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1.1研究對象的選擇
我國現(xiàn)有127所高等學校開展生物醫(yī)學工程專業(yè)本專科人才培養(yǎng)工作,其中96所為綜合性或單科性理工類院校,31所為單科性醫(yī)科院校。所有院校的專業(yè)課程體系結(jié)構中都開設了人文社科類、醫(yī)學類基礎類、理工類基礎課程、工程類核心課程及其相關選修課程,不同院校的課程體系結(jié)構不同,在學分、學時及其實施等多方面有不同程度的偏頗。一般來說,多數(shù)綜合性或理工類高校偏向于電子類、計算機類等理工方向,多數(shù)醫(yī)科類高校側(cè)重于生物材料與生物力學、影像工程、醫(yī)學物理、醫(yī)學儀器等領域。我們從10所國家特色專業(yè)建設點高校中選擇了“單科性院?!戏结t(yī)科大學”和“綜合性院校———湖北科技學院”的生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)的課程體系進行比較分析研究。
1.2研究資料的主要來源
南方醫(yī)科大學的研究資料來源于該校生物醫(yī)學工程學院提供的專業(yè)培養(yǎng)方案的電子版和該校特色專業(yè)建設點主頁;湖北科技學院的研究資料主要來源于原咸寧學院教務處編印的本科人才培養(yǎng)方案(2010年版)、學院主頁及其他查詢調(diào)研。
1.3主要研究方法
基本研究方法參照筆者前期生物醫(yī)學工程專業(yè)課程體系研究的思路[2],文獻材料的收集研究采用系統(tǒng)研究法、比較法、統(tǒng)計法對院校專業(yè)、課程設置等多維要素進行多方面的比較分析,找出特點、規(guī)律,發(fā)現(xiàn)存在的問題,以求得啟示。
2南方醫(yī)科大學生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)本科課程體系
2.1生物醫(yī)學工程專業(yè)本科簡況
南方醫(yī)科大學(以下簡稱南醫(yī)大)生物醫(yī)學工程專業(yè)本科及其相關專業(yè)有醫(yī)學影像工程、醫(yī)學信息工程、醫(yī)學儀器檢測、醫(yī)學物理、電子信息工程和計算機科學與技術等專業(yè)辦學方向,還有“卓越工程師培養(yǎng)計劃”。2007年成為教育部高等學校第一類特色專業(yè)建設點,并建設有國家級精品課程1門、省級精品課程和研究生示范課程多門,出版了國家級教材多部,多次獲廣東省教學成果獎。
2.2生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)核心課程群
南醫(yī)大生物醫(yī)學工程專業(yè)的主干核心課程有高等數(shù)學、大學物理、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、C語言程序設計、微機原理與接口技術、人體解剖學、生理學、醫(yī)用X線機系統(tǒng)原理、現(xiàn)代醫(yī)學成像技術、數(shù)字圖像處理、大型醫(yī)療設備質(zhì)量保證、醫(yī)學電子儀器原理與設計、放射物理與防護、放射治療學、腫瘤放射物理學、醫(yī)學影像學、核醫(yī)學等。
2.3生物醫(yī)學院工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)課程結(jié)構
南醫(yī)大生物醫(yī)學工程專業(yè)的課程體系結(jié)構分為政治理論與人文素質(zhì)課程、公共基礎課、學科基礎課、專業(yè)課四段式課程構架模式。課程總學分/總學時為150學分/2668學時,其中理論課與實驗實踐的學時比例為2199∶469(1∶0.21),必修課與專選課的學分比例為102.5∶47.5(1∶0.46),學時比例為1804∶864(1∶0.48)。
2.4集中實踐訓練環(huán)節(jié)
南醫(yī)大的集中實踐訓練折合為32周、1280學時。其中,模電課程設計1周、40學時;數(shù)電課程設計1周、40學時;信息技術、放射治療計劃、軟件工程等課程設計各2周,均為80學時;生產(chǎn)實習4周、160學時;畢業(yè)設計(論文)14周、560學時;軍訓與勞動2周、80學時;創(chuàng)新課程4學分、160學時。
2.5本科畢業(yè)生基本就業(yè)方向
課程體系中的主要課程及其相應目標決定畢業(yè)生未來的就業(yè)崗位和就業(yè)方向。南醫(yī)大生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)本科畢業(yè)生就業(yè)方向主要是在醫(yī)療衛(wèi)生機構從事醫(yī)學物理師的工作,也可在醫(yī)學科研機構、高等院校、企事業(yè)單位從事醫(yī)學物理方面的研究、教學、開發(fā)和管理工作,還可攻讀本學科或相關學科碩士學位。
3湖北科技學院生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)本科課程體系
3.1生物醫(yī)學工程專業(yè)本科簡況
湖北科技學院(以下簡稱湖科院)生物醫(yī)學工程專業(yè)本科及其相關專業(yè)有醫(yī)學儀器、醫(yī)學影像工程、醫(yī)學物理、醫(yī)學信息工程、聽力學、眼視光學(注:醫(yī)學信息工程、眼視光學、聽力學方向沒有正式納入人才培養(yǎng)計劃實施中)6個培養(yǎng)方向。2007年生物醫(yī)學工程專業(yè)獲省級品牌專業(yè),2009年成為教育部財政部高等學校第一類特色專業(yè)建設點,并建設有3門校級精品課程,出版了醫(yī)用傳感器、醫(yī)學影像設備、醫(yī)學物理學、醫(yī)療器械營銷實務等多部國家級教材,多次獲得湖北省教育廳、市級教學成果獎。
3.2生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)核心課程群
湖科院生物醫(yī)學工程專業(yè)的主干核心課程有高等數(shù)學、普通物理學、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、微機原理與接口技術、數(shù)字信號處理、醫(yī)學圖像處理、醫(yī)學成像系統(tǒng)、基礎醫(yī)學概論、放射腫瘤學、生物物理學、放射物理與防護、醫(yī)學影像學、核醫(yī)學、醫(yī)用傳感器、放療與核醫(yī)學儀器、放療物理與放療技術等。
3.3生物醫(yī)學院工程專業(yè)課程結(jié)構
湖科院生物醫(yī)學工程專業(yè)的課程體系分為通識教育課(通識教育必修課、通識教育選修課)、學科基礎必修課、專業(yè)課(專業(yè)必修課、專業(yè)選修課)三段式五層次課程構架模式。課程中的總學分/總學時為158學分/2810學時,其中理論課與實驗實踐的學時比例為2260∶550(1∶0.24);必修課與專選課的學分比例是121∶37(1∶0.31),學時比例是2180∶630(1∶0.29)。
3.4集中實踐訓練環(huán)節(jié)
湖科院的集中實踐訓練共47周,其中專業(yè)實習26周、畢業(yè)設計(論文)10周、就業(yè)實踐8周、軍訓3周;而勞動教育、社會實踐、課程實習分散安排,放療技術、醫(yī)學儀器設備、模電、數(shù)電等課程設計教學團隊分散實施,沒有記入訓練周。
3.5本科畢業(yè)生基本就業(yè)方向
湖科院生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)本科畢業(yè)生就業(yè)方向主要是在二級以上醫(yī)院配合放療醫(yī)師制定放射治療方案,實施治療方案;在其他醫(yī)療衛(wèi)生保健機構從事醫(yī)療儀器、設備使用維護與維修;也可攻讀本學科或相關學科碩士學位。
4生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)本科課程體系的比較分析
4.1專業(yè)課程體系架構的比較分析
南醫(yī)大生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)本科課程結(jié)構由政治理論與人文素質(zhì)課程、公共基礎課程、學科基礎課程、專業(yè)課程四段式課程構成。公共基礎課程只開設必修課,其他每段課程均開設必修課、選修課,段內(nèi)必修課與選修課交織在一起。而湖科院生物醫(yī)學工程專業(yè)(醫(yī)學物理方向)本科課程結(jié)構由通識教育課程、學科基礎課程和專業(yè)課程三段式五層次課程結(jié)構組成。學科基礎課程沒開設選修課,通識教育課程、專業(yè)課程均開設必修課、選修課二層次。南醫(yī)大是為數(shù)不多的沒有開設醫(yī)用化學課,卻把C語言程序設計課程納入核心課程的院校,未開設醫(yī)用化學課程表明專業(yè)遠離生物或高分子材料類的發(fā)展方向。南醫(yī)大將高等數(shù)學、大學物理學列入公共基礎課程可能是因為該校屬于單科性醫(yī)科院校,故將其列入所有專業(yè)的公共課。南醫(yī)大公共基礎課程沒有選修課,湖科院則是學科基礎課程中未設選修課。這意味著在公共基礎課、學科基礎課段建立大一統(tǒng)的具有相對穩(wěn)定性的課程教育平臺有利于實現(xiàn)大基礎、寬口徑、后分流的人才培養(yǎng)模式的選擇與創(chuàng)新,適合于拓展專業(yè)培養(yǎng)方向,而南醫(yī)大更能體現(xiàn)出平臺寬口徑。從醫(yī)療市場及其個性化課程來看,湖科院沒有開設臨床醫(yī)學概論課程,而南醫(yī)大開了56學時,這顯示出湖科院面向市場的個性化課程存在缺陷,沒有很好地研究未來就業(yè)崗位需要的人才。兩所院校的共同缺點是均沒有開設放射治療劑量學課程。
4.2課程體系教學任務備配的比較分析
4.2.1專業(yè)課程總學分、總學時、理論課與實驗學時比例的比較分析經(jīng)過比較可以看出,湖科院的學分、學時、理論課與實驗學時比例分別高出南醫(yī)大8學分/142學時,比例高出1∶0.03,但差異相差無幾。上海交通大學的生物醫(yī)學工程專業(yè)課程總學時為1831學時,實驗課學時為243,占總學時的13.3%[3]。與上海交大相比,兩所院校的比例均高于上海交大,這顯示了211工程大學人才培養(yǎng)重理論教學與實踐研發(fā)、重自主學習之源。4.2.2必修課與專選課的比較分析選修課是課程結(jié)構中必要的組成部分,是對必修課的優(yōu)化性的適時、適宜性補充,可彌補教學計劃中課程內(nèi)容的不足,調(diào)和、銜接課程內(nèi)容的順序性,也可適應市場與社會發(fā)展的需要。南醫(yī)大的必修課與選修課學分、學時比例分別是1∶0.46、1∶0.48,而湖科院則是1∶0.31、1∶0.29。這表明南醫(yī)大的選修課學分、學時比例高于湖科院,且選修課偏重于學科基礎課程和專業(yè)課,容易造成學科、課程與教材建設方向性不明,專業(yè)建設穩(wěn)定性差。筆者建議,開設選修課學時數(shù)以不超過必修課的10%為宜,有些課程還可以專題講座的形式進行[4]。學科基礎課程不開選修課最適合建立寬口徑的專業(yè)培養(yǎng)平臺,以保持課程穩(wěn)定,在這方面湖科院做得較好。4.2.3學科基礎課程學分、學時、理論與實踐學時比例的比較分析學科基礎課程學分、學時分配數(shù)據(jù)從表1和表2中可看出,湖科院的學科基礎課為67學分,高于南醫(yī)大的54.5學分,高出12.5學分;湖科院的學時為1161,高于南醫(yī)大的950,高出211學時;南醫(yī)大的理論∶實踐的學時比例是808∶142(1∶0.18),而湖科院的理論∶實踐的學時比例是896∶265(1∶0.30),高出1∶0.12。如果從學科基礎課的學分、學時占總學分、學時的比例看,湖科院為40.7%、41.3%,南醫(yī)大是36.4%、35.6%,兩所院校差異相差無幾,但是理論∶實踐的學時比例高出1∶0.12,有非常顯著性的差異,顯示出湖科院在學科基礎課教學中重實踐教學,著重培養(yǎng)學生的基本技能。這種差異性反映出湖科院是綜合性院校,涵蓋醫(yī)學、理學、工學等十大學科門類,組建了18個教學院部,給實踐教學創(chuàng)建了良好的條件和豐富的共享資源。4.2.4醫(yī)學課程學時的比較分析南醫(yī)大開設的醫(yī)學課程是人體解剖學、生理學、病理學、放射生物學、放射治療學、醫(yī)學影像學、核醫(yī)學、臨床醫(yī)學概論,總學時為336學時。湖科院開設的醫(yī)學課程是基礎醫(yī)學概論(解剖、生理、生化)、細胞生物學、放射生物學、病理解剖學、病理生理學、核醫(yī)學、放射診斷學,總學時是37時。從學時比較來看,湖科院的醫(yī)學課程學時高出南醫(yī)大43學時,兩所院校開設的醫(yī)學課程門數(shù)與學時數(shù)相差不大。兩所院校的比較分析與趙娜等人報道的“醫(yī)學院校開設的醫(yī)學基礎課程比例高于理工院校,能夠為該專業(yè)的學生提供較為系統(tǒng)的醫(yī)學類課程教育,完善學生的臨床知識體系,有助于該專業(yè)教學和科研水平的提高”論點不符[5]。從鄧軍民等人的報道資料看,首都醫(yī)科大學的生物醫(yī)學工程學院開設的醫(yī)學課程有6門,共472學時[6],遠高于同質(zhì)同類院校的南醫(yī)大的260學時,也高于綜合類院校的湖科院的175學時。
4.3專業(yè)課程與就業(yè)方向的比較分析
從整體上講,主要課程的設置要面向社會、面向市場,在很大程度上決定、支撐著就業(yè)方向、就業(yè)崗位。兩所院校對就業(yè)方向的總體整合表述主要是在醫(yī)療衛(wèi)生機構從事放療方案的研制與放療技術工作,也可攻讀本學科或相關學科碩士學位。南醫(yī)大的就業(yè)方向偏重在醫(yī)療衛(wèi)生機構從事醫(yī)學物理師的工作,也可在科研機構、高等院校、企事業(yè)單位、醫(yī)療科研機構從事科研、教學、開發(fā)和管理工作。而湖科院則偏重于在二級以上醫(yī)院配合放療醫(yī)師制定放射治療方案,實施治療方案;也可以在醫(yī)療衛(wèi)生保健機構從事醫(yī)療儀器、設備的使用維護與維修。這些都是對各高校的辦學特色的理性表述。
4.4集中實踐教學環(huán)節(jié)的比較分析
實踐教學環(huán)節(jié)是集中培養(yǎng)學生動手能力的主要措施。南醫(yī)大的集中實踐訓練為32周,與湖科院的47周相比,從表面上看少了15周,但由于各校的集中實踐教學環(huán)節(jié)方式、方法與途徑各異,比較的實際意義不大。兩所院校的集中實踐教學環(huán)節(jié)雖各有長短,但都沒有達到高等學校理工類人才培養(yǎng)的基本要求和標準。但與泰山醫(yī)學院應用物理學專業(yè)(醫(yī)學物理學方向)的實踐教學環(huán)節(jié)為59個訓練周相比,兩所院校的實踐教學環(huán)節(jié)訓練周太少。湖科院的微機在醫(yī)學儀器中的應用、放療儀器設備的設計、放療與核醫(yī)學儀器、放射物理與防護、放療物理技術等課程設計在操作層面上分別由醫(yī)學儀器、醫(yī)學物理教學團隊分散安排,這也是一個值得探討的問題。
5創(chuàng)新專業(yè)人才培養(yǎng)方案,優(yōu)化課程體系目標的幾點建議
通過專業(yè)課程體系的比較分析,依據(jù)生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)的社會需要,借助生物醫(yī)學工程教育專業(yè)本科國家標準建設的向?qū)?,配合專業(yè)評估與專業(yè)認證的實施為載體的課程體系,現(xiàn)提出以下幾點建議。
5.1堅持辦學理念創(chuàng)新,探究專業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新的前沿,明確專業(yè)培養(yǎng)目標
理念創(chuàng)新與目標要求可參照東北大學生物醫(yī)學工程專業(yè)的培養(yǎng)目標,綜合利用中外優(yōu)秀的辦學資源,發(fā)揮國內(nèi)外企業(yè)、集團公司的科研、教學和市場優(yōu)勢,實現(xiàn)“產(chǎn)、學、研”合作與合作教育,培養(yǎng)適應生物醫(yī)學工程學科前沿的科技領域的發(fā)展需要,精通專業(yè)基礎理論、專業(yè)知識與技能,具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力的高級專業(yè)人才。
5.2深化課程體系改革,優(yōu)化、純化課程知識結(jié)構
(1)當代課程體系改革宜突破傳統(tǒng)三段式的課程結(jié)構,建議建立新三段式九層次課程結(jié)構,每段課程均開設必修課和選修課。以西安交通大學的生物醫(yī)學工程專業(yè)課程體系為例,通識教育課程分為思想政治教育、國防教育、大學英語、計算機等不斷教育課程和公共基礎通識教育課程;學科教育課程分為基礎科學教育課程、專業(yè)主干課程、專業(yè)課程;集中實踐教學分為畢業(yè)設計、課程設計、放療技術實踐、課外實踐(社會實踐、科技與競技活動)。(2)必設臨床醫(yī)學概論、放射治療劑量課程,且其課程教學時數(shù)不低于180學時,有利于提高放療計劃方案制定的參與性、科學性和臨床放療的合理性,提高放療質(zhì)量與效益。(3)學習清華大學,結(jié)合本校特點探索夏季小學期制,滿足學生的個性化課程選修,拓展實踐的時間、空間,采用多元教學及實踐活動設計,全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
5.3明確課程體系改革思想,規(guī)范課程主導原則
課程體系設置可參照浙江大學的生物醫(yī)學工程專業(yè),主要課程設置有計算機與網(wǎng)絡技術、電子電路設計、傳感器與儀器設計、信息與圖像處理、生命科學類五大模塊。要求在課程體系的結(jié)構、內(nèi)容之間,其知識容量應該有合理的比例,淡化學科自身的重要性,打破學科界限,避免結(jié)構與知識出現(xiàn)較大的偏頗局面,也應避免面向市場、就業(yè)崗位的選修課沖淡學科基礎或主干課程,對開設的選修課一定要突出個性化。另外,鼓勵將學科前沿的新知識、新技術、新成果快速引入主要課程內(nèi)容中,拓寬學生的知識視野。
5.4謀劃課程體系策略,控制課程教學時數(shù)比例
根據(jù)國家級特色專業(yè)建設質(zhì)量工程評估體系的要求,四年制本科生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)的實際需要,課程總學時應控制在2600~2800。課程學時分配應適度減少專業(yè)課學時,相對增加實踐教學學時,適量增加選修課和學生自主學習的時間和空間,減輕學生負擔。對理論與實踐課學時的比例控制,原則上要求研究型高校在增加學科基礎課理論學時的同時,宜將理論與實踐課程的學時比例控制在1∶0.3左右,專業(yè)課控制在1∶0.4左右;而教學型高校宜適度減少學科基礎課,把理論與實踐課程的學時比例控制在1∶0.35左右,專業(yè)課控制在1∶0.45左右。專業(yè)課程體系中的所有課程都必須以不同程度、形式、方法開展實踐教學,尤其是要注重專業(yè)課。
6結(jié)語
關鍵詞: 項目教學法 AutoCAD 機用虎鉗 機械圖樣
AutoCAD是目前最流行的繪圖軟件之一,操作方便,適用面廣,尤其具有對二維圖形編輯的強大功能,被普遍應用于機械、建筑、電子和航天等諸多工程領域。因其在工程領域內(nèi)的廣泛使用,所以也成了每一位工科畢業(yè)的學生所必須掌握的一門技能。該課程是集應用性、操作性、實踐性為一體的一門專業(yè)基礎課。隨著現(xiàn)代科技對職業(yè)教育要求的不斷提高,技能人才也面臨著挑戰(zhàn)。如何面向社會,培養(yǎng)出更適合社會需求,更能快速適應工作的新型人才,各高校都在實施教學改革。項目教學法使得教學和企業(yè)的模式接軌,成了教學改革的一個熱門方向。
一、項目教學法簡介
項目教學法萌芽于歐洲的勞動教育思想,最早由美國教育家凱茲博士和加拿大查德博士共同推創(chuàng)引入實踐性教學,是一種針對具體項目目標的設計性教學活動,要求學生在綜合應用所學的各科知識和技能的基礎上,通過實踐,逐步實現(xiàn)既定目標。
“項目教學法”提倡以學生為主體,讓學生扮演研究者的角色,在情景的刺激下和教師的引導下主動開展探究活動,并在探究過程中掌握知識和學習分析問題,解決問題的方法,從而達到提高分析問題,解決問題能力的目的。在此教師在學生探究、發(fā)現(xiàn)問題中,傳授新的知識。這樣,對于他們對知識的理解和應用都可起到事半功倍的功效。
二、計算機繪圖-AutoCAD課程介紹
本課程是一門傳授計算機制圖相關理論知識與培養(yǎng)使用AutoCAD繪制圖樣能力的專業(yè)課。該課程以機械制圖為基礎,為有關后繼課、專業(yè)課的學習奠定基礎。主要教學內(nèi)容包括:AutoCAD軟件環(huán)境、AutoCAD繪圖基礎、尺寸標注、圖案填充、注寫文字、塊的制作和調(diào)用,以及三維實體建模方法,等等。對于機械類專業(yè)的學生,主要教學目標是使學生熟悉AutoCAD軟件的繪圖環(huán)境,學會使用CAD軟件完成機械零部件的零件圖和裝配圖的圖形分析、繪制、編輯及出圖工作,以及會用三維繪圖命令進行簡單的三維實體建模等。
由于該課程的學科特點,如果在專業(yè)課程教學中活用項目教學法,把項目教學法和專業(yè)教學融為一體,有針對性地重點施教,可以取得理想的教學效果。
三、制定課程的教學項目
不同的專業(yè)繪圖的內(nèi)容不同,選擇合適的項目是項目教學法實施成功與否的關鍵。因此,應根據(jù)不同專業(yè),選擇合適的項目,以突出專業(yè)特點,緊扣教學大綱和教學目標,進行課堂教學目標設計。要以教學大綱為指導,力求使大綱中的知識點融合到制定的教學項目中。本文以機械制造及其自動化專業(yè)為例,進行該課程的項目教學法的設計。該專業(yè)的學生接觸的基本都是機械圖樣,機械圖樣通常指的是零件圖和裝配圖。機械圖樣的作用主要是用來加工生產(chǎn)和裝配維修等。一組機械圖樣應包括該機器中所有非標準的零件的零件圖和一張表達各零件裝配關系的裝配圖。該課程的教學目標就是讓學生能應用《機械制圖》所學知識測繪并用CAD繪制一組完整的機械圖樣。根據(jù)專業(yè)特點,以比較典型的機械產(chǎn)品圖樣作為教學項目比較合適,依據(jù)由“易”到“難”的認識規(guī)律,在CAD教學目標基礎上,挑選并制定了兩個不同難度的教學項目:“機用虎鉗”和“齒輪油泵”。
第一個項目“機用虎鉗”主要是給學生作為CAD基礎入門??紤]到學生剛接觸CAD,機用虎鉗結(jié)構和原理都比較簡單,所包含的零部件比較少,但很典型,如軸類、盤類零件,等等。對于CAD軟件完成項目的方法和途徑很多,學生在項目的驅(qū)動下,利用課余時間通過自學來了解項目,并實施項目。老師利用課堂時間,介紹項目所涉及的學科知識,并實施項目。讓學生在有所準備的情況下,把自己的實施過程和老師的進行比較,并在老師的帶領和指導下,重新繪制圖樣,以學習CAD軟件使用的技能和技巧。在這種主動、對比的學習情境下,會很大程度提高同學們的學習興趣,并會有意想不到的學習效果。另外CAD軟件的使用方法靈活多變,鑒于課堂時間有限,教師的教學通常和自己的習慣性使用離不開,也未必見得就是最佳的途徑和方法。這種項目驅(qū)動下的教學會增加教與學的互動,有些學生在對比了自己和其他同學以及教師的方法之后,提出自己的方法更實用,并得到證實時,會有很大的成就感。此時,教師要肯定學生的意見,并在課堂上推廣,這樣會帶動整個班級的學習氛圍。
第二個項目“齒輪油泵”主要是CAD學習的鞏固提高。難度稍有增加,在結(jié)構認識上,原理理解上難度都有所加大。有了第一個項目完成的基礎,完成第二個項目已然不成問題。第二個項目,也是給學生對第一個項目中所學知識加以應用。在實施過程中,同學們知道了所學之所用,興趣更濃。通過項目的實施,能鞏固和提高CAD的繪圖技能和技巧,以達到提高繪圖速度的目的。老師針對學生在實施過程中遇到的問題,及時地給予解釋和指導,以協(xié)助學生完成項目。實現(xiàn)了這兩個項目,基本已達到本課程的教學目標。如果課程大綱允許的話,可集中性地安排一到兩個星期的課程設計,可選難度更大,結(jié)構更復雜一點的減速器作為設計任務,效果會更明顯。
四、細化教學項目,設計教學任務模塊
項目式教學以項目目標為驅(qū)動,要完成總的目標,需要設計有效的任務實施模塊。項目模塊是可以和課堂教學結(jié)合起來并可以獨立操作的小課題。所以在主項目的目標任務下,要細化出若干任務模塊。尤其是第一個主項目,它是作為基礎教學,所以要和學科知識綜合起來制定教學任務模塊。下面我就以“機用虎鉗”為例給大家介紹項目任務模塊的制定。
首先來了解一下機用虎鉗。機用虎鉗是裝夾在機床工作臺上,用來夾緊零件,以便進行加工的夾具。
圖1 機用虎鉗分解圖
經(jīng)過拆分,機用虎鉗由15個零部件組成,除了標準件(2個墊圈,4個螺釘、1個銷)之外,需要繪制零件圖的零部件有:1個方塊螺母、1個非標準的螺釘、1個螺桿、1個環(huán)、1個活動鉗身,2個鉗口板,1個固定鉗身,共應繪制7張零件圖和1張裝配圖。
再來了解一下CAD課程的學科知識。本課程的教學任務是培養(yǎng)學生具有一定的空間想象能力和繪圖基本技能,掌握AutoCAD繪制基本圖形、零件圖、裝配圖和三維建模的基本方法。具體教學內(nèi)容有:CAD的基礎知識、基本繪圖和基本編輯命令、精確繪圖、繪圖環(huán)境、塊、圖案填充、注寫文本、標注、三維建模,等等。
根據(jù)此項目目標,以繪制機用虎鉗的零件圖和裝配圖為載體,主要介紹CAD的相關知識。綜合考慮之后,把具體教學的學科知識融合到機用虎鉗的項目中,制定了以下具體項目實施的模塊。
表1 機用虎鉗項目模塊設計
在實施以上教學過程時,我們要注意以下幾個問題。
首先就是教學過程可以和機械制圖的后續(xù)測繪結(jié)合起來。機械制圖和CAD兩門課程雖然教學重點不同,但內(nèi)容上有很大的延續(xù)性,很多院校已經(jīng)把這兩門課合二為一了。可以讓學生分組進行測繪,繪制出零件草圖,再根據(jù)草圖用CAD軟件畫出零件的工作圖。這樣比單純地臨摹更能讓學生認清所繪零件圖的結(jié)構,按照結(jié)構去畫圖,而不是按照線條去畫圖。這樣對于CAD的學習和使用更了然于心。
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其次可以采用“理實一體”教學。所謂理實一體教學,簡單地解釋就是理論和實踐結(jié)合進行。對于CAD的教學過程,很多院校基本采取理論教學和上機實踐穿行,理論課教師從開始講到結(jié)束,過幾天再讓學生上機操作。教與練脫節(jié),等上機練習時,學生也忘得八九不離十了。如果采用理實一體教學方式,讓教師和學生一起操作,對于知識點的介紹教師講完之后,學生立馬操作,介紹完知識點,讓學生再獨立完成模塊任務,遇到問題教師再指導解決。這樣的互動,讓課堂充實而活躍,非常有益于提高學生學習的主動性和課堂教學的效率。
最后就是教學過程中教師要注意對學生進行項目的引導,以激發(fā)他們提前準備的熱情。學生在項目驅(qū)動下,可以通過自學完成項目任務,但完成圖的方法和途徑很多,CAD的教學并不像書本上介紹的那么死板。到課堂上,學生自己通過比較,教師所介紹的技能和技巧會讓他們更感興趣,從而記得更牢,學得更好。
五、結(jié)語
對CAD使用的評價不僅包含繪圖的技能技巧,而且包含繪圖的速度。速度的提高一方面來自于技巧,另一方面離不開練習。第二個項目也可起到這方面的作用。第二個項目,主要是讓學生練習第一個項目所學知識,并起到鞏固和提高的作用。對第二個項目的具體實施可以參照第一個項目設計,也可以每個零件圖獨立成一個模塊。具體可以根據(jù)CAD的教學課時,進行設計安排。我在此就不再贅述。
對于軟件課程的教學,大部分內(nèi)容都是教師舉例演示軟件的使用。教師也基本上會挑選一些能突出教學內(nèi)容的圖示來演示,很少會系統(tǒng)地舉例。圖示選擇的零散性,不利于學生的記憶,更不利于學生對課程整體實踐性特點的把握。本文所設計的教學項目,比零散的圖示舉例更系統(tǒng),讓學生清晰地了解自己所學之所用,解決了課堂和實踐脫節(jié)的問題,對課程教學改革的推進有一定的推波助瀾的作用。
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