以培養學生理論聯系實際能力為目標的機械制圖教學探究*

李麗霞 劉建英 高雅 馬海舒

摘? 要? 結合工程經歷及教學實踐，從教學案例設計、教學空間變換、教學情境設計、教學資源配置及拓展教學空間等方面探尋機械制圖創新教學，著力培養學生理論聯系實際能力。

關鍵詞? 機械制圖；教學空間；教學資源；理論聯系實際能力

中圖分類號：G642.45? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）20-0103-04

0? 引言

國內應用型本科院校在人才培養上更注重學生的動手能力及理論聯系實際能力的培養，無論是課程設置還是教學大綱，都非常強調培養學生分析問題和解決工程實際的能力。但是，教學中還是沿用之前的教材，雖是最新版，卻較老版改變不大；同時，大多數教師缺乏工程實踐經驗，還是沿用多年的教學習慣按照教材講解，因此，教學效果和培養要求有一定差距。雖然很多高校要求教師到企業鍛煉，成為“雙師型”教師，但是教師的教學習慣短期無法轉變。

對于學生而言，大部分時間學生身處校園而接觸不到工程實際，體會不到理論知識的應用價值，因此感覺工程專業知識枯燥，學習缺乏興趣，被動學習；即使記住了理論知識，但是由于理解不深，遇到實際問題無法與理論知識相結合，不知道如何下手，畢業后到企業工作時往往很難快速上手。

學生自學能力很強，加之中國大學慕課中課程很豐富，教師如果在課堂上照本宣科，學生必然不能認真聽講，課堂效果不好。如何設計課堂是實現教學目標的關鍵要素。本文以機械制圖課程為例，進行教學探究，多種方式并舉，培養學生理論聯系實際的能力。

1? 教學案例設計探究

在機械制圖中關于螺紋這一章節，傳統課堂是對照圖片講解螺紋各個要素，讓學生認識和記憶。而對照圖片講解缺乏趣味，只是空洞的記憶，印象不夠深刻。其實螺紋結構不僅應用于工業，日常生活中學生所用的筆、保溫杯、礦泉水瓶子等上面都有螺紋結構，就以學生手里能夠看得見、摸得著的日常用品為教具，讓學生觀察、觸摸、比較、思考，理解螺紋的定義及結構就非常容易。課堂上以學生所用的筆和水杯為例，讓學生通過旋轉筆的連接部位和水杯的杯蓋，觀察中間的連接關系，引出螺紋連接；水杯的杯蓋和筆套的作用是不一樣的，從而引出螺紋作用——連接、密封。螺紋其他作用可以通過播放螺紋使用視頻加以補充，因此，螺紋的概念、作用、應用等知識點不需要死記硬背就能掌握。

根據學生手里的螺紋（不同的筆或不同的杯蓋）引領他們進一步觀察：螺紋有大小之分；蓋子擰緊需要按照一定旋向旋轉，旋轉方向由螺紋的旋向決定，不同瓶蓋有的還可以互換。學生對此現象充滿疑問，很容易引發興趣，此時告訴他們認識螺紋的六大要素就能明白其中的原因，解釋此現象。六大要素具體有牙型、螺距、導程、直徑、旋向、線數，每個要素通過讓學生觀察筆或杯子蓋上螺紋結構一一對照講解。學生從熟悉的物體上能看到摸到體會到所學知識[1]，感受到所學知識與實際結合在一起，不需要教具和虛擬教學，就能真切地感受到自己學的是什么，必定會把身邊見到的和接觸到的物體與所學理論知識相結合。

由于對螺紋概念和結構認識比較深刻，學生自然感覺學習比較輕松，再進一步和他們討論螺紋繪圖：螺紋的螺旋線怎么畫？用什么工具？用什么方法畫？學生可能會有各種想法，最終引導他們認識機械制圖有規范，不同結構有要求，線型有粗實線和細實線兩種，能用手輕松摸到的螺紋牙頂用粗實線，不容易用手觸摸到的部位是牙底用細實線。在輕松的環境中為學生講重點和難點，才能達到更好的課堂效果，讓學生在不經意間學會理論聯系實際并接受新鮮知識。

比如在講解零件圖和裝配圖內容時，可以從學生用的筆和水杯講起，那些不能繼續拆解的是零件，筆或者杯子實際上是由許多小零件組成的，筆可以分為筆芯、筆蓋、筆頭等零件。觀察每一部分的結構特點，發現筆筒軸向尺寸比徑向尺寸大得多，即是軸套類零件，杯蓋直徑方向比軸向大是輪盤類零件，教室里凳子、桌子支持架是叉架類零件，家里的行李箱是箱體類零件……案例與生活息息相關[2]，學生更容易接受新知識。在有初步認識后可以講解書中的例子以及更復雜的圖，學生對知識的認識是由淺入深的過程，更利于知識的理解和掌握。

2? 教學語言探究

專業術語往往用詞生澀，學生理解頗為困難，繼而對專業知識學習心生畏懼。其實，教師在授課過程中往往解釋不夠，這樣更造成學生對知識理解得不夠深入。比如在機械制圖尺寸標注部分內容中有工藝基準和設計基準，不理解這兩個概念會導致不能準確把握尺寸標注。工藝指加工過程，設計是產品的創造，那什么是基準？這里關鍵是對基準的理解?？梢耘e例：兩個人比較身高時，要站在同一平面上，這個平面就是統一的起點，就是基準。這樣學生理解基準就是起點的意思，那么工藝基準就是在加工過程中測量某一部位的起點，設計基準就是產品設計時確定某一部位的起點。因此，在尺寸標注時要考慮為什么要以某個位置為起點標注尺寸。明白標注起點的原因與加工測量和產品設計要求相關，學生就會將尺寸標注與工程實際相聯系。在課程中一定要把教學語言通俗化，盡可能消除學生學習的畏難情緒，引導學生一步一步將理論知識與工程實踐相結合，從而達到較好的教學效果。

3? 教學課堂轉換探究

機械制圖課程大部分是課堂理論知識的講解，一般課程安排在大學一年級。剛剛從高中升入大學的大一新生，對新的環境和知識充滿好奇，求知欲強，雖然有自學能力，但是學習應用型的工科知識如果還用高中的學習方法和思維模式，肯定是不可取的。由于缺乏實踐和應用認識，工程知識在實踐生產中的應用及實際操作在日常生活中無法接觸，因此，很多學生課堂中很難想象教師講授知識的使用場景，或者即使努力記住知識點也是囫圇吞棗，一知半解，從而在一定程度上打擊學習熱情。

比如在機械制圖中關于尺寸標注這部分內容的學習過程中，學生雖然在課堂上聽懂了，知道了基準的概念，但是在圖中標注尺寸時又不知道基準在哪兒。因為沒有見過加工過程，不知道實際工程如何操作，學生在作業中還是無法下手，會產生很多疑問，例如：為什么不能那樣標注；到底怎么標注才是合理的；要標的尺寸很多，會出現標漏和重復標注，怎么才能標得準確；形位公差怎么標；等等。無論是作業還是考試，學生普遍反映關于尺寸標注這部分內容下了很大功夫，但還是感覺沒有真正掌握。

其實學習專業知識和學習游泳類似，不動手練一練，不下水游一游，很難真正掌握。機械圖是生產加工和技術交流的技術資料，因此可以把課堂調整到實訓車間，以軸的零件圖為例，讓學生認識車床加工軸的過程。軸在車床一端用卡盤夾緊，另一端用機床尾座頂住軸的中心孔，軸在加工過程中圍繞機床卡盤中心旋轉。軸是回轉體，回轉中心線是軸的基準，軸的各個軸徑需要保證同軸度，也就是各軸徑的回轉中心要一致，軸在使用中才能運轉平穩，這樣學生就可以認識并理解形位公差中同軸度相關知識。在軸加工過程中可以停下來讓學生親自動手測量，操作尺子，看看哪些部位能直接測量，哪些部位不能直接測量，就明白了能直接測量的尺寸一定要標注出來。需要標注而沒有標注出來的尺寸讓學生現場計算，感受工作的不便。在生產現場讓學生親手摸一摸零件表面，從而理解表面粗糙度知識。讓學生對照零件圖去看零件實物，鍛煉學生識圖讀圖。讓學生觀察工人操作機床的過程，對零件的工藝結構要求有所認識。這樣一來，在課堂上需要圖片、視頻等資料以及教師要費力解釋的內容在實訓車間一目了然，只需教師稍加引導，學生認識和理解就會非常深刻，教學效果明顯。

機械制圖理論聯系實際就是將課堂與工程現場相結合，根據課程特點及學生接受能力，實時改變教學環境，讓學生在觀察中學、在接觸中認識、在感受中反思。嚴謹的制圖精神、精益求精的工匠精神只有在實踐中才能深入骨髓，只有在潛移默化中才能真正地消化吸收知識，知識被深入地認識和理解才能轉化成能力，學生的動手能力、理論聯系實際能力才能得到鍛煉和提升。

4? 教學情境設計探究

課堂引領方式只是完成課堂設計的第一步，還需要擺正位置。課堂是學生的課堂，學生是課堂的主角，要以學生為中心，調動學生的積極性，引領學生主動深入思考，才能達到教學目標。教師是導演，學生是演員，課堂上如何讓學生演好學會，需要導演對劇本也就是教材做適當調整。教材的知識點不變，設置工程案例教學場景，每個學生都扮演工程師，是機械圖的設計者，讓課堂變成工程技術交流會。機械制圖讀零件圖內容部分不再是教師空洞講讀圖的方法和步驟，讓學生以工程師的身份講解案例機械圖中的結構及技術要求。分成多個技術小組，討論對圖紙的認識。當遇到識圖瓶頸時，總工程師也就是教師出場，引領學生深入認識與理解，層層剝繭、細細抽絲，在工程探討中進行識圖方法和步驟等知識講解，學生沒有被說教的感覺，只有解決問題的渴求，在潤物細聲中達到對知識的消化和吸收。

教學情境引入讓學生初步體會機械制圖的應用，很多制圖基礎的學習更多是在繪圖過程中強化。因此，可以采用項目驅動式教學[3]，在課程中采取分組分項目討論式繪圖，每個小組有5～8名學生，分別擔任項目中繪圖方案視圖分析人員、投影方向及視圖數量確定人員、圖紙繪制人員、各部分細節審查人員、繪圖標準規范人員、尺寸標注方案及技術要求的確定和審核人員、總體評判人員等，大家既有自己的任務，也要參與相關問題的討論，在多次課程中角色要多次調整。每次任務清晰、目標明確，還有同學和教師共同討論，學生全心參與教學，渴望探求知識。每次要完成任務需要對基礎知識認識深刻并作出評判，因此，學生課前會對相應的知識點有意識地主動學習，也能在討論中發現認識偏差，沒有說教的情況下更容易接受對偏差的矯正，這樣既鍛煉了自學能力，又鍛煉了團隊協作能力。同時，項目案例是理論聯系實際最好的訓練。

5? 教學資源整合探究

隨著互聯網和大數據興起，龐大的資源體系給教師傳播知識帶來很大幫助。在資源共享方面，教師可以給學生挑選一些網絡精品課程，讓學生利用零碎時間認真學習。同時，慕課的興起也大大拓展了學生的知識面[4]，進一步拓展了教學內容的廣度、深度，提高了質量。手機既是人們生活的必備品，也是很好的學習工具，教師可以充分利用微信平臺創建訂閱號，講授課程內容、思考題、課后習題以及實際案例等；也可以將課程資源做成短小精悍的短視頻，學生隨時隨地都能學習。教師把教學任務提前放到互聯網上，讓學生提前翻閱，做好課前預習。如果內容比較難，學生可以有針對性地反復觀看。

豐富的精品資源和方便的網絡渠道使學生學習更加靈活，因此，可以將課堂純粹說教講解的時間壓縮，給學生更多的練習時間。針對每節課知識點設計不同的作圖安排，課堂中10%的時間用于歸納總結知識點，60%的時間讓學生作圖，30%的時間解決學生作圖中遇到的問題，讓學生動手作圖，加深對知識的理解和掌握的同時發現自己的薄弱之處。動手做不僅使學生記憶更加深刻，還能確立學生的主體地位，教師根據學生特點因材施教，學生的主動性和內動力才能被激發。教師的教再也不是填鴨式的教，做的也不再是重復性的沒有新意的做，因為每個學生的認知和薄弱點不同，教師需要調動更多思維解決個體差異，這會激發教師的創新能力，提高教師的教學水平。資源合理布局，精準因材施教，課前課中課后才完美。

6? 教學空間拓展探究

機械制圖課一般是64～88學時，學生要在1～2個學期內完成學習，在大二、大三、大四會有相關的課程設計內容，要用到大量的機械制圖知識。很多學生畢業時對機械制圖、讀圖能力依然比較薄弱，然而畢業后進入企業，大概2～3個月就能輕松掌握繪圖并能讀懂非常復雜的零件圖。學生進入企業后短時間內各方面能力快速提高的主要原因是在企業每天都接觸生產現場和圖紙，而機械制圖課程中識圖章節非常少且例子有限，學生沒有強化繪圖和識圖的知識與能力。既然機械圖是工程語言，在學校就要多設場景讓學生多運用這些工程語言去交流，只有多看多繪圖，才能提高識圖和作圖能力。

知識只有多接觸多實踐才能熟悉，因此，可以在課程設計和作業上調整，每周布置1～2個工程圖讓學生看，每周課堂花費5～10分鐘讓學生交流，通過量變的積累達到質變的結果，多讀多練可以讓學生扎實地掌握制圖知識。很多學校有實驗室和開放實驗，教師也有很多科研任務，可以讓學生多參與，把課題留給學生，讓學生參與設計和繪圖；舉行制圖比賽，學生自然就會多動手多訓練，熟能生巧，很快就能熟練掌握制圖的方法，也會認識學習的重要性并提高學習興趣。

7? 結束語

以學生為本，探究培養學生理論聯系實際能力的教學方法：結合生活案例，讓知識貼近生活；走入實訓車間，讓理論與實際融合；搭建工程案例場景，任務驅動式教學，化教學為工程技術交流；利用互聯網資源，完美設計課程全階段；重在用、落在實，給學生提供更多知識應用的機會，培養具有實踐動手能力的應用型人才。

參考文獻

[1] 楊東超，王玉坤，李學志.機械制圖課程教學探討[J].工程圖學學報，2007（2）：183-186.

[2] 宋洪俠.深化機械制圖教學改革培養高技能創新型人才[J].圖學學報，2013，34（3）：142-147.

[3] 焦紅霞.機械制圖與CAD課程實施任務驅動教學法的探索[J].長春教育學院學報，2014，30（19）：133-134.

[4] 王靜，肖露，楊蔚華.基于慕課的《機械制圖》課程混合式教學模式探究[J].高教學刊，2017（7）：88-89，91.

*項目來源：河南省第二批一流本科課程線上線下混合課程“畫法幾何與機械制圖”（教高〔2021〕174號）；河南省高等學校精品在線開放課程“畫法幾何與機械制圖”（教高〔2021〕4號）；河南省本科高校課程思政項目“畫法幾何與機械制圖”課程思政樣板課程（教高〔2020〕531號）。

作者：李麗霞，河南工程學院，高級工程師，研究方向為機械制圖教學；劉建英，河南工程學院，副教授，研究方向為機械制圖教學；高雅，河南工程學院，講師，研究方向為機械制圖、流體力學教學；馬海舒，河南工程學院，講師，研究方向為機械原理、機械設計教學（451191）。