面向工程教育的機械制圖和公差課程融合式教改研究

徐旭松 蔣琴仙 謝文濤 范振敏

摘要：以中德機械專業學生為試驗班，對機械制圖與公差這兩門課程進行相應改革，適應互聯網時代、進行面向工程教育的教學改革，貫徹新的教育理念，加強學生的工程實踐和創新能力的培養，重新組織、編排教學內容和教學環節，更新教學手段，以提高學生對兩門專業基礎課程知識的綜合運用能力。

關鍵詞：機械制圖;公差;教學改革;工程教育

中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A

機械制圖課程與公差課程均為機械、車輛、模具等專業的專業技術基礎課程，為后續專業課、課程設計與本科畢業設計的學習奠定基礎。《機械制圖》課程本質上是表達機械結構形狀的工程語言，《機械精度設計與檢測》（公差課）本質上是表達技術要求及其檢測驗證的工程語言。此兩門課程教學內容的核心是工程語言的載體“圖樣”，使得學生能夠繪制和閱讀機械圖樣，能對圖樣中的技術要求進行正確的解釋，能將技術要求正確地標注在圖樣上，因此該兩門課程內容有“融合”教學的可能性和現實需求。

一、教學現狀分析

《機械制圖》是趣味性、挑戰性及實用性都很強的課程，學生學習制圖有一定的難度，學習的主要障礙為：缺少空間思維和空間想象能力、自我約束力較差、不愿及時復習及動手繪圖。《公差》課程知識的應用性和實踐性較強，學生普遍反映課程概念和術語多、枯燥無趣，?學的時候沒想到用到何處，?用的時候缺忘記所學。在現行《機械制圖》教材中，“零件的技術要求”等相關章節有涉及公差知識點的內容，而后續《公差》課程卻又重復講解相關知識點。學生上《機械制圖》時由于公差內容的學時少，印象模糊，相關知識掌握不牢;而上《公差》課時，《機械制圖》已淡忘，一些學生看不懂機械圖樣，以至于兩門課程的學習效果均有所欠缺[1]。

傳統的線下課堂授課一般采用大班集中教學，老師按教學進程授課，不可能照顧到班上所有學生。同時，我校制圖與公差課程組承擔了全校的制圖與公差課程，工作量巨大，任務繁重。學生遇到疑問不能與老師進行及時互動，難以及時得到答疑與解惑。因此，單一的?“教師站在講臺上講課，學生坐在座位上聽課”教授模式難以有效地調動學生的學習熱情，學生學習的趣味性和參與度不高，在一定程度上降低了學生學習興趣和學習效率。另一方面，學生在學習前期接觸的專業知識和機械零部件有限，對此兩門課程在本專業中作用和重要性認識不足;同時，部分學生空間想象力差、主動性弱、不愿意動手動腦積極完成作業。

針對以上問題，本次改革將兩門課程知識點進行融合打通，重新進行編排和組織教學，并借鑒其它高校“線上+線下”和“主動學習與協作學習”融合式教改經驗進行教學改革研究[2]。“融合”與“混合”相比更強調“交織性”，?強調在教學中的“線下教學中有線上布置作業和課程資源，?線上為主教學中有線下指導、答疑、解惑”，?彼此相融[3]。與混合式線上線下的教學模式相比，融合式教學模式將課堂線下課堂授課、指導解惑與網上教學交織在一起。在教改中把握2個要點：1）機械制圖與公差課程融合式教學要打破知識點條塊分割的結構模式，將《機械制圖》（表達機械結構形狀的工程語言）和《機械精度設計與檢測》（公差課-表達技術要求及其檢測驗證的工程語言）課程內容進行整合。對課堂講授、輔導答疑和網上自學進行一體化教學設計，以期達到線上/線下融合。2）教學改革應有助于培養學生創新思維能力、動手實踐能力，鞏固、融會貫通專業基礎課程知識，以確保大學生就業后能勝任業務工作為目的。

二、改革方案與途徑

（一）教改方案設計

教學依托線上/線下教學資源，按照課堂講授、指導答疑和網上自學進行一體化教學設計，?便于學生進行融合式學習。要求線上/線下資源能支撐一體化教學，?并達到課堂教學、面授導學和網上自學的深度融合。將總的學時分成線下課堂講授和線上網絡自學兩部分，?通過構建多個相對獨立的教學單元，達成一系統完整的教學總目標，?按照“課堂上現場講授-線上/線下輔導答疑-線上網絡平臺自學”順序，?借助于專門網絡教學平臺進行課前預習、課堂重難點講解和課后網上復習、答疑。各環節互為聯系與補充，后一環節對前一環節的教學效果進行評價，?從而給教師和學生同時提供及時的反饋信息;課堂上現場教學、線上線下指導答疑與線上網絡平臺自學這三個過程相互依存，?互相滲透，?循環鞏固[2-5]。

教改方案設計如圖1所示。

???（二）課時和知識點調整

打破知識點條塊分割的結構模式，對《機械制圖》與《公差》進行整合并非將兩門課程簡單地合并。應以《機械制圖》的教學為主線，?將《公差》課程的主要教學內容恰當地融入有關施教環節，?并注重學生動手實踐，?培養學生的空間思維和創新能力。整合以后的新課程定名為《機械制圖與公差》，?總學時為128，分2學期，每學期64學時，每周4學時。?知識點融合：?如在“組合體尺寸標注”中融入“尺寸”，在“零件圖”中融入“尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度”，在“裝配圖”中融入“公差與配合”，在“制圖測繪”中融入“計量器具的使用”。對零件圖和裝配圖的識讀和繪制、零件技術要求及零部件測繪進行強化，找準切入點，?實現內容的有機融合。

????（三）實現途徑

采用課堂教學為主和網絡自學為輔的教學方式，課堂教學按照教學大綱和教學方案執行，并輔以課堂討論、習題課，教學過程中采用的多媒體課件以教學大綱、精品教材為藍本，有清晰且簡明的授課進程表、例題講解及動畫視頻，既有可對教學內容進行直接再現，又增加了有助于講授的多種多媒體表現手段。課堂練習和課后作業是課堂教學必備的輔助手段。通過課堂練習和課后作業，可以使得學生能鞏固所學知識，增加知識點的理解和掌握，同時對學生學習狀況有一定的把控和約束，并起到督促學生復習的作用。網絡自學是基于資源的學習，重點、難點內容安排網絡自學學時，使學生在線上對課堂上沒充分理解的內容以及章節的重點內容可以進行有目的的學習和復習。期望做到：課程內容有的放矢、簡明易懂，方便學生自主學習;學生的網絡反饋可使教師了解學生學習中困惑或興趣點，以便調整課堂教學的內容和進度。