机械制图教学在生物工程专业中的教学改革

摘 要：本文通过分析现有的非机械专业机械制图教学中出现的课时少、教学针对性较弱等特点,针对生物工程专业人才培养方案以及专业特色,提出针对生物工程专业机械工程制图的教学模式改革.通过对教学内容、教学方式等方面的改革,增强教学专业针对性,提高教学效果.

关 键 词：机械制图生物工程教学改革

中图分类号：G642.0文献标识码：CDOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.107

生物工程专业是生物学与工程相结合的一门交叉性学科,要求学生掌握生物学与生物工程学方面的基本理论,不仅需要具备获取轻化生物技术理论知识,也需要具备从事生物技术产品生产、生产过程控制检验等工作的综合能力[1-2].学生一旦需要参与产品生产就必须具备一定的工程技术理论.《工程制图》一直是生物工程专业开设的必修课,一般安排在大一,是以培养学生对空间的认知能力、立体思维能力以及读图、识图、绘图能力为主要任务的专业基础课程.

结合人才培养目标及以往的教学过程发现现有教学方式存在一定的问题：第一,学生没有充分认识机械制图课程的重要性；第二,现有的机械制图课程教学模式以及课件实例都是针对机械专业,并没有专门针对特定的非机械类专业.针对这些在教学实践中所暴露出的问题,如何开展生物工程专业机械制图及CAD教学改革,提高教学效果,使学生真正做到学以致用,是亟待解决的人才培养与教学质量问题.本文就如何针对生物工程专业进行机械制图和CAD教学进行了分析,试图解决在实际教学中的问题.

1提高生物工程学生对《工程制图》的认识

我院生物工程专业主要是针对发酵方向,就业方向主要为酒厂、酱油发酵场、榨菜生产等相关发酵领域.虽然毕业生直接参与零件设计、机械加工装配的情况很少,但有很大一部分毕业生会从事发酵设备的管理和维修,甚至发酵工厂的设计等工作,这就需要具备阅读机器原理图样的能力.可以设想,如果连基本的原理图都读不懂,如何进行操作、维修和设计.因此以工程制图在生物工程专业中的应用为突破口,联系后续相关课程工厂设计,让学生明白学习本门课程的目的与意义.

为了充分调动学生的学习积极性以及对课程应用范围的理解,在绪论阶段和装配图阶段,选定一个工程制图及cad在生物工程专业中的应用实例进行实际讲解.由于本课程为工厂设计课程的先驱课程,选定工厂设计课程中的实例进行讲解,不仅让学生在专业认知的同时了解工程制图在专业体系中的作用,也对两门课程的联系有一定的了解.

2现有的生物工程专业《工程制图》教学中的问题

2.1教学内容没有针对性

现有的非机械专业的工程制图及CAD教学基本上延用大学本科机械类教学模式,教学内容是机械类内容的压缩,而且讲课实例作业练习都是机械类实例.没有专门针对特定非机械专业的教学体系和教学内容,并且没有合适的教学实例.

2.2教学模式没有针对性

现有的教学模式还是沿用着机械专业工程制图教学模式,分为画法几何、机械制图以及计算机绘图三个大板块.由于非机械专业的工程制图课时量为50课时左右,为了应对教学内容多而课时少的矛盾,很多教师上课时以采用降低教学难度和精简教学内容为对策,这必然导致学生练习时间大大降低,知识掌握程度降低.

3机械制图教学方式改革

3.1教学板块调整

针对非机械专业工程制图课时较少的现状,对传统的教学内容和顺序进行改革.传统的教学板块中的第一部分为画法几何,主要内容是点、线、面投影基础知识,用来培养学生的立体感.由于本知识点大部分是高中知识,讲解占用时间较长,故对本部分知识点进行大量压缩或者改成练习教学法[3].本课程主要是培养学生绘制立体三视图的能力,可以首先利用基本体的立体模型引导学生入门,由实际的立体绘制三视图,培养立体感更形象具体.这样学生不再枯燥的理解空间虚构点线面,而是在实际立体中学习点线面的投影,讲解具有针对性,提高教学效果.

3.2教学内容针对性改革

现有的教学内容,教学实例都是针对机械专业实例,并没有针对生物工程专业的教学实例.在零件图以及装配图章节,选择与生物工程先关的实例进行讲解.并且选取实际发酵厂中的实际零件进行绘制与讲解,或者选取实验室中的有关机械试验设备进行实践绘制.

3.3多种教学手段,提高教学效果

可以利用多媒体手段辅助教学,利用Proe、Solidworks等软件绘制一定的三维图,完成课件制作.不仅能够提高学生的立体感,也提高教学效果.将计算机多媒体教学与传统的教模教学模式相结合,可以使教学难度大大降低,提高学生的理解能力,使课堂教学清晰直观.

3.4增加实践教学环境

由于非机械专业工程制图课时较少,现有的实践环节基本省略,但是这会造成学生学习理论与实践相脱节.可以组织学生到机械精工实习基地进行参观,认知一定的机器,有一定的工程理念.然后可以带领学生参观生物工程实验室,从实验室的试验仪器中可以看到一定的机械仪器,了解试验仪器零件和装配关系,对零件图的绘制和装配图的绘制的学习有一定的帮助,增加教学目的性[4].

上世纪90年代诞生了基于系统论的生物工程,即以生物学（特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术.在生物工程专业人才培养过程中工程制图往往是被忽视的部分,作为生物工程专业人才应当具备发酵工厂设计、图纸绘制等专业技能,在教学中应加强引导学生对机械制图这门课程的学习热情,结合发酵工厂设计实例,改善教学板块的配置,优化教学方式与手段,设置具有专业针对性教学内容,提高学生的学习积极性,增强教学效果.