從傳統(tǒng)到數(shù)字化：機械制圖教學模式的轉(zhuǎn)型與優(yōu)化

摘要：在傳統(tǒng)的機械制圖教學中，教師通常依賴圖紙、模型和實物進行教學。然而，隨著科技的進步，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用為教學模式帶來了新的可能，它不僅可以提高教學質(zhì)量，降低教學成本，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。基于此，探討從傳統(tǒng)到數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中機械制圖教學模式的轉(zhuǎn)變和優(yōu)化，研究結(jié)果可供教育工作者參考。

關(guān)鍵詞：機械制圖；數(shù)字化技術(shù)；教學模式

中圖分類號：G712 收稿日期：2024-02-27

DOI：1019999/jcnki1004-0226202408035

1 機械制圖教學的傳統(tǒng)模式

1.1 傳統(tǒng)機械制圖教學的特點和問題

在傳統(tǒng)的機械制圖教學中，教師通常依賴圖紙和模型進行教學。然而，這些工具往往只能提供二維或三維的靜態(tài)圖像，難以生動地展示機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化和復(fù)雜關(guān)系，不利于學生的直觀理解和掌握［1］。傳統(tǒng)的實物模型需要大量的實物材料和制作成本，而且在使用過程中容易損耗，需要不斷更新和維護。這不僅增加了教學成本，還可能影響教學的連續(xù)性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的機械制圖教學方式在表達復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)時存在一定的局限性，由于圖片和模型的限制，學生難以全面、深入的理解和掌握復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，影響學生的學習效果和創(chuàng)新能力。

1.2 機械制圖教學的挑戰(zhàn)和需求

機械制圖教學面臨著適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展、降低教學成本、提高教學效率以及培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力的挑戰(zhàn)和需求。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以為機械制圖教學提供新的解決方案，創(chuàng)新教學方式，提高教學質(zhì)量和效率，培養(yǎng)出具備現(xiàn)代工業(yè)所需技能的人才［2］。具體而言，機械制圖教學的挑戰(zhàn)和需求如下：

a.現(xiàn)代工業(yè)正在向數(shù)字化、智能化方向快速發(fā)展，對機械制圖教學提出了更高的要求。傳統(tǒng)的教學方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求，需要引入數(shù)字化技術(shù)，創(chuàng)新教學方式，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)出具備現(xiàn)代工業(yè)所需技能的人才。

b.傳統(tǒng)機械制圖教學需要大量的實物模型和圖紙，制作成本高，且更新和維護都需要耗費大量的人力和物力。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以降低教學成本，提高教學效率，同時還可以提高教學的靈活性和可持續(xù)性。

c.機械制圖是一門實踐性很強的課程，需要學生具備一定的實踐能力和創(chuàng)新能力。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以為學生提供更多的實踐機會和實踐環(huán)境，同時還可以引導(dǎo)學生進行創(chuàng)新思考和實踐探索，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和實踐能力［2］。

2 數(shù)字化技術(shù)在機械制圖教學中的應(yīng)用

2.1 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于機械制圖教學中的內(nèi)容

數(shù)字化技術(shù)包括計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、3D打印等技術(shù)，它們?yōu)闄C械制圖教學提供了新的手段和方法。具體而言，數(shù)字化技術(shù)在機械制圖教學中的應(yīng)用，可以概括為以下幾個方面：

a.利用數(shù)字化技術(shù)，可以將傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖紙轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式，方便存儲、編輯、傳輸和展示。同時，通過三維建模軟件，可以將現(xiàn)實中的物體轉(zhuǎn)化為數(shù)字化模型，方便學生進行觀察、分析、測量和操作。b.數(shù)字化技術(shù)可以將傳統(tǒng)的課堂教學與互聯(lián)網(wǎng)教學相結(jié)合，提供豐富的教學資源和學習素材，包括視頻、圖片、聲音、文字等。學生可以在線學習、在線討論、在線測試等，提高教學效率和學生的學習體驗。c.數(shù)字化技術(shù)可以提供交互性和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使學生可以在虛擬環(huán)境中進行操作和體驗，提高學生的學習積極性和參與度。

2.2 數(shù)字化技術(shù)在機械制圖教學中的優(yōu)勢和效果評估

數(shù)字化技術(shù)在機械制圖課程教學中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，能夠提高教學質(zhì)量和效率，增強教學效果和學生的參與度。具體如下：

a.數(shù)字化技術(shù)可以快速地生成和修改圖紙，節(jié)省了教師和學生的時間。同時，數(shù)字化技術(shù)還可以實現(xiàn)教學資源的共享和交流，提高了教學效率。

b.數(shù)字化技術(shù)可以提供更加生動、直觀的教學方式，幫助學生更好地理解和掌握機械制圖的知識和技能。通過三維建模軟件，可以創(chuàng)建出更加逼真的模型和場景，讓學生更好地理解機械零件的結(jié)構(gòu)和工作原理。

c.數(shù)字化技術(shù)可以提供更加互動和有趣的教學方式，吸引學生的注意力，提高他們的學習積極性和參與度。例如，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學生可以在虛擬環(huán)境中進行操作和體驗，加深對機械制圖的深入理解。

d.數(shù)字化技術(shù)可以提供創(chuàng)新設(shè)計和優(yōu)化的工具和方法，讓學生可以在設(shè)計過程中進行創(chuàng)新思考和實踐探索，提高設(shè)計的質(zhì)量和效率。通過數(shù)字化技術(shù)，學生可以在虛擬環(huán)境中進行產(chǎn)品的模擬仿真和優(yōu)化設(shè)計，從而更好地掌握機械制圖的相關(guān)技能［3］。

3 機械制圖教學模式的轉(zhuǎn)型

3.1 傳統(tǒng)模式和數(shù)字化模式的差異、優(yōu)勢分析

傳統(tǒng)的教學模式主要依賴手工繪圖，教師通過黑板、紙張等工具進行授課。這種模式有其優(yōu)點，如直觀性強，學生可以通過手工繪圖加深對圖形的理解。同時，教師可以通過板書示范，幫助學生掌握繪圖技巧。然而，這種模式也有其局限性，如繪圖效率低，需要大量的紙張和時間，對于大規(guī)模的教學來說，成本較高。

數(shù)字化模式則主要依賴計算機軟件進行繪圖和教學。這種模式具有如下優(yōu)點：a.繪圖效率高，可以快速地完成大量的繪圖任務(wù)。b.數(shù)字化模式可以方便地存儲和分享圖形，方便學生隨時復(fù)習和參考。c.機械制圖傳統(tǒng)教學模式和數(shù)字化教學模式之間還有著一定的差異，能夠顯現(xiàn)出數(shù)字化教學模式的優(yōu)勢，如表1所示。

3.2 機械制圖教學模式的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑和策略

為了實現(xiàn)機械制圖教學模式的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，應(yīng)完善相關(guān)的教學策略和模式，確保教學工作的效果，如表2所示。

3.3 機械制圖教學模式數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)和應(yīng)對措施

機械制圖教學模式數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)門檻高、學習成本大、師生適應(yīng)程度不一等。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，可以采取以下措施：a.可提供技術(shù)支持服務(wù)，幫助師生解決數(shù)字化教學中遇到的技術(shù)問題。b.通過集中采購等方式降低數(shù)字化教學工具的成本，減輕師生的經(jīng)濟負擔。c.利用培訓和宣傳，幫助師生了解數(shù)字化教學模式的優(yōu)勢和特點，提高他們的適應(yīng)能力。

4 機械制圖教學模式的優(yōu)化

4.1 機械制圖教學模式的優(yōu)化需求和目標

機械制圖是機械工程專業(yè)的一門核心課程，其教學目標是培養(yǎng)學生具備基本的機械繪圖和讀圖能力。隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代機械工程教育的需求。因此，優(yōu)化機械制圖教學模式的需求日益凸顯。

具體目標如下：a.通過數(shù)字化工具和資源的應(yīng)用，提高教學的直觀性和有效性，使學生能夠更好地理解和掌握機械制圖的知識和技能。b.通過數(shù)字化教學模式，為學生提供更加靈活、個性化的學習方式，增強學生的學習積極性和主動性。c.通過數(shù)字化教學，鼓勵學生進行創(chuàng)新性思考和實踐，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和能力。d.根據(jù)行業(yè)發(fā)展的需求，及時更新教學內(nèi)容和方法，培養(yǎng)出符合行業(yè)需求的機械制圖人才。

4.2 優(yōu)化機械制圖數(shù)字化教學課程設(shè)計

優(yōu)化機械制圖數(shù)字化教學課程設(shè)計是實現(xiàn)教學模式轉(zhuǎn)型的重要保障，需要完善相關(guān)的課程內(nèi)容，如表3所示。

4.3 機械制圖教學數(shù)字化模式

在推進機械制圖教學數(shù)字化模式轉(zhuǎn)型的過程中，需要注意以下幾點：a.在數(shù)字化教學模式下，教師的角色需要從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生的指導(dǎo)者和伙伴。教師需要掌握數(shù)字化工具和資源的應(yīng)用方法，能夠有效的組織和管理數(shù)字化教學活動。b.在數(shù)字化教學模式下，學生需要一定的適應(yīng)期。教師需要關(guān)注學生的適應(yīng)情況，及時調(diào)整教學策略和方法，幫助學生更好地適應(yīng)數(shù)字化教學模式。c.數(shù)字化教學模式雖然具有很多優(yōu)點，但并不能完全替代傳統(tǒng)的教學模式。因此，在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，需要注重教學質(zhì)量和效果，確保學生能夠真正掌握機械制圖的技能和知識。d.通過與企業(yè)合作，可以更好地了解行業(yè)的需求和發(fā)展趨勢，及時更新教學內(nèi)容和方法，培養(yǎng)出符合行業(yè)需求的機械制圖人才［4］。

4.4 優(yōu)化機械制圖教學評估和反饋機制

優(yōu)化機械制圖教學評估和反饋機制是推進教學模式轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)。具體優(yōu)化措施如下：a.采用多元化的評估方式，包括考試、作業(yè)、實踐操作、小組討論等，全面了解學生的學習情況和能力。b.教師需要及時對學生的作業(yè)和實踐操作進行批改和反饋，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足之處并加以改進。同時，也需要及時將評估結(jié)果反饋給學生，讓學生了解自己的學習情況和進度。c.建立學習支持系統(tǒng)，為學生提供學習輔導(dǎo)、答疑等服務(wù)，幫助學生解決學習中遇到的問題和困難。同時，也可以通過系統(tǒng)收集學生的學習數(shù)據(jù)和反饋意見，為改進教學模式提供參考。

5 結(jié)語

數(shù)字化技術(shù)在機械制圖課程教學中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，能夠提高教學質(zhì)量和效率，增強教學效果和學生創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)機械制圖教學存在一些問題和挑戰(zhàn)，如教學成本高、教學效果不佳等。而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以為教學模式帶來新的可能性，解決這些問題和挑戰(zhàn)，提高教學質(zhì)量和學生的實踐創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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[2]林奔豪，趙遠航中職機械專業(yè)課程數(shù)字化教學資源應(yīng)用研究——以《機械制圖》課程為例[J]電腦知識與技術(shù)，2020，16（24）：127-128+148

[3]趙英，李源，孫美英數(shù)字化、信息化教學在技工院校機械制圖課程中的應(yīng)用[J]職業(yè)，2020（16）：80-81

[4]蒙建國，任學平，解文霞，等以"三創(chuàng)"型培養(yǎng)目標的機械制圖數(shù)字化改革與實踐[J]山東化工，2019，48（22）：184-187

作者簡介：

王衛(wèi)芳，女，1981年生，講師，研究方向為機械工程及自動化。

基金項目：2022年江蘇高校“青藍工程”項目資助（202219QL001）；2022年度蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院院級自科與社科培育項目“林木生物質(zhì)與廢輪胎共熱解協(xié)同作用及產(chǎn)物特性調(diào)控研究”（2022kypy02）；2023年度江蘇省高校哲學社會科學研究一般項目“產(chǎn)教融合背景下機械類專業(yè)校企深度合作對策研究”（2023SJYB1591）