融合航空特色整合工程识图课程内容体系

发表时间:2020/9/23   来源:《教学与研究》2020年第15期   作者:赵敏 丛文静 姜明坤 张立新
[导读] 从飞行学员的教学目标设定出发,阐述课程设计思路,重点进行教学内容整合,使其富有航空特色,同时进行教学策略设计

        赵敏  丛文静  姜明坤  张立新
        (海军航空大学 航空基础学院,烟台 264001)

        摘要:从飞行学员的教学目标设定出发,阐述课程设计思路,重点进行教学内容整合,使其富有航空特色,同时进行教学策略设计,同时针对教学内容改革提出合理的学习建议及考核方式,最终使学员可以快速了解课程内容体系,建立课程的宏观概念。
        关键词:工程识图;航空特色;教学目标;教学策略;
        《工程识图》是飞行学员科学文化基础课程模块中的一门必修考查课程,是一门公共工具课程。它研究识读工程图样的基本知识、基本理论和基本技能,是飞行学员进行技术学习、交流的必备工程技术基础;是飞行学员学习后续重要专业课程的必备前提和基础,为其成为一名合格的海军航空兵应具备的基本素质和专业素养奠定良好的基础。通过识图的理论学习与实践,可以培养学员的空间构形能力、空间想象能力、空间分析能力,以及一定的工程意识和标准化意识。
        一、面向飞行学员重构教学目标
        《工程识图》课程主要面向飞行学员,以培养学员初步识读工程图样为主要能力目标;培养学员空间感知能力为辅助目标;进而培养学员的工程意识及标准化意识。
(一)知识目标
        通过该课程的学习掌握国家标准《技术制图》和《机械制图》中的相关规定;掌握三视图的基本知识,理解简单形体的投影规律;掌握机件的基本表达方法,以及标准件、常用件的规定表达方法;掌握识读零件图样和装配图样的方法。
(二)技能目标
        能够根据投影规律,完成二维视图、三维立体之间的相互转化;能够辨析机件常用的几种表达方法,如剖视图、断面图等;能够根据简化画法,分辨标准件与常用件,如螺纹紧固件、齿轮等,学会查阅机械制图国家标准手册,能够识读简单零件图和装配图。
(三)素质目标
        通过二维、三维的不断转换,培养学员空间感知能力;通过国家标准的系列学习培养学员遵守标准和规范的工程意识;作为飞行学员通过系列学习培养学员严谨求实、一丝不苟的工作作风。
        二、面向飞行重构课程设计思路
        该课程是一门理论与实践紧密结合的技术基础类课程,采用理论讲授与实践相结合的方式。
        (一)整合教学内容
        该课程根据学员的认知规律,打破传统的章节设置,将课程内容分为四大部分六大专题,四大部分为:识图的基本知识、机件常用的表达方法、标准件和常用件、工程图样识读;六大专题为:识图的基本知识专题、基本形体识读专题、机件表达方法专题、标准件与常用件专题、零件图的识读专题、装配图的识图专题。
        根据具体教学内容的不同,在内容设计上选用了不同的设计思路。在正式讲授专题一识图基本知识之前,通过绪论讲解本课程的性质和任务和学习方法。该部分内容主要使学员明确本课程的研究对象及学习方法,在内容设计上将工程上形体形状的由来与描述纳入其中,使学员在第一次课就在总体上把握零件的结构形状是由其功能决定的。紧随时代发展潮流直接从三维建模的角度来描述形体。
        学员整体上把握了本课程的研究对象及形体的描述,之后为学员讲解国家标准的系列规定,初步建立起学员的标准意识。在学员的标准意识建立之后,通过投影及三视图的理论学习规定好机械制图所采用的投影方法及投影规律,这是第一专题的学习。
        通过第一专题的学习学员从整体上把握了本课程的研究对象及投影法和投影规律,然后通过第二专题基本形体及组合体的识读进行投影方法及投影规律的实践和应用,将理论与实践结合起来,解决学员眼高手低的问题。
        通过第一、二专题的学习,学员有了理论基础和一定的实践基础,再通过第三专题机件常用表达方法的学习,将国家标准的《机械制图》及《技术制图》规定的适合表达机件各种结构形状特点的图样画法:视图、剖视图、断面图、其它规定画法和简化画法为学员进行传达。通过第三专题的学习使学员清楚的了解表达机件所用的各种表达方法,可以准确判断零件所采用的表达方案。
        通过上述专题的学习,学员系统掌握了国家标准规定的《机械制图》及《技术制图》的读图及简单形体的二维、三维的转换表达,但是在工程实际中有一些形状复杂的常用零件如螺纹、齿轮、轴承等等,用前面讲到的投影制图画图较为复杂,读图不便,所以国家标准将其标准系列化标准化,这样便于制造、加工、读识。
        第五个专题零件图的识读,系统学习识读零件图的基本方法,使学员系统的掌握读识零件图的基本方法。
        零件是构成机器或部件的基本单元,通过上个专题的学习使学员掌握识读零件图的方法,通过第六个专题识读装配图的学习,使学员真正掌握识读装配图的方法;并具备独立识读装配图的能力。
        最后通过航空装备零件图及装配图的识读,将理论与实际联系起来,将课程实现闭合反馈。
        (二)研究教学策略
        对于一门课程来说,绪论部分非常重要,绪论部分的内容直接决定了学员对于课程的印象及课程整体脉络的把握,所以绪论部分引入贴近生活的机械实例,如生活中常见的水龙头或者千斤顶,通过实时动画,为学员分析其工作原理,通过工作原理,分析各个零件的作用功能,通过零件的功能作用不同,分析零件的结构形状,引出零件的结构形状是由其功能决定的,并借助三维软件演示其基本形体的构成过程,从而直接将学员的思维定位在二维与三维的转换上。基于上述分析,该部分所采用的教学策略,通过将千斤顶和水龙头与实际生活相关的例子作为案例式教学的依据,将抽象的教学内容具体化。
        对于第一专题中识图的基本知识部分,均为国家标准规定的内容,相对来说内容较为枯燥,所以本部分采用图1所示教学策略,将基本知识融入到航空装备图样中,从分析图样内容引申出各部分教学内容,将死板的问题活跃化。
        
        


        
        
        
        图1 识图基本知识部分教学策略
        第一专题中投影和三视图部分是解决工程图样采用什么样的投影方法的问题,在解决这个问题的基础上,规定了三视图的形成过程及投影规律,并通过基本形体的识读加以实践和应用,将理论与实践有效的结合起来,该部分内容是理论与实际的有效结合,所以应注重学员的理论联系
实际能力及动手能力,进而提升学员严谨求实的工作作风,基本培养出工程意识和标准意识,所以在教学策略上采用讲练结合的教学方式,通过大量反复识读基本形体的识图,为学员建立起二维与三维之间的映射规律,其教学策略图见图2。
        第二专题机件常用的表达部分是国家标准《机械制图》、《技术制图》的传达,内容比较枯燥、抽象,所以借助PPT及SolidWorks软件,结合案例式教学将抽象的内容具体化,结合研讨式教学增加学员的参与感。还可以择机使用翻转课堂,通过角色的转换促进学员思考问题的能力、把控
         
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        图2 识图基本知识部分教学策略
全局的能力及现场的应变能力。
        第三专题标准件和常用件是距离学员较远、内容较为杂乱,内容上理论化较强,所以在教学手段上采用PPT和视频播放的形式将距离学员较为遥远的东西通过视频搬到现场,并结合学员训练用的旋梯、单杠以及航空装备中螺旋桨与主机连接部分的实例进行案例式教学,使学员将理论化较强的内容应用到实际当中,将教学内容具体化、实战化。
        第四专题工程图样的识读,是对整个课程内容的应用与延伸,在教学内容上来说其内容综合性较强,学员难以把握,所以借助四大类典型零件及典型航空装备体零件图及装配图,将综合性较强的图,通过读图将知识点分散化,将读图过程条理化。
        为了使课程与装备结合,与实战结合,最后通过设置任务的形式,使学员读识装备工程图样,
从而培养学员的综合分析问题、解决问题的能力,也使课程达到闭合反馈,针对这部分内容特点,这部分采用自主学习模式,教员起主导作用,学员是学习的主体,自主进行课题的研究。
        (三)推荐学习方法
        工程识图课程是一门实践性较强的课程,学员在学习的过程中针对不同的学习目标有不同的学习方法。针对本门课程培树的知识目标方面,学员应以理解、记忆为主;而对于本门课程培养的技能方面的学习目标,只能在理解知识目标的基础上,通过三维软件和平时的大量练习,反复斟酌二维与三维之间的映射关系,准确理解与应用知识方面的学习要求;在实现知识目标和技能目标的过程,逐步培养起遵守国标的工程意识和基本的工程素养,从而养成严谨细致的工作作风。
         三、考核评价
        采取过程评价和课终评价相结合的方式进行,期末总成绩由平时成绩和结课考试成绩两部分构成。平时成绩占30%,主要考查学员的学习态度和平时学习情况,包括课堂纪律情况、作业完成情况等,成绩由教员给定;结课考试成绩占70%,采用教考分离、闭卷考试的原则,主要考查学员对基本理论和基本方法的掌握情况、学员的识图能力等。
       
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