“畫法幾何與工程制圖”課程教學(xué)改革實踐

□鄭東海

“畫法幾何與工程制圖”課程教學(xué)改革實踐

□鄭東海

針對“畫法幾何與工程制圖”課程的特點，結(jié)合實際情況，對該課程進行教學(xué)改革實踐，包括精簡教學(xué)內(nèi)容以及采用泛三維模型進行演示和講解，采用多媒體集成、動畫模擬仿真等制作更形象生動的教學(xué)素材，采用分組教學(xué)模式等實施措施。通過本次改革，使本單位學(xué)生的成績有了較明顯的提高。

工程制圖；教學(xué)改革；泛三維模型；分組教學(xué)

“畫法幾何與工程制圖”是高等學(xué)校培養(yǎng)工科學(xué)生機械繪圖能力、讀圖能力的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門主要研究用投影法繪制工程圖樣的理論和方法的技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)習(xí)相關(guān)機械課程和從事機械產(chǎn)品設(shè)計的必備基礎(chǔ)。通過本課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生掌握正確的作圖方法和步驟、基本制圖標準、繪制和閱讀一般工程圖的能力以及空間想象能力，為今后進一步深造以及從事相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。

和一般課程相比，“畫法幾何與工程制圖”是一門重要而又較難掌握的課程，它既不同于高等數(shù)學(xué)等純理論性質(zhì)的課程，又不同于金工實習(xí)等實踐實驗課，它是一門理論和實踐結(jié)合得比較緊密的課程。

根據(jù)本單位的實際情況，本次教學(xué)改革以就業(yè)為導(dǎo)向，根據(jù)專業(yè)發(fā)展和就業(yè)需求，按夠用、實用的原則制定合理教學(xué)目的要求，精簡教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)組織方法；教學(xué)過程以工作能力目標為核心，將理論教學(xué)與實踐活動有機結(jié)合、融為一體，通過綜合性的專業(yè)技能實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，達到學(xué)生解決實際問題的能力，從而全面提高學(xué)生的就業(yè)能力。

一、現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)內(nèi)容較多

“畫法幾何與工程制圖”的教學(xué)內(nèi)容較多，包括畫法幾何、工程制圖和計算機繪圖等內(nèi)容，本單位學(xué)生難以在規(guī)定時間內(nèi)對所有內(nèi)容較好掌握，有必要精簡部分 “不重要”內(nèi)容。

2.教學(xué)模型難以呈現(xiàn)

本校的 “畫法幾何與工程制圖”教學(xué)主要是通過以電子課件為主體，輔以尺規(guī)作圖講解加簡單模型觀察來講授作圖原理，然后讓學(xué)生作圖練習(xí)、解題的教學(xué)方式，素材大多來源于課本，與實際有所脫軌。課堂上學(xué)生對于正投影三視圖形成原理缺乏直觀認識，僅能抽象地將模型的二維三視圖與其三維構(gòu)造聯(lián)想起來。另外，學(xué)生無法接觸到真正的機械零件，對一些具有復(fù)雜形狀的零件，學(xué)生也很難想象出其真正的構(gòu)造，尤其是零件的剖面圖，其在工程圖樣中占有極其重要的地位，但由于它非常的不直觀，學(xué)生往往也是難以掌握。

3.學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣

該課程的講授對象是剛上大學(xué)而且從未有過工程實踐的大學(xué)生，枯燥而抽象的教學(xué)方式很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)生興趣和熱情，而且學(xué)生人數(shù)較多，教師對每個學(xué)生的平均單獨指導(dǎo)時間不足。

4.考核標準單一

該課程的評價考核方式仍以考試為主，但由于考試時間有限，對于本課程所必須掌握的繪制零件圖和裝配圖很難在考試中進行考核，導(dǎo)致課程的考核不夠全面。

二、改革內(nèi)容

1.精簡教學(xué)內(nèi)容

（1) “畫法幾何”部分重點介紹正投影三視圖體系的形成原理，點、線、面及體的投影知識，對換面法、軸測投影等內(nèi)容作簡單介紹，因為該部分內(nèi)容與后續(xù)的工程制圖部分聯(lián)系不大，也不影響學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)。

（2) “工程制圖”部分重點介紹剖視圖的畫法，標準件/常用件的畫法，零件圖與裝配圖的畫法，其中可簡略介紹相對少見的常用件畫法。

（3) “計算機繪圖”部分調(diào)整為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容，因為利用計算機軟件進行繪圖只是工具上的變化，總體作圖原理仍為前面介紹過的內(nèi)容，另外還考慮到現(xiàn)代學(xué)生接觸計算機較早較多，完全能勝任相關(guān)軟件的自學(xué)任務(wù)。

2.改革教學(xué)組織方法

（1)采用泛三維模型進行演示和講解。包括新增復(fù)雜模型、可剖開模型、真實零件和計算機三維模型，增加授學(xué)的直觀性，降低對學(xué)生空間想象力的要求，從而提高學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解和掌握。

（2)充分利用計算機輔助教學(xué)軟件。采用多媒體集成、動畫模擬仿真等制作更形象生動的教學(xué)素材，以更有趣的方式展示某些復(fù)雜難懂的過程，從而激發(fā)學(xué)生的觀察力、發(fā)現(xiàn)力、想象力、邏輯聯(lián)想力，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

（3)采用分組教學(xué)模式。將所有學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，實行組長負責(zé)制，挑選對知識掌握較好的學(xué)生作為組長，組長主要負責(zé)對其組員進行額外的輔導(dǎo)，從而可以分擔(dān)教師的指導(dǎo)任務(wù)，也增加了每個學(xué)生接受指導(dǎo)的時間。另外平時可組織組間競賽活動，充分調(diào)動每個學(xué)生的學(xué)生熱情和積極性。

3.改革教學(xué)評價與考核方式

（1)增加平時作圖練習(xí)的考核比重。主要是增加對學(xué)生繪制機械零件圖的練習(xí)，并把它作為總評成績的重要組成部分，從而增強學(xué)生對零件圖的掌握。

（2)設(shè)置新的考核方式。平時一般作圖練習(xí)占30%，繪制零件圖占20%，期末考試 （筆試)占50%。

三、實施方法

1.調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時分配。

2.新購若干教具，包括機械制圖畫法幾何投影箱、機械制圖教學(xué)模型和常見機械零件等；用三維軟件solidworks繪制教材中涉及的三維模型例子；用solidworks和flssh等軟件制作教學(xué)動畫。

3.根據(jù)學(xué)生平時上課表現(xiàn)以及平時練習(xí)完成情況，選出若干名基礎(chǔ)知識掌握較好的學(xué)生作為組長，每位組長帶5～6名組員形成學(xué)習(xí)小組，在課堂討論中組長主導(dǎo)組員積極參與，在課后組長還要對其組員額外輔導(dǎo)。

4.教學(xué)評價與考核方式設(shè)置為：平時一般作圖練習(xí)占30%，測繪零件圖占20%，期末考試占50%。

四、改革目標

1.通過精簡教學(xué)內(nèi)容，把教學(xué)時間花在最基本、最重要的知識點上，重點讓學(xué)生掌握正投影的投影規(guī)律以及運用該投影規(guī)律做出常規(guī)機械零件的零件圖，保證底子薄的學(xué)生也能跟上教學(xué)進度。

2.通過改革教學(xué)組織方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，采用更直觀的授學(xué)方式，從而降低對學(xué)生空間想象力的要求，充分利用多媒體教學(xué)激發(fā)學(xué)生的觀察力、發(fā)現(xiàn)力、想象力、邏輯聯(lián)想力，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

3.通過改革教學(xué)評價與考核方式，引導(dǎo)學(xué)生掌握本課程中最實用，對其專業(yè)發(fā)展最重要以及對其就業(yè)最必要的基礎(chǔ)知識，同時也實現(xiàn)更全面地評價學(xué)生對本課程的掌握程度。

五、實施成效

1.經(jīng)過一輪教學(xué)改革實踐后，本單位某專業(yè)班級的“工程制圖”課程的平均分達到78.3分，而改革前往屆同專業(yè)班級的該課程平均分僅為71.9分。經(jīng)過一輪教學(xué)改革實踐后，本單位某專業(yè)班級的 “畫法幾何”課程的平均分達到76.3分，而改革前往屆同專業(yè)班級的該課程平均分僅為69.8分。實踐證明，本次教學(xué)改革對提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績以及掌握本門課程內(nèi)容有較明顯的積極作用。

2.通過采用泛三維模型以及多媒體課件進行演示教學(xué)，明顯提高了學(xué)生對本系列課程的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情，課堂氣氛也有提升。進行本次教學(xué)改革前會有個別學(xué)生因理解能力稍差，出現(xiàn)畏難情緒，以至于不愿意動筆畫圖，而經(jīng)過改革以后，基本沒有學(xué)生還會覺得該知識無法理解，也更積極動手練習(xí)，進步明顯加快。

3.通過分組教學(xué)，讓學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生 （組長)對個別學(xué)習(xí)本課程有困難的學(xué)生進行額外的輔導(dǎo)，有效提升了整體班級的學(xué)習(xí)效果。而且，在分組教學(xué)過程中，組長也經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)自己知識面的不足而進行彌補，同時也對已掌握的知識反復(fù)地溫習(xí)，這對其自身的鍛煉效果也非常顯著。

六、項目創(chuàng)新

1.提出 “注重基礎(chǔ)，偏重夠用、實用”的畫法幾何與工程制圖教學(xué)理念。針對本單位學(xué)生自身基礎(chǔ)、專業(yè)發(fā)展需求以及就業(yè)方向，對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)調(diào)整，重點讓學(xué)生掌握正投影的投影規(guī)律以及運用該投影規(guī)律做出常規(guī)機械零件的零件圖。

2.采用多樣化教具、課件進行演示教學(xué)，形成一套形象生動的教學(xué)資料。除了新增復(fù)雜模型 （如可剖開模型)外，為了與實際聯(lián)系更緊密，還增加實際機械零件作演示；另外作為補充，還利用solidworks繪制大量三維模型，利用多媒體軟件制作演示動畫等。

3.增加學(xué)生參與度。采用分組教學(xué)模式促使每位學(xué)生必須參與到學(xué)習(xí)討論中，從而調(diào)動其積極性，也能使每位學(xué)生獲得更多的輔導(dǎo)，組長得到更多鍛煉。

七、改革總結(jié)

經(jīng)過一輪改革實踐后，形成了一份特色鮮明、生動有趣、通俗易懂的多媒體課件和教案，開發(fā)出了一批實用、巧妙的模型庫，形成了一個聯(lián)系實際，并且能充分調(diào)動學(xué)生積極性的教學(xué)組織形式，形成了一個科學(xué)全面的教學(xué)評價與考核方式，同時也顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。本次改革中分組教學(xué)模式可以推廣到其他的專業(yè)課程，如機械設(shè)計基礎(chǔ)等。

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（編輯：郝 嬋）

本文系北京師范大學(xué)珠海分校教學(xué)改革項目“畫法幾何與工程制圖系列課程教學(xué)改革”（編號：201510）的研究成果。

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1671-0568（2016)23-0027-02

鄭東海，博士，北京師范大學(xué)珠海分校講師。