面向機(jī)械卓越工程師培養(yǎng)的 《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革探討

謝元敏，蔣國璋，汪鳴琦 劉傳勝，李公法 （武漢科技大學(xué)機(jī)械自動化學(xué)院，湖北 武漢 430081）

面向機(jī)械卓越工程師培養(yǎng)的 《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革探討

謝元敏，蔣國璋，汪鳴琦 劉傳勝，李公法 （武漢科技大學(xué)機(jī)械自動化學(xué)院，湖北 武漢 430081）

面向機(jī)械卓越工程師培養(yǎng)的需求，對 《機(jī)械制圖》課程體系改革研究中的教學(xué)方法、教學(xué)模式、課程設(shè)計、考核方式和師資隊伍建設(shè)等進(jìn)行了研究。詳細(xì)闡述了課程教學(xué)改革的具體措施，實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、課內(nèi)培訓(xùn)與課外實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式，保證了基于能力和素質(zhì)培養(yǎng)的課程改革的可持續(xù)發(fā)展和機(jī)械卓越工程師人才培養(yǎng)的需求。

《機(jī)械制圖》；教學(xué)改革；課程建設(shè)；卓越工程師

《機(jī)械制圖》是全國工科院校機(jī)類、近機(jī)類本科專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，其屬機(jī)械科學(xué)范疇，涉及知識面廣，理論分析抽象復(fù)雜，知識更新快，實(shí)踐性強(qiáng)。該課程自設(shè)立至今已有30多年的發(fā)展歷程，在培養(yǎng)學(xué)生、拓展知識、專業(yè)改造、促進(jìn)現(xiàn)代科技發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用［1］。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，促使該學(xué)科在知識內(nèi)容、實(shí)驗儀器、實(shí)驗技術(shù)等方面都發(fā)生了意義深遠(yuǎn)的變革。如清華大學(xué)的 《機(jī)械制圖》課程結(jié)合機(jī)電產(chǎn)品各階段的設(shè)計內(nèi)容和對工程技術(shù)人員的要求，將課程分為不同的環(huán)節(jié)以體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力［2］；大連理工大學(xué)的 《機(jī)械制圖》課程在充分教改實(shí)踐的基礎(chǔ)上，突破了傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容、體系和教學(xué)方法的限制，在對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和計算機(jī)處理畫法幾何問題、計算機(jī)造型等新知識的整合上，完成了順利的過渡，在教學(xué)手段和方法上，總結(jié)探索出了一整套適合電子化教學(xué)特點(diǎn)的教學(xué)方法。起到了培養(yǎng)能力、增加課堂知識含量、提高教學(xué)效率和教學(xué)效果的作用［3］。綜上所述，《機(jī)械制圖》課程發(fā)展與改革需在如下方面做更深入的探討：符合現(xiàn)代社會對人才的需要、現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展與教學(xué)模式的緊密結(jié)合、行業(yè)特色與地方工業(yè)的需要，可行創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的有效開發(fā)及其保障等。

武漢科技大學(xué)機(jī)械自動化學(xué)院響應(yīng)教育部人才培養(yǎng)計劃，依托自身的優(yōu)勢，獲批國家卓越工程師培養(yǎng)計劃。基于培養(yǎng)符合時代要求的卓越機(jī)械工程師的需要，有必要地對 《機(jī)械制圖》課程進(jìn)行系統(tǒng)的改革。

1 新型的教學(xué)模式

考慮機(jī)械學(xué)科的實(shí)際發(fā)展和武漢科技大學(xué)的實(shí)際情況，在 《機(jī)械制圖》課程的建設(shè)中，基于能力和素質(zhì)培養(yǎng)的課程改革的需要，通過建立新型的教學(xué)模式、融合豐富的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合行業(yè)特色，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)、注重師資隊伍建設(shè)等措施，有效形成滿足時代要求的新型的科學(xué)的課程體系。在課程教學(xué)實(shí)施中，注重靈活性、互動性和發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的教學(xué)方法的實(shí)施，從而達(dá)到有效實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、課內(nèi)培訓(xùn)與課外實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式［4］。

通過 《機(jī)械制圖》課程建設(shè)，創(chuàng)新教學(xué)模式、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)，以點(diǎn)帶面，從一門課程的突破，帶動其他專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課程的改革，進(jìn)而促進(jìn)整個專業(yè)培養(yǎng)的改革，真正使人才能力和素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)落到實(shí)處。

1）實(shí)施雙導(dǎo)師制 在卓越工程師試點(diǎn)班全面實(shí)施雙導(dǎo)師制。在校企聯(lián)合培養(yǎng)項目中實(shí)行 “學(xué)業(yè)導(dǎo)師”＋ “企業(yè)導(dǎo)師”雙導(dǎo)師制。建立導(dǎo)師－學(xué)生雙向選擇機(jī)制。

2）建立小班化教學(xué)模式 對各試點(diǎn)班全部課程采用小班教學(xué)。逐步實(shí)現(xiàn)大班授課，小班輔導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)方式。

3）實(shí)行個性化培養(yǎng) 以雙導(dǎo)師制為依托，由學(xué)業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)定位、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣；在導(dǎo)師的協(xié)助下制定有目的、有針對性的個人學(xué)習(xí)計劃；培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力，指導(dǎo)學(xué)生開展科研；對學(xué)生的學(xué)年論文、畢業(yè)論文、階段實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)；指導(dǎo)學(xué)生就業(yè)、考研、考證等。

2 融合豐富的教學(xué)方法

課程組成員在多年的教學(xué)過程中，經(jīng)過不斷的探索和改革，在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，采用多媒體教學(xué)、工程實(shí)例教學(xué)以及課堂討論等形式，并且通過互動式、啟發(fā)式和引導(dǎo)式教學(xué)模式，充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而激發(fā)學(xué)生的求知潛能，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

1）理論教學(xué)靈活運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)平臺，提高教學(xué)質(zhì)量 利用多媒體輔助教學(xué)，結(jié)合黑板板書，既增加課堂的信息量，又不至單調(diào)枯燥，并融合啟發(fā)式教學(xué)法、模式教學(xué)法、準(zhǔn)實(shí)踐教學(xué)法、設(shè)疑教學(xué)法等豐富的教學(xué)方法。有效調(diào)動學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生積極思考。如采用啟發(fā)式、交互式教學(xué)方法，將以往教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的學(xué)生最易出現(xiàn)錯誤的問題或是教材的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，采用自問、提問、討論等多種形式啟發(fā)思維與求知欲望，使學(xué)生集中精力地參與教學(xué)，提問和討論由淺入深、由表及里地逐步進(jìn)行直到問題解決。在講解某一原理、方法、問題時，有意地設(shè)置疑難，然后再講解解決問題的方法，以加深理解。

2）以冶金機(jī)械為對象，強(qiáng)化工程實(shí)踐意識 針對本科一年級學(xué)生中普遍存在的工程實(shí)踐意識不足的問題，以冶金行業(yè)中的閥門系統(tǒng)等為對象，有針對性地實(shí)施案例分析與實(shí)際工程的設(shè)計計算實(shí)訓(xùn)，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生對本行業(yè)內(nèi)機(jī)械設(shè)備的認(rèn)識和工程實(shí)踐能力。以三維設(shè)計、工程圖表達(dá)及標(biāo)注、動態(tài)模擬等作為高技能人才必備的現(xiàn)代設(shè)計技能。教學(xué)中應(yīng)圍繞工程應(yīng)用實(shí)踐，著重結(jié)合項目學(xué)習(xí)法深入剖析部件的工作原理、設(shè)計特色、功能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、視圖表達(dá)、制造工程圖的生成、動態(tài)拆裝及工作過程模擬，掌握這些現(xiàn)代設(shè)計基本技能，為卓越工程師的成長打下良好基礎(chǔ)。

3 多元化的實(shí)踐教學(xué)

實(shí)驗教學(xué)是 《機(jī)械制圖》教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)，鑒于其在人才培養(yǎng)中的重要性，搭建了集成理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)、課內(nèi)培訓(xùn)與課外實(shí)踐等活動為一體的創(chuàng)新平臺。根據(jù)實(shí)際需要，開設(shè)了基本實(shí)驗、綜合實(shí)驗和創(chuàng)新實(shí)驗，這類實(shí)驗的開設(shè)不僅有效鞏固了學(xué)生在理論課學(xué)習(xí)階段的基本理論和基礎(chǔ)知識，更有效地培養(yǎng)了他們獨(dú)立開展科研工作的能力。在此基礎(chǔ)上，開設(shè)了一周的 “機(jī)械制圖課程設(shè)計”。以全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽等比賽為契機(jī)，設(shè)立針對性強(qiáng)的、目標(biāo)明確的專業(yè)能力系列競賽，以院級、校級比賽為主，同時與省級、國家級比賽銜接，從這些課外的能力競賽中培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。這些競賽活動中取得的成績可以成為學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)分，同時將課內(nèi)所學(xué)的知識加以融合與強(qiáng)化。從而建立 《機(jī)械制圖》的多元化實(shí)踐教學(xué)的平臺，有效實(shí)施了本科生的能力培養(yǎng)與素質(zhì)培養(yǎng)。

現(xiàn)有的機(jī)械基礎(chǔ)系列課程之間，缺乏緊密有效的聯(lián)系，各課程知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)只是從一個個點(diǎn)上進(jìn)行，而沒有從一個面上將知識融合，同時機(jī)械系列基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間以及選修課之間也存在連接不緊密的問題。這一缺陷產(chǎn)生的原因歸根到底是由于缺乏一個前后連貫的綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，將這一系列課程聯(lián)系起來，融會貫通。將現(xiàn)有的 《機(jī)械制圖》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計及專業(yè)課程設(shè)計進(jìn)行整合，實(shí)施一體化、全貫通的多課綜合課程設(shè)計環(huán)節(jié)，以特定的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)為目標(biāo)，分階段完成設(shè)計實(shí)踐任務(wù)，促進(jìn)知識融合，培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力與主動實(shí)踐能力。指導(dǎo)原則為內(nèi)容連貫、分段實(shí)施、重視基礎(chǔ)、突出綜合：① 《機(jī)械制圖》課程設(shè)計 （1周）——完成機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析及機(jī)械零件測繪；② 《機(jī)械原理》課程設(shè)計 （2周）——完成機(jī)械系統(tǒng)工作原理及機(jī)構(gòu)方案設(shè)計；③ 《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計 （3周）——完成機(jī)械零件設(shè)計及機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計；④ 《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計 （2周）——完成加工工藝與裝配方案，設(shè)計制造夾具；⑤機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大作業(yè)——完成機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計；⑥專業(yè)課程設(shè)計 （2周）——以冶金機(jī)械為對象的綜合能力訓(xùn)練。

4 加強(qiáng)過程管理，實(shí)施多元化的考核方式

加強(qiáng)過程管理，《機(jī)械制圖》課程的考核方式實(shí)行多元化：每月進(jìn)行一次月考，占總成績的25%，平時的作業(yè)成績占25%，機(jī)械零件的三維動態(tài)設(shè)計與仿真，學(xué)生需要組隊完成，占15%，期末考試占35%。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和人才理念，增加課程考核各環(huán)節(jié)的比例，打破目前課程考核按 “期末考試成績70%＋平時考核成績30%”的比例要求，建立課程過程考核機(jī)制。鼓勵對過程考核中特別優(yōu)秀的學(xué)生實(shí)行期末免考。

5 師資隊伍建設(shè)

課程教學(xué)團(tuán)隊由17位成員組成，具有高級職稱教師10名，講師 （含工程師）5名，助教2名。課程團(tuán)隊的構(gòu)成層次分明，連接緊密：團(tuán)隊成員專業(yè)特色突出，優(yōu)勢互補(bǔ)；團(tuán)隊成員年齡結(jié)構(gòu)合理，老中青結(jié)合；團(tuán)隊成員職稱層次合理，配合有效；團(tuán)隊成員學(xué)緣分布廣泛，充滿活力。團(tuán)隊發(fā)展以教學(xué)為基礎(chǔ)，以科研為導(dǎo)向，以教學(xué)中的需求促進(jìn)科研發(fā)展，以科研中的成果反哺教學(xué)，學(xué)研互動，兩者的共同作用保證了團(tuán)隊教學(xué)與科研緊密結(jié)合。學(xué)歷結(jié)構(gòu)：55歲以下的教師17人，9人具有碩士或博士學(xué)歷，其中2人具有博士學(xué)位，占教師總數(shù)12%。職稱結(jié)構(gòu)：整個教師隊伍中，副教授 （含高工）10人，講師 （含工程師）5人，具有高級職稱的教師占教師總數(shù)的59%。年齡結(jié)構(gòu)：50歲以上6人，40～50歲8人，30～40歲1人，20～30歲2人。由年富力強(qiáng)的中青年教師組成，具有良好的年齡結(jié)構(gòu)。學(xué)緣結(jié)構(gòu)：從外校畢業(yè)的教師9人，其中從外校畢業(yè)華中科技大學(xué)的博士1人，碩士5人，占整個師資隊伍的35%。課程組中資深名師甘為人梯，對青年教師言傳身教，關(guān)心備至。青年教師通過為導(dǎo)師助課，經(jīng)歷教學(xué)全過程。通過這樣的 “傳幫帶”，青年教師的教學(xué)水平迅速提高，優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗得以星火相傳。通過多年的培養(yǎng)教育和一線教學(xué)科研實(shí)踐，課程組90%以上的青年教師成為了教學(xué)骨干，5人晉升副教授。

6 改革成效

考慮機(jī)械卓越工程師能力和素質(zhì)培養(yǎng)的需求，改革傳統(tǒng)的 《機(jī)械制圖》教學(xué)模式和手段已是勢在必行。課程體系改革中，兼顧學(xué)科的發(fā)展和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，并積極開展各項教學(xué)研究工作，積極與國內(nèi)其他高校進(jìn)行教學(xué)交流和研討，吸取先進(jìn)的教學(xué)理論和經(jīng)驗，不斷地更新和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容和方法，嚴(yán)格執(zhí)行教學(xué)督導(dǎo)和學(xué)生的教學(xué)評價制度，及時反饋教學(xué)效果，有效保證和提高了教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，《機(jī)械制圖》課程教學(xué)取得了預(yù)期的成果，效果是令人滿意的。學(xué)生在此基礎(chǔ)上參加各類大賽，獲省級以上獎勵30余項，如2010年全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽國家級二等獎、2012年全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽國家級二等獎、2013第六屆全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽國家級二等獎，申請專利10余項，發(fā)表論文10余篇。這充分說明了學(xué)生學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖知識已經(jīng)有效地轉(zhuǎn)化成了綜合實(shí)踐能力與素質(zhì)，課程體系改革的成效是顯著的，能滿足卓越工程師培養(yǎng)的需求。

［1］胡建國，汪鳴琦，李亞萍 .機(jī)械工程圖學(xué) ［M］.第2版 .武漢：武漢大學(xué)出版社，2008.

［2］田凌，童秉樞，馮涓 .機(jī)類機(jī)械制圖新課程體系的研究及實(shí)踐 ［J］.工程圖學(xué)學(xué)報，2005，26（5）：120-125.

［3］宋洪俠 .深化機(jī)械制圖教學(xué)改革培養(yǎng)高技能創(chuàng)新型人才 ［J］.圖學(xué)學(xué)報，2013，34（3）：142-147.

［4］謝元敏，汪鳴琦，蔣國璋，等 .卓越工程師教育需求下的機(jī)械制圖課程體系的探索［A］.孔建益，顧杰.高等教育創(chuàng)新與卓越人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐 ［C］.武漢：湖北人民出版社，2013：75-77.

N4

A

1673-1409（2014）01-0102-03

2013-09-20

湖北省教學(xué)研究項目 （2012218；2013221）；武漢科技大學(xué)教學(xué)研究項目 （2013059）。

謝元敏 （1972-），女，碩士，講師，現(xiàn)主要從事機(jī)械制圖方面的教學(xué)與研究工作。

［編輯］ 洪云飛