樣化、復雜化、個性化。
2 Pro/E造型技術(shù)融入教學模式
2.1 融入理論教學過程
在現(xiàn)在的制圖教學過程中,大部分教師仍然采取傳統(tǒng)的制圖教學方法[5],如在黑板上手工畫三維圖、利用掛圖等手段向同學們展示三維實體的形狀,這些方法缺少真實感,不能從根本上提高學生們的空間想象能力。特別對于立體的截交線和相貫線、以及組合體部分知識來說,學生的分析圖形能力比較差,無法達到教學效果。因此教師最好在課堂上采用三維造型軟件((Pro/E)向同學們展示所要講授的零件實體造型,幫助學生們盡快建立空間概念,提高空間想象力。通過零件的實體模型圖,將“點―線―面―體”逐一表達出來,結(jié)合兩立體之間的截交及相貫圖形動畫演示,提高了學生對組合體的形體分析能力,強化了讀圖能力,有效地解決了藝術(shù)生薄弱的空間思維的現(xiàn)象。通過三維軟件中視圖的選擇,運用正投影理論為依據(jù),強調(diào)準確的投影關(guān)系,掌握了畫圖的基本方法。
2.2 融入制圖實驗教學過程
實驗教學是工程制圖中的一個重要實踐性環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學生動手能力和工程意識的重要手段。在實驗過程中,根據(jù)不同的章節(jié),提出不同的實驗方案,通過練習不同的圖樣,學會AutoCAD的各種繪圖工具,快速地實現(xiàn)圖形的繪制。而在現(xiàn)代工業(yè)設計中,二維平面圖遠遠不能滿足人們的需求,這主要是因為三維投影具有很強的可視性,將三維造型技術(shù)融入《工程圖學》課程實驗教學中,在學習圖樣繪制的同時,有效的提高學生空間思維能力,同時很好的解決了二維和三維共存的關(guān)系,提高了課程中投影畫法、組合體、剖視、裝配的教學知識。在計算機實驗教學過程中,首先要采用精講多練的教學模式,督促學生要多動多練認真地完成整個實驗過程,以提高了學生的動手能力,分析能力,創(chuàng)新能力。同時,不僅教學的模式改變,而且教學內(nèi)容也要適當改變。在運用模型建模實驗教學過程中,不應選擇與工科類機械專業(yè)運用減速器之類的零件,而應選擇與工業(yè)設計專業(yè)相關(guān)的模型進行建模講解,例如汽車,電子產(chǎn)品外殼之類,以提高學生的課堂興趣。
此外,Pro/E還有對模型進行調(diào)色盒設定光照與場景模塊,可以把產(chǎn)品的色澤、色彩場景等藝術(shù)化的展示出來,著色后猶如看到真實產(chǎn)品,它能準確反映工程師的設計思想,是設計的產(chǎn)品在形態(tài)、色彩、裝飾等美感要求方面得到充分表達,可以給設計者以廣闊的創(chuàng)新設計空間[5]。在實驗教學過程中,結(jié)合美術(shù)院校的藝術(shù)類教學方式,提倡學生的主動性和創(chuàng)新性,可以提供學生一些基本的尺寸,讓學生通過組合的形式,建立不同的模型,并對實體模型進行裝飾或調(diào)色,在實驗中體現(xiàn)了美學的特性,并繪制出其模型的工程圖樣。從而在給學生讀圖的同時,學會三維模型到二維圖樣之間的相互轉(zhuǎn)換;通過學生的自己創(chuàng)新想法通過不同的截切和疊加方式,鞏固了組合體的相關(guān)知識,鍛煉了學生的創(chuàng)造能力,提高了學生的自主能力。進而有效地解決了《工程圖學》傳統(tǒng)內(nèi)容與三維造型技術(shù)的銜接、協(xié)調(diào)、融合等問題,減少了因?qū)W時壓縮而造成的負面影響,更注重學生綜合能力的培養(yǎng)。