以學(xué)生為中心的高職院校機械制圖教學(xué)改革與探索

摘 要：機械制圖教學(xué)是高職院校培養(yǎng)機械制圖人才的重要途徑，以學(xué)生為中心的高職院校機械制圖教學(xué)改革，對提高高職院校學(xué)生的機械制圖理論知識水平和實踐操作能力，具有重要意義。在制造業(yè)智能化發(fā)展背景下，為適應(yīng)高端技能人才發(fā)展需求，培養(yǎng)契合行業(yè)發(fā)展需要的全面型人才，本文以學(xué)生為中心，分析了現(xiàn)階段高職院校機械制圖教學(xué)存在的問題，并從構(gòu)建系統(tǒng)的機械制圖教學(xué)布局、優(yōu)化和創(chuàng)新機械制圖教學(xué)模式以及供給和培養(yǎng)專業(yè)的師資教學(xué)團隊的維度對機械制圖教學(xué)體系改革與探索提供建議。

關(guān)鍵詞：機械制圖；高職院校；教學(xué)改革

1 概述

機械制圖是用圖樣確切表示機械的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工作原理和技術(shù)要求的學(xué)科［12］。作為高職院校機械類專業(yè)的重要學(xué)科，機械制圖的設(shè)立旨在培養(yǎng)學(xué)生制圖和識圖的技能，為提升學(xué)生的機械專業(yè)綜合素養(yǎng)和就業(yè)能力建立基礎(chǔ)［3］。隨著工業(yè)研發(fā)體系和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展，機械專業(yè)從業(yè)人員面臨著新的專業(yè)技能和知識應(yīng)用場景以及新的應(yīng)用要求，而目前傳統(tǒng)的機械制圖教學(xué)在模式和內(nèi)容上均存在較大的改進空間［4］。如何探索以學(xué)生為中心的高職院校機械制圖教學(xué)改革，優(yōu)化高職院校的機械制圖教學(xué)布局、教學(xué)模式和教學(xué)師資團隊，對提高高職院校學(xué)生的機械制圖理論知識水平和實踐操作能力以及為社會提供更加專業(yè)的高素質(zhì)機械制圖人才具有重要意義。

2 高職院校機械制圖教學(xué)存在的問題

2.1 高職院校學(xué)生缺少專業(yè)和實踐基礎(chǔ)

高職院校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，普遍缺乏對立體幾何和制圖原理的認(rèn)知，從而無法形成有效的空間思維邏輯，欠缺通過實踐經(jīng)驗對理論知識學(xué)習(xí)進行結(jié)合消化的能力。高職院校學(xué)生在接觸機械制圖內(nèi)容尤其是復(fù)雜的內(nèi)容時，不可避免地存在畏難心理，難以找到突破口，不能對知識點和制圖技能進行循序漸進的理解和吸收。同時，高職院校學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力相對較弱，當(dāng)無法從課堂教學(xué)中習(xí)得機械制圖的專業(yè)知識時，極易降低學(xué)習(xí)獲得感，不利于自身學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)自信的建立。

2.2 無法匹配新環(huán)境和形勢的應(yīng)用要求

隨著我國工業(yè)體系的不斷深入發(fā)展和完善，裝備制造系統(tǒng)不斷向集成化、智能化以及高精密化發(fā)展，相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計也隨之不斷創(chuàng)新，相對應(yīng)地，成型加工方法以及成型加工裝備也不斷改進和優(yōu)化。因此，與傳統(tǒng)的機械制圖不同，當(dāng)下機械制圖面臨著新的應(yīng)用環(huán)境和形勢［5］。

一方面，當(dāng)下機械制圖涉及的對象更加多元和復(fù)雜。新的成型加工方法和成型加工裝備為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件實現(xiàn)提供了更多的可能，研發(fā)設(shè)計端可以根據(jù)應(yīng)用端的要求對零部件的結(jié)構(gòu)進行針對性的場景化設(shè)計，更加復(fù)雜、不規(guī)則的定制化零部件及裝配件成為常態(tài)化內(nèi)容。在設(shè)計和制圖時，如何清楚、完整、簡潔地對零部件的設(shè)計要素、加工要素以及裝配關(guān)系要素進行有效表達(dá)，對機械制圖人員提出了更高的要求，這也是高職院校學(xué)生必須面對且重視的學(xué)習(xí)內(nèi)容［6］。

另一方面，當(dāng)下機械制圖涉及的工具更加多元和復(fù)雜。為了提高機械設(shè)計和制圖效率，各種類型的三維設(shè)計、仿真模擬和制圖軟件在設(shè)計開發(fā)和制圖中的應(yīng)用越來越普及。相比于二維制圖軟件，三維制圖軟件可以更加直觀地呈現(xiàn)設(shè)計內(nèi)容，基于精確的建模，可以在設(shè)計過程中對設(shè)計內(nèi)容進行裝配模擬和仿真模擬，且能根據(jù)具體的加工要求選擇合適的范圍和視角進行制圖［7］。但是各類三維制圖軟件的底層邏輯和架構(gòu)不同，具體的制圖操作方法不同，尤其是對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如曲面、曲線等的建模，每種軟件都有一套獨立的方式。如何將機械制圖的原理和規(guī)范與當(dāng)下不斷多元化和復(fù)雜化的制圖軟件相結(jié)合，同樣是高職院校學(xué)生必須面對且重視的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.3 科學(xué)合理的教學(xué)體系尚未構(gòu)建

首先，當(dāng)下高職院校的機械制圖教學(xué)內(nèi)容普遍滯后，且缺乏科學(xué)的實踐教學(xué)。現(xiàn)階段，機械制圖面臨著新的應(yīng)用形勢和要求，傳統(tǒng)的機械制圖教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)下實際應(yīng)用的要求脫節(jié)。機械制圖是一門理論與實踐深度結(jié)合的學(xué)科，理論知識是實踐的基礎(chǔ)，實踐是理論知識得以轉(zhuǎn)化運用的途徑。理論知識教學(xué)一直是高職院校中傳統(tǒng)機械制圖教學(xué)內(nèi)容的重點，受制于各類實際因素，實踐教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的占比極小。由于缺乏科學(xué)的實踐轉(zhuǎn)化過程，高職院校的學(xué)生無法對接觸的教學(xué)內(nèi)容進行驗證、吸收和消化，也無法將理論知識與應(yīng)用端要求進行對接以及對實際的制圖技能進行培養(yǎng)［8］。

其次，當(dāng)下高職院校的機械制圖教學(xué)師資力量薄弱且配置不合理。近年來，隨著我國工業(yè)體系高速發(fā)展，制造業(yè)對機械制圖人才的需求越來越大，但很多高職院校原先并沒有設(shè)置專門的機械制圖師資團隊，而是從相近的領(lǐng)域中選擇非機械專業(yè)的教師進行教學(xué)，這樣組建的師資團隊通常缺乏系統(tǒng)的理論知識體系和實踐教學(xué)經(jīng)驗，在教學(xué)過程中無法實現(xiàn)高質(zhì)量的傳遞輸出，從而使高職院校的畢業(yè)生無法滿足應(yīng)用端的理論和實踐要求。

最后，當(dāng)下高職院校的機械制圖教學(xué)方法單一，教學(xué)設(shè)計不合理。在當(dāng)下的機械制圖教學(xué)中，由于缺少系統(tǒng)的教學(xué)體系設(shè)計，導(dǎo)致存在兩種最普遍的教學(xué)方法。第一種是以單一的PPT等形式在教學(xué)過程中將制圖學(xué)習(xí)內(nèi)容進行再展示，學(xué)生無法從相對枯燥的復(fù)述中獲得對理論知識的解剖、重構(gòu)和解惑，容易降低高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)動力的養(yǎng)成。第二種是過度依賴現(xiàn)代信息技術(shù)對機械制圖進行展示，這種方式的不足在于沒有經(jīng)過科學(xué)的課程構(gòu)建開發(fā)，無法形成具有明確課程目標(biāo)、合理課程階段設(shè)計以及系統(tǒng)教學(xué)布局的多媒體教學(xué)資源，而多媒體教學(xué)資源本身不具備系統(tǒng)性，各個內(nèi)容之間的銜接性和關(guān)聯(lián)性差，用碎片化的呈現(xiàn)替代了理論知識架構(gòu)的系統(tǒng)教學(xué)，不利于高職院校學(xué)生循序漸進地形成空間思維能力，也無法為學(xué)生提供規(guī)范的機械制圖理論知識體系和技能指導(dǎo)，信息技術(shù)和多媒體資源在教學(xué)中未獲得實際的有益效果。

3 機械制圖教學(xué)體系的改革與優(yōu)化探索

3.1 構(gòu)建系統(tǒng)的機械制圖教學(xué)布局

構(gòu)建系統(tǒng)的機械制圖教學(xué)布局是實現(xiàn)高質(zhì)量機械制圖教學(xué)的前提，也是培養(yǎng)高質(zhì)量機械制圖專業(yè)人才的基礎(chǔ)。高職院校應(yīng)根據(jù)自身條件和新的應(yīng)用環(huán)境明確教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)制定的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計整體教學(xué)內(nèi)容，從學(xué)生、教學(xué)和應(yīng)用三個維度對設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容進行解剖和重構(gòu)，并以學(xué)生為中心進行教材設(shè)計和課程設(shè)計。

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計時，既要對傳統(tǒng)的機械制圖理論知識進行整合和梳理，也應(yīng)充分考慮新應(yīng)用場景和形勢對機械制圖的要求，對現(xiàn)有的機械制圖教學(xué)內(nèi)容進行更新和優(yōu)化補充。通過設(shè)置制圖軟件應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容，彌補傳統(tǒng)機械制圖教學(xué)中制圖技能培養(yǎng)缺失的短板，為高職院校學(xué)生提供規(guī)范和系統(tǒng)的制圖軟件學(xué)習(xí)通道，使高職院校學(xué)生在求學(xué)過程中掌握多種必要的制圖軟件操作技能。通過設(shè)置新成型加工方法和新機械制造裝備的概述教學(xué)內(nèi)容以及機械制圖在重點產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和未來前沿發(fā)展領(lǐng)域中的應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容，形成新的機械制圖教學(xué)布局，為高職院校學(xué)生提供更為充分和全面的專業(yè)視野，使高職院校的學(xué)生對機械制圖的專業(yè)定位和專業(yè)使命更加清晰。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計時，可以結(jié)合高職院校自身的優(yōu)勢特點，設(shè)計與自身優(yōu)勢相對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，如綜合考慮高職院校在相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局中的定位進行教學(xué)內(nèi)容的針對性擴展，形成與產(chǎn)業(yè)布局中具體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)對應(yīng)的優(yōu)勢教學(xué)內(nèi)容；還可以根據(jù)高職院校所在區(qū)域的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)特點設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，使高職院校的教學(xué)職能和教學(xué)成果與區(qū)域市場的發(fā)展需求更加緊密地結(jié)合。

在教材設(shè)計和課程設(shè)計時，應(yīng)以學(xué)生為中心對教學(xué)整體架構(gòu)內(nèi)容進行關(guān)聯(lián)性和層次性梳理，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式和呈現(xiàn)順序，采用更加精準(zhǔn)、高效和系統(tǒng)的方式將優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容通過優(yōu)化的教材和課程展現(xiàn)給學(xué)生。比如，根據(jù)理論知識點內(nèi)容，在教材和課程中設(shè)置典型案例解析，結(jié)合具有代表性的典型案例對知識點的原理和應(yīng)用進行更加深度和直觀的解析呈現(xiàn)，還可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性和層次性為學(xué)生提供階段性的總結(jié)歸納，使學(xué)生能夠以模塊化的方式對所學(xué)的機械制圖知識進行有效的鞏固。

3.2 優(yōu)化和創(chuàng)新機械制圖教學(xué)模式

機械制圖的教學(xué)模式是教學(xué)內(nèi)容實施和貫徹的具體方式，教學(xué)模式是否合理和高效對教學(xué)內(nèi)容的有效傳遞具有重要影響。在實際教學(xué)過程中，高職院校應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力和制圖實踐技能為重點，綜合利用信息技術(shù)手段和多媒體資源對機械制圖的具體教學(xué)內(nèi)容進行多維度輸出。教師通過多種教學(xué)手段的結(jié)合，將機械制圖的原理和規(guī)范以及制圖軟件的操作更加具象化地傳遞給學(xué)生，并對疑難點和重點知識內(nèi)容進行針對性的教學(xué)主題課程設(shè)置，通過設(shè)置的教學(xué)主題課程為學(xué)生攻克疑難和把握重點知識內(nèi)容助力和解惑。

提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度，強化學(xué)生在教學(xué)中的主觀作用，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如，建立教學(xué)互動機制，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加主動和專注地投入教學(xué)內(nèi)容知識的獲取；還可以構(gòu)建學(xué)習(xí)互助小組，使小組內(nèi)的組員相互協(xié)助，更加高效地對教學(xué)內(nèi)容進行吸收和消化；制定差異化的課后學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生更加獨立地對教學(xué)內(nèi)容進行復(fù)習(xí)和應(yīng)用。

同時，階段性并且針對性地設(shè)置與理論知識相對應(yīng)的實踐教學(xué)課程和實踐任務(wù)，如通過校企合作和聯(lián)合培養(yǎng)等形式，立足應(yīng)用端具體產(chǎn)業(yè)鏈的全過程，從研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、裝配組裝以及質(zhì)量檢測等階段對機械制圖進行場景式的深度模擬，為高職院校的學(xué)生提供沉浸式的工學(xué)結(jié)合教學(xué)窗口［9］。通過實踐教學(xué)和實踐任務(wù)，學(xué)生對理論知識吸收和理解得更加充分，可以打下堅實的機械制圖理論知識基礎(chǔ)。在此過程中，學(xué)生機械制圖的技能可以得到培養(yǎng)和驗證，使高職院校的學(xué)生在求學(xué)階段能夠結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與應(yīng)用端需求對知識點積累和技能培養(yǎng)的方向和要求更加聚焦，從而獲得更高的綜合專業(yè)素養(yǎng)。

3.3 供給和培養(yǎng)專業(yè)的師資教學(xué)團隊

明確高職院校的師資團隊構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，將師資團隊人員的供給側(cè)聚焦在與機械制圖更加相關(guān)的學(xué)科專業(yè)，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇對應(yīng)的人才進行團隊的組合式構(gòu)建。構(gòu)建的師資團隊中，既要有基礎(chǔ)理論知識深厚的師資人才，也要有實踐經(jīng)驗豐富的師資人才。在師資團隊人員準(zhǔn)入時，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，從機械制圖理論知識以及實踐操作等方面對承擔(dān)相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的師資人員進行針對性的考核和篩選，從而提高機械制圖教學(xué)團隊的綜合教學(xué)水平。

建立長效和合理的教學(xué)考核機制，以教學(xué)內(nèi)容的貫徹實施、理論與實踐課程的動態(tài)改進為考核核心，綜合考慮包括學(xué)生機械制圖成績的教學(xué)成果評定因素，對師資人員進行綜合考核，鼓勵師資人員開發(fā)和形成具有特色的教學(xué)風(fēng)格，鼓勵師資人員積極參與教學(xué)競賽、技能競賽以及實踐活動，將教學(xué)競技實踐獲得的榮譽資質(zhì)計入綜合考核體系。鼓勵師資人員積極發(fā)表學(xué)術(shù)期刊和論著，將相關(guān)的學(xué)術(shù)成果以及在實際教學(xué)中發(fā)揮的有益效果計入綜合考核體系。鼓勵師資人員在教學(xué)過程中與學(xué)生一起進行機械領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新，在研發(fā)創(chuàng)新過程中深化機械制圖教學(xué)的實踐，將教學(xué)過程中形成的研發(fā)創(chuàng)新成果計入綜合考核體系。

建立長效和合理的教學(xué)保障機制，為機械制圖師資人員設(shè)計合理的教學(xué)任務(wù)，將師資人員的主要精力集中在機械制圖相關(guān)的教學(xué)和科研工作范圍內(nèi)。通過高職院校的橫向衍生能力挖掘和聚攏校企合作的渠道資源，通過共同開發(fā)、技術(shù)服務(wù)以及成果轉(zhuǎn)化等形式，為師資人員爭取橫向項目課題來源，使師資人員在實踐合作中不斷豐富和完善教學(xué)內(nèi)容，通過橫向項目課題的承擔(dān)和驗收，為師資人員創(chuàng)造職稱和技能提升的途徑。積極組織教學(xué)研討交流，通過內(nèi)部和外部學(xué)習(xí)溝通，師資人員互相了解教學(xué)能力和教學(xué)理念上的差異，在研討交流過程中不斷調(diào)整和更新教學(xué)理念，為動態(tài)提升師資人員的教學(xué)能力提供保障。

結(jié)語

在工業(yè)體系不斷發(fā)展和教育改革的大背景下，高職院校應(yīng)充分發(fā)揮自身職能和資源效用，以培養(yǎng)高素養(yǎng)機械制圖專業(yè)人才為目標(biāo)和中心，通過構(gòu)建系統(tǒng)的機械制圖教學(xué)布局、優(yōu)化和創(chuàng)新機械制圖教學(xué)模式以及供給和培養(yǎng)專業(yè)的師資教學(xué)團隊等多個維度對機械制圖教學(xué)體系的改革與優(yōu)化進行探索，形成更加科學(xué)、系統(tǒng)并且符合時代發(fā)展的高職院校機械制圖教學(xué)體系，培養(yǎng)更多符合市場需求的機械制圖專業(yè)人才，提高高職院校機械制圖學(xué)生的綜合就業(yè)競爭力。

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基金項目：白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院2024年校級教育教學(xué)改革研究項目“以學(xué)生為中心的高職院校機械制圖教學(xué)改革與探索”（BYKY202427）

作者簡介：葉樹婷（1988— ），女，漢族，甘肅靖遠(yuǎn)人，碩士研究生，講師，研究方向：機械類課程教學(xué)改革與探索。