新工科背景下機械制圖課程改革模式探索與實踐

吳玲

摘要：在新工科背景下，如何將高校課程教學模式進行創新，轉變教學思路與方法，使學生愛上學習，應是教師教學過程中不斷思考的問題。因此，本文以機械制圖課程為例，探索其課程改革模式，對于提高學生的學習興趣和課程教學效果，都有重要的意義。

關鍵詞：機械制圖;教學模式;改革;教學效果

中圖分類號：G642;TH126-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0241-02

1? 機械制圖課程現狀及面臨的問題

機械制圖是工程類，尤其是機械專業的核心課程，該課程以培養學生的識圖、繪圖能力，提高邏輯思維能力為目的，同時又具有較強的應用性和實踐性，學生對該課程的學習將會為后續專業課的學習起到重要的鋪墊作用，同時對學生的就業會起到很好的幫助[1]。但是經過多次講授機械制圖課程發現，該課程的教學內容較為復雜和抽象，需要學生具備較好的邏輯思維能力和一定的實踐基礎，否則，學習較為困難。另外，機械制圖課程的授課方式一直沿用傳統的說教模式，學生處于被動的學習狀態，缺乏學習興趣，不利于對學生創新性、邏輯性的培養和課程的教學。為此，對該課程的教學模式進行改革是教師面對的亟待解決的問題。

2? 機械制圖課程改革的舉措

2.1 教學大綱的修訂

經調查發現，大部分高校的畫法幾何與機械制圖兩部分合為一門課程，即為機械制圖，同時該課程點的學時基本為64學時，但是在教學過程中發現，因學時原因導致機械制圖的部分章節，比如零件圖、裝配圖部分無法按時完成教學任務或者完成較為倉促，導致學生的學習過程中該部分內容缺失，而零件圖及裝配圖部分是該課程的重點部分，學生在后續的測繪實訓及其他專業課的學習過程中，都是非常重要的基礎內容。為解決此問題，將機械制圖課程分為了畫法幾何和機械制圖兩門課程，分別開設在大一年級的第一、二學期，這樣既減輕了學生的學習壓力，又滿足了對學時的要求，同時學生的學習內容也變得較為完整，符合教學大綱的基本要求。經過將教學大綱調整前后的學生學習情況對比后發現，經調整后學生的學習成績有了大幅提升，教師的教學得到了事半功倍的效果。

2.2 增加測繪實訓環節

因機械制圖課程自身具備的知識點較多且邏輯思維性較強，學生較難理解的特點，因此要使學生將所學知識進行融會貫通，必須在增加該課程的1-2周的測繪實訓環節，使學生將所學應用于實踐，更好的理解課本知識[2-3]。

將機械制圖測繪實訓安排在課程結束之后，給定學生某一三維模型，要求由拆分零件進行測繪開始，直至完成三維模型的裝配圖及各個零件圖，繪制完整、標準的圖紙，在此過程中，學生不僅認識了不同的測量工具，真正掌握它們的使用方法，同時復習了零件圖、裝配圖的繪制方法，更重要的是學生接觸到了實際的三維模型，看到了清楚的內外部結構及其工作原理，提升了空間想象力并對專業課內容有了部分了解，對今后的專業課學習有較大幫助。

在實訓過程中使用的三維模型可以鼓勵學生采用3D打印的方法打印，采用3D打印技術學生需要首先分析給定的二維平面圖形，分析三視圖之間的方位關系，在此基礎上借助于三維建模軟件將二維平面圖形轉換為三維模型[4]。因此，將3D打印技術融入到機械制圖的測繪實訓乃至教學過程中，可以很好的彌補機械制圖課程本身存在的弊端，首先學生在進行打印分析的過程中，對進行測繪的零件結構有了較深入的分析，幫助學生理解各視圖之間的方位關系，提高了他們的邏輯思維能力，同時也將原本抽象難以理解的內容變得清晰明了;其次在將二維平面圖形轉換為三維模型的過程中，在此階段學生并沒有接觸到三維建模軟件，因此就要求學生通過自學的方法來掌握一種三維建模方法，以此來完成任務，在這個過程中可以鍛煉培養學生學習的主動性，最后在整個應用3D打印技術進行模型打印的過程中，能夠培養學生的創新性思維和動手實踐能力，同時也能夠使學生感受到學習機械制圖課程的快樂，而不再是以前學習的枯燥乏味，真正的提高學習的興趣。

2.3 教學內容與專業特色相結合

機械制圖課程在各高校中，不僅僅在機械專業中開設，在電氣工程、土木工程、交通運輸等多個工科非機械性類專業中均有涉及，而不同的專業有著不同的課程特色，要想使機械制圖課程的教學能夠在不同的專業教學中發揮應有的作用，在教學過程中，教師應注重課程內容與專業特色相結合，采用項目化教學方式，引入本專業相關案例，提高學生學習興趣的同時，也使得課程教學與生產實踐緊密結合[5]。以車輛工程專業為例，該專業學生除了學習機械類的通識課以外，還需學習車輛類專業課，因此，對于機械制圖課程的學習，教師可以大量的引入有關車輛結構方面的模型，比如，在零件圖繪制部分，可以引入車架、車橋、懸架等結構來進行分析，這樣不僅完成了我們既定的教學任務，同時使學生對專業課內容有了一定的認識。

為使機械制圖課程的教學能夠更好的與專業特色相結合，教師在授課過程中可以通過不斷積累教學經驗，編寫適合本專業學生的教材，教材中融入本專業相關的實例，且難易程度更符合應用型本科院校學生的特點，減輕學生學習的壓力，增加學生學習興趣，真的變要我學為我要學，提高我們的教學效果。同時，一本適合本院學生特點的教材，不僅對學生的學習有利，同時教師的授課也會更加得心應手，真正提高教學效率。

2.4 融入CAD技術

計算機輔助設計又稱CAD技術，是指在設計過程中，利用計算機作為工具，幫助工程師進行設計的一切實用技術的總和。常用的CAD繪圖軟件有AutoCAD、Solidworks、UG等[7]。通過繪圖軟件的學習能夠使學生掌握一定的計算機繪圖知識，并具備獨立繪圖的能力。通過調查發現，AutoCAD課程大多開設在大一年級的下學期，Solidworks、UG等三維繪圖軟件大多開設在大三年級的上學期。因AutoCAD繪圖軟件的開設與機械課程處于相同學期，這對機械制圖課程的教學工作是非常有利的，通過將CAD技術融入到機械制圖課程的教學過程中，可以幫助學生理解較抽象的內容，同時也使得教學手段變得多樣化，課堂教學生動、活潑[6]。

將CAD技術融入機械制圖課程的教學中，可以通過兩方面入手，分別是理論基礎部分和機械測繪實踐部分。理論知識的學習主要培養學生的邏輯思維能力以及創新能力，因此，在講授理論知識的過程中，教師可以借助于AutoCAD軟件將較難理解、抽象的問題具體化，幫助學生更好的理解教材內容。比如，在組合體部分，由組合體繪制三視圖及由三視圖繪制組合體，是教材中的難點內容，為了幫助學生理解加深印象，在學習完此內容后，學生可以通過繪圖軟件將課上所學內容進行繪圖練習，一方面使得較難理解的三視圖的繪法變得清晰明了，加深理解，同時也鍛煉了學生的繪圖能力;在由三視圖繪制組合體部分，教師可以利用三維繪圖軟件建立模型，通過課上展示的方法來幫助學生建立空間感，提高空間想象能力。機械測繪實踐部分，引入CAD技術可以更好的引導學生認識并理解所會模型的結構，更好的處理零件圖及裝配圖中主視圖的擺放位置、投射方向和視圖數量及種類的選擇，因測繪實踐中借助CAD技術的原理與采用3D打印進行實踐模型的準備類似，在此將不再贅述。

2.5 采用混合式教學模式

在信息技術迅猛發展的今天，教師的教學手段理應與信息化相結合，打破傳統的固定式教室上課、教師教學生學的教學模式，最優化的利用已有線上教學資源，來拓展學生的知識面。在現有的中國大學MOOC、智慧樹、雨課堂、騰訊課堂等眾多線上教學平臺中，都有大量優秀的教學資源和合理的課堂管理體系。因此，教師在線下授課的過程中可以合理的利用優秀的線上教學資源，形成“以線下為主線上為輔”的教學體系。

線上、線下相結合的教學模式，學生可以在課前通過線上教學資源進行課程的預習，教師通過線下教學的方法對學生的問題給予解答，或者在線下教學完成后，學生通過線上資源將知識進行總結回顧，同時對于機械制圖課程來說，在線上資源中有豐富的與實踐相結合的案例、零件模型，在拓寬學生知識面、開闊眼界的同時，可以很好的實現理論與實踐的結合。同時線上教學平臺有著較合理的課堂管理體系，可以進行簽到、點名、問題討論、測試等，借助于這些功能以及學生對互聯網的興趣，教師可以更好的管理班級，實現課堂授課效果的最優化，提高課堂教學效率，使學生真正愛上學習。

以上在機械制圖課程教學過程中采用的教學改革手段，教師在授課過程中可以通過學生的學習反饋情況，來不斷調整授課方法，即采用教學反饋的方式，通過多舉措相結合來達到理想的教學效果。教學改革模式可以采用圖1所示的流程圖表示。

3? 結語

在機械制圖課程的教學過程中，以學生為主體，以提升教學效果為目標，產出為導向，結合專業特色及教學成果產出反饋，來及時調整教學方法，將CAD技術融入到教學過程中，更好的發揮繪圖軟件的優勢，借助于先進的線上教學平臺，巧妙的利用優秀的網絡教學資源及合理的課堂管理體制，同時注重理論與實踐相結合，使學生的所學更接近于生產實踐，使教師的教學產出成果實現最大、最優化。

參考文獻：

[1]王顏輝，樊彩轉，穆麗娟.機械類專業《畫法幾何與機械制圖》課程教學改革的探索[J].機械管理開發，2020（2）：210-212.

[2]黃偉，劉吉普.淺談《機械制圖》課程教學方法改革[J].課程教育研究，2017，29（1）：135-138.

[3]陳軍.機械專業《機械制圖》課程教學改革探索[J].機電教育創新，2018（1）：133-134.

[4]高成德，馮佩，帥詞俊，金嬌.3D打印技術在機械制圖課程中的教學改革探索，2020（17）：22-23.

[5]高夢迪，馬志林，劉從虎，王楠.新形勢下非機械類專業工程制圖課程教學改革研究，2020（20）：62-64.

[6]劉霞.基于三維建模的機械制圖課程教學方法改革與實踐[J].教育天地，2020（5）：200.

[7]胡青泥.面向三維CAD_CAM技術的機械制圖教學研究[J]. 工程圖學學報，2002（1）：138-142.