“三螺旋”視域下機械制圖課程實踐教學改革研究

摘 要 文章以“創新興趣小組”為依托，將實踐教學、學科競賽、課程思政有機結合，構建“三位一體”機械制圖實踐教學改革新模式。將“三螺旋”理論貫穿整個實踐教學改革，建立“大學、產業、政府”“實踐教學、學科競賽、課程思政” 雙重三螺旋動力機制。通過融入CDIO的構思、設計、實施和運作理論作為指導，充分發掘學生的學習潛力；通過研究手工繪圖、機械制圖課程設計，將學科競賽和課程思政融入實踐教學，學生的識圖、繪圖及機械產品設計能力顯著提高，創新意識和工程實踐能力大幅提升。

關鍵詞 “三螺旋”理論；CDIO；機械制圖；實踐教學；學科競賽

中圖分類號：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.09.004

Research on the Reform of Practical Teaching of Mechanical Drawing"from the Perspective of \"Triple Helix\" Theory

GAO Peng1， ZHOU Yuhua2， ZHUO Yue3

（1.School of Mechanical and Intelligent Manufacturing， Jiujiang University， Jiujiang， Jiangxi 332005;

2. School of Materials Science and Engineering， Jiujiang University， Jiujiang， Jiangxi 332005;

3. Library， Jiujiang University， Jiujiang， Jiangxi 332005）

Abstract The article is based on the \"Innovation Interest Group\" and combines practical teaching， subject competitions， and ideological and political education in the curriculum to construct a new model of \"three in one\" mechanical drawing practical teaching reform. Integrate the \"triple helix\" theory into the entire reform of practical teaching， and establish a dual triple helix dynamic mechanism of \"university， industry， government\"， \"practical teaching， discipline competition， and curriculum ideological and political education\". By incorporating CDIO's conceptual， design， implementation， and operational theories as guidance， fully tap into students' learning potential; By studying the course design of manual drawing and mechanical drawing， integrating subject competitions and ideological and political education into practical teaching， students' abilities in graphic recognition， drawing， and mechanical product design have significantly improved， as well as their innovation awareness and engineering practice ability.

Keywords \"triple helix\" theory; CDIO; mechanical drawing; practice teaching; subject competition

在機械制圖課程的教學中，國外高校應用OBE、CDIO等教學理論較早，更注重學生實踐能力的培養。日本高校加強機械制圖形象思維教學，將實踐教學和企業項目結合，注重將機械設計與制圖理論知識相融合[1]。新西蘭、澳大利亞高校制圖教學強調以學生為中心，注重在線教學與實踐教學[2]。德國機械制圖課程的內容主要來自企業，學生在學習過程中有較多動手操作的機會[3]。美國高校將工程圖紙與機械產品設計相結合，產品設計以三維軟件為主。在教學過程中將在線教學方法與制圖理論知識、三維設計軟件結合起來進行講解[4]。英國高校重視徒手繪圖的作用，將三維設計軟件與在線課程充分結合進行教學[5]。

隨著最近幾年在線教學的快速發展，我國機械制圖教學有了較大的進步，多數高校采用線上線下混合式教學方法，將OBE、CDIO等教學理論應用到機械制圖教學中，增加了三維軟件教學內容的比例，更注重將二維及三維軟件教學與實踐教學內容有機結合[6]。一些學校開發了手機App學習軟件，并將圖學競賽引入教學改革之中[7]。多數高校將機械制圖理論課程與數字化設計課程相結合，理論教學與實踐教學相結合，取得了較好的效果[8]。

綜上所述，國內外高校機械制圖在線教學發展較快，與先進的教學理論、實踐、圖學競賽相結合，取得了一定的進展。但是，將“三螺旋”理論與機械制圖實踐教學結合起來，并融入CDIO理論，將“產學研賽”與實踐教學相結合的研究較少。本文以“三螺旋”理論為基礎，依托“創新興趣小組”，將“實踐教學、學科競賽、課程思政”有機結合起來，通過機械制圖實踐教學改革實現高質量創新型人才培養目標。

1" “三螺旋”視域下機械制圖實踐教學改革模式

本文基于“三螺旋”理論研究機械制圖實踐教學改革新模式，深度剖析校政企互動合作機制，探索實踐教學、學科競賽、課程思政在機械制圖教學中的作用機制，系統分析校政企在實踐教學、學科競賽、課程思政如何實現交叉互融，最終提高機械制圖課程教學質量。政府和企業參與機械制圖相關學科競賽項目的組織、監督；企業提供機械制圖教學實踐項目；大學組織學生進入企業，在教師的指導下共同完成企業設備圖紙設計，最終培養機械專業創新型設計人才。本文提出的“三螺旋”理論機械制圖實踐教學模式如圖1所示。

2" “三螺旋”視域下機械制圖實踐教學改革措施

2.1" 成立“創新興趣小組”實驗班

根據學生對機械制圖知識掌握情況及個人興趣愛好，成立“創新興趣小組”實驗班，并分為5個興趣小組。每個小組的組長負責組織學科競賽，并參加教師的教科研項目。指導教師對“創新興趣小組”實驗班進行定期的培訓和指導，掌握學生的學習動態，通過答疑解惑促進學生掌握專業知識和技能。通過組織學生參加“全國大學生先進成圖技術大賽”“工程訓練大賽”“機械創新設計大賽”“電動方程式賽車大賽”“創新創業比賽”等各類別的學科競賽，檢驗學生對機械制圖及相關專業知識的掌握情況及存在的不足。根據學科競賽級別不同，給予獲獎學生不同的學分，并對參賽指導教師給予對應的教學績效點。通過設立“創新興趣小組”實驗班，定期開展學術講座和科普活動，增加學生對機械制圖課程的學習興趣和動力，最終提高學生的實踐能力。

2.2" 手工繪圖實踐教學改革

研究手工繪圖與機械制圖理論、計算機繪圖、實踐教學相結合的教學模式。手工繪圖不是讓學生用手工畫圖取代計算機繪圖，而是讓學生更好地掌握繪圖標準，從而為計算機繪圖的規范性打下堅實的基礎。通過尺規繪圖練習，學生的手、眼、腦協調運作，可以培養學生的圖形表達能力、空間想象力及構思能力，達到計算機繪圖不可替代的作用。此外，在機械產品設計初期，徒手繪制草圖可以方便、靈活地表達設計思路，不受場地的限制。同時，徒手繪圖對于設計人員來說，也便于現場交流溝通。因此，加強學生徒手繪圖能力很重要。教師應合理安排手工繪圖和計算機繪圖的內容比例，從而提高學生的繪圖及設計能力。

2.3" 機械制圖課程設計實踐教學改革

機械制圖課程設計以強化實踐能力、設計能力與創新能力為核心，重構課程體系和教學內容，從工程實際出發，結合CDIO理論，把構思、測繪、圖紙繪制、討論、互評、答辯等環節結合起來，注重創新能力的培養。各部分內容的課時安排如表1所示。

構思階段是在任務安排之后，學生查閱、收集減速器繪圖的相關資料，以確定后續實施步驟。設計階段是將每個小組的任務進行分解，然后對減速器進行測繪和設計。減速器測繪是機械制圖課程設計需要完成的重要實踐內容，根據分組情況，每組安排不同型號的減速器測繪任務。通過測繪課，學生可以更好地掌握機械制圖標準，進一步明確實物和圖紙之間的關系，徒手繪圖的能力也得到了提高。

實施階段是課程設計實踐教學的主要階段，在此階段內要完成測繪圖紙到正規圖紙的轉化工作，還要完成設計說明書的編寫工作。此階段根據時間進度小組成員完成各自的項目任務，最后匯總各個成員完成的內容并以小組為單位提交。運行階段是對每組的設計作品進行檢驗，各個小組對作品進行評價、討論，最后由指導教師組織答辯，然后根據圖紙、設計說明書、互評情況及答辯成績確定最終的實踐教學成績。

通過機械制圖課程設計實踐教學，融入CDIO的構思、設計、實施和運作的理論指導，提高了學生學習機械制圖理論相關知識的興趣，并有計劃地去學習。

2.4" 學科競賽結合實踐教學改革

教師在機械制圖授課中，可將學科技能競賽融入課程教學。在講解AutoCAD和SolidWorks繪圖軟件時，將全國大學生先進成圖比賽和機械創新設計大賽的案例融入課程，激發學生的學習興趣，并組織學生參加江西省和全國的先進成圖比賽、機械創新設計大賽。各類學科競賽活動可以開闊學生的視野，使其不局限于書本的內容。在培養應用型人才的過程中，作為課外活動的先進成圖比賽和機械創新設計大賽是機械制圖課內教學的延伸，對學生掌握和應用繪圖知識起到重要作用。

通過引入項目設計、創意設計，可增強學生學習興趣，提高學生主動思考的能力，充分發揮學生的想象力和設計能力。在前期項目設計、創意設計基礎上參加機械創新設計大賽，可進一步提高學生的設計能力和動手能力。

2.5" 課程思政結合實踐教學改革

在機械制圖實踐教學中要求學生注重細節，做到一絲不茍和精益求精，引導學生樹立嚴謹盡責的職業道德準則。通過機械制圖實踐教學及實訓，讓學生體驗鉗工等工作內容，有利于學生提升動手實踐能力，通過去企業實習實訓，讓學生在真實的生產環境中受到前輩工匠精神的熏陶，有效培養大學生對工作的熱愛，對精巧工藝的追求。

3" 結語

本文基于“三螺旋”理論，構建了機械制圖實踐教學改革模式。通過大學、產業、政府互動耦合，促使實踐教學、學科競賽、課程思政深度融合，促進三方螺旋動力提高，推動機械制圖實踐教學和機械類人才培養的質量提升。將CDIO理論與實踐教學、學科競賽有機結合，并將創意設計、三維建模融入機械制圖實踐教學，使學生較好地掌握讀圖、繪圖、機械產品的分析及設計能力。通過此教學模式的探索與實踐，學生學習機械制圖的積極性增強，在各類學科競賽中取得了較好的名次。在機械類人才培養方面，此實踐教學模式具有一定的參考價值。

參考文獻

[1] 高朋，胡云堂，卓越，等.淺析國外工程圖學教學發展狀況及對我國機械制圖教學的一些啟示[J].中國設備工程，2021（20）：252-254.

[2] 常艷艷，王賀春，許國玉.工程圖學中的設計與創新——以臥龍崗大學為例[J].機械設計，2019，36（2）：147-149．

[3] 梁瑛娜.國外工程圖學教育及CDIO理念對我國圖學教育改革的啟迪[J].教育教學論壇，2015（26）：65-66.

[4] 任仲偉，蔣宏婉，張偉，等.機械制圖教學現狀分析及改革實施[J].科教導刊，2023（12）：58-60.

[5] 田劼，王紅堯，WUXin-li，等.賓州州立大學工程圖學課程教學方法啟發[J].圖學學報，2020，41（5）：847-853．

[6] 胡琳，程蓉.淺論中、英“工程圖學”教育的差異[J].北京大學學報（哲學社會科學版），2007（S2）：110-111，114.

[7] 張京英，楊薇，佟獻英，等.構建基于OBE的立體化制圖教學新體系[J].圖學學報，2019，40（1）：201-206.

[8] 張晶，高宇博，董維.“機械制圖”課程數字化教學模式探索[J].科教導刊，2024（2）：114-116.

基金項目：2022年江西省教學改革重點項目（JXJG-22-17-6）；2021年江西省教學改革重點項目（JXJG-21-17-2）；2022年江西省教育科學“十四五”規劃項目（22YB226）；2022年教育部產學合作協同育人項目（220604497170642）。