加強(qiáng)能力培養(yǎng)的“機(jī)械制圖”精品課程教學(xué)改革與實踐

摘要：“機(jī)械制圖”課程是高等院校機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)學(xué)生必修的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)生設(shè)計能力培養(yǎng)方面起著關(guān)鍵作用。為了提升該課程教學(xué)效果，提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，課程組對機(jī)械制圖課程進(jìn)行精品課程建設(shè)，創(chuàng)新課程體系，改革課程內(nèi)容，加強(qiáng)了課程實踐環(huán)節(jié)建設(shè)，在課程教學(xué)和學(xué)生實踐能力培養(yǎng)方面取得一定成效。本文論述了加強(qiáng)能力培養(yǎng)的“機(jī)械制圖”精品課程教學(xué)改革及實踐工作，介紹了提高學(xué)生繪圖、讀圖能力以及在應(yīng)用型人才培養(yǎng)和課程建設(shè)方面的經(jīng)驗和成果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；精品課程；應(yīng)用型人才培養(yǎng)；實踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0094-03

機(jī)械制圖課程是工科類各專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在生產(chǎn)實踐中充當(dāng)著機(jī)械工程與產(chǎn)品信息的載體，在工程界起著表達(dá)、交流設(shè)計思想的語言作用。其教學(xué)目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生以國家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)繪制、閱讀工程圖樣的能力，從而使學(xué)生掌握一般機(jī)械圖紙的設(shè)計方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生一定的機(jī)械設(shè)計能力，以及對工程實際問題的分析和解決能力，在學(xué)生能力培養(yǎng)培養(yǎng)中占有重要的位置。基于《機(jī)械制圖》是研究機(jī)械圖樣繪制和閱讀規(guī)律與方法的一門科學(xué)，由于該課程的教學(xué)質(zhì)量關(guān)系重大，為了提升課程教學(xué)效果，以適應(yīng)社會對應(yīng)用型工科高素質(zhì)人才的需要，幾年來，我們課程組對機(jī)械制圖課程進(jìn)行精品課程建設(shè)，并以加強(qiáng)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，對課程的教學(xué)及實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行了多方面的改革和探索，取得了一定成效，得到了學(xué)生們及同行的認(rèn)可。

一、課程教學(xué)改革措施

1.創(chuàng)新課程教育理念?！皺C(jī)械制圖”是一門研究繪制和閱讀機(jī)械圖樣的技術(shù)基礎(chǔ)課。所謂機(jī)械圖樣，是指準(zhǔn)確地表達(dá)機(jī)件（機(jī)器或零、部件）的形狀和尺寸以及制造和檢驗該機(jī)件時所需要的技術(shù)要求的圖紙。機(jī)械圖樣是人們表達(dá)設(shè)計思想、傳遞設(shè)計信息、交流創(chuàng)新構(gòu)思的重要工具之一，也是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)部門、管理部門和科技部門中的一種重要的技術(shù)資料，在工程設(shè)計、制造、施工、檢驗、技術(shù)交流等方面有著極其重要的地位，因此，機(jī)械圖樣被喻為“工程界的語言”。設(shè)置“機(jī)械制圖”課程的目的，是培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀機(jī)械圖樣的基本能力，即通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握繪制和閱讀機(jī)械圖樣的原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，因而本課程是一門既有系統(tǒng)理論又有較強(qiáng)實踐性的技術(shù)基礎(chǔ)課。

然而，在本課程的教學(xué)中，學(xué)生普遍存在的難點是，難以建立“實物”與“圖樣”之間的形象思維，這樣直接導(dǎo)致的問題是，見到機(jī)件實體難以表達(dá)出正確的圖樣，而見到圖樣后又難以想象出對應(yīng)的空間實體。為培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的空間思維和空間想象能力，在教學(xué)中，我們貫徹“從空間到平面，再回到空間”（即實物→圖樣→實物，見圖1）的教育理念，即重視實體空間幾何關(guān)系的分析以及空間幾何元素與其投影之間的相互關(guān)系，并通過一系列繪圖、看圖練習(xí)，進(jìn)行歸納總結(jié)與分析，使學(xué)生掌握繪制和閱讀機(jī)械圖樣的原理和方法，取得較好教學(xué)效果。

2.改革和更新課程教學(xué)內(nèi)容。為了適應(yīng)應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)的需要，課程組對傳統(tǒng)《機(jī)械制圖》課程內(nèi)容進(jìn)行改革，故將傳統(tǒng)的“畫法幾何”（以初等幾何和正投影法為基礎(chǔ)，把空間幾何體用平面圖樣表達(dá)出來，從而在平面圖樣上解決空間幾何問題）、“機(jī)械制圖”（以國家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)繪制、閱讀工程圖樣的能力）與現(xiàn)代繪圖技術(shù)“計算機(jī)輔助繪圖”（以交互式計算機(jī)繪圖為重點，介紹AutoCAD繪圖軟件，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠繪制各種機(jī)械圖樣）三門課程進(jìn)行融合，組建為新的“機(jī)械制圖”課程，為此，并將新“機(jī)械制圖”課程內(nèi)容設(shè)計為六大模塊，分別為：制圖基礎(chǔ)（介紹國家制圖標(biāo)準(zhǔn)、繪圖工具使用）、投影理論（介紹基本幾何要素投影、組合體投影、軸測圖）、表達(dá)方法（介紹視圖表達(dá)、剖視剖面表達(dá)、尺寸標(biāo)注）、專業(yè)制圖（介紹標(biāo)準(zhǔn)件常用件、零件圖、裝配圖）、繪圖技術(shù)（介紹尺規(guī)繪圖與測繪、計算機(jī)輔助繪圖技術(shù)）、計算機(jī)繪圖基礎(chǔ)（介紹計算機(jī)繪圖系統(tǒng)的組成與配置、交互式繪圖軟件使用等），教學(xué)實踐結(jié)果表明，課程新內(nèi)容的設(shè)計符合應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)的需要，并取得較好教學(xué)效果。

3.加強(qiáng)課程的直觀教學(xué)。為了提高課程的教學(xué)效果，在學(xué)校的支持下，課程組建設(shè)出了“機(jī)械制圖模型室”，即配設(shè)了相關(guān)的教學(xué)模具，建設(shè)了多錐體、多柱體、基本體、疊加體直觀模型庫和相關(guān)的典型零件與裝配圖掛圖庫，這些直觀教學(xué)用具建設(shè)既為課程中的空間點、線、面投影等較為抽象問題的講授提供了幫助，又為零件構(gòu)形等直觀教學(xué)提供了基礎(chǔ)。利用這些資源作為輔助教學(xué)手段，提高了學(xué)生的認(rèn)知水平和教學(xué)效果。所建設(shè)出的機(jī)械制圖模型室，不僅為增強(qiáng)學(xué)生對正投影法原理、點線面的投影規(guī)律的理解，以及基本體與疊加體、立體表面截交線、相貫線的認(rèn)識與理解提供了有效幫助，而且通過這些資源作為輔助教學(xué)手段，能夠較好提高學(xué)生對機(jī)械零件的認(rèn)知水平和教學(xué)效果。

4.改革課程教學(xué)方法和教學(xué)手段。改革了傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”授課方式，將先進(jìn)的教育思想和科技含量高的現(xiàn)代教育手段引入課堂教學(xué)。為此，課程組先后開發(fā)出《機(jī)械制圖》課程多媒體課件30余集、素材庫60余件、動畫片20余集。采用多媒體課件教學(xué)，能充分發(fā)揮課件容量大、密度高、信息廣泛等優(yōu)勢，內(nèi)容生動、直觀逼真，有利于提高課堂教學(xué)效果。將計算機(jī)輔助教學(xué)以及多媒體課件引入課程教學(xué)中，并取得了較好的教學(xué)效果。配合本課程的省、校級精品資源共享課程建設(shè)，課程組利用多媒體和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)出“機(jī)械制圖”課程立體化教材和教學(xué)支撐系統(tǒng)，并在校園網(wǎng)上建設(shè)出本課程的網(wǎng)站，列示了本課程的各種教學(xué)資源，為學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)提供了較好的教學(xué)資源和環(huán)境。此外，將本課程的部分章節(jié)視頻教學(xué)錄像鏈接在校園網(wǎng)上，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供幫助。

5.加強(qiáng)課程的實踐教學(xué)。為了加強(qiáng)學(xué)生本課程計算機(jī)繪圖能力的實踐教學(xué)，在學(xué)校的支持下，我院建設(shè)了為“機(jī)械制圖”課程教學(xué)專用的CAD機(jī)房和計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）開放實驗室，為學(xué)生的繪圖上機(jī)實踐教學(xué)和計算機(jī)繪圖能力培養(yǎng)提供了便利。為增強(qiáng)學(xué)生的動手能力和識圖繪圖能力，教學(xué)中還加強(qiáng)了課程的實驗內(nèi)容，先后開出了“軸套類零部件測繪”、“減速器裝拆與測繪”、“虎鉗的裝拆與測繪”等實踐教學(xué)項目，并利用CAD機(jī)房建設(shè)了三維動畫庫，以提高學(xué)生的機(jī)件測繪與繪圖能力。

6.將計算機(jī)輔助繪圖全面引入“機(jī)械制圖”課程教學(xué)。為適應(yīng)計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和現(xiàn)代工程設(shè)計的需要，本課程將計算機(jī)輔助繪圖全面引入“機(jī)械制圖”課程教學(xué)中，主要以國際著名繪圖軟件AutoCAD使用為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)繪圖能力。同時，并將三維實體繪圖軟件的應(yīng)用引入課堂教學(xué)，使計算機(jī)繪圖技術(shù)的表達(dá)形式更加生動、直觀，極大激發(fā)了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。為了增強(qiáng)學(xué)生的計算機(jī)繪圖能力，課程組利用計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）開放實驗室條件，每學(xué)期利用課外時間分別開設(shè)了AutoCAD、Solidworks等與“機(jī)械制圖”課程緊密聯(lián)系的選修課程，進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用計算機(jī)繪圖能力和計算機(jī)輔助設(shè)計軟件的能力。

7.舉辦CAD技能競賽，提高學(xué)生現(xiàn)代設(shè)計技能。在我院計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）開放實驗室建成后，在工學(xué)院的支持下，從2012年開始，課程組每年舉辦一次“西安外事學(xué)院CAD技能大賽”，學(xué)生參賽熱情高、參賽人數(shù)多，有力地促進(jìn)了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生現(xiàn)代設(shè)計技能。

8.促進(jìn)學(xué)生獲取CAD設(shè)計資格證書。為了適應(yīng)計算機(jī)繪圖技術(shù)的飛速發(fā)展，保證計算機(jī)繪圖教學(xué)的與時俱進(jìn)，以促進(jìn)應(yīng)用型本科技術(shù)人才的培養(yǎng)，在學(xué)校的支持下，2008年我院成功申辦了陜西省唯一的SolidWorks考試認(rèn)證中心，使我校成為陜西省唯一的Solidworks考試認(rèn)證中心的主考院校，主要用于我國計算機(jī)繪圖員職業(yè)技能的鑒定工作。為此，在計算機(jī)繪圖教學(xué)中，除了以AutoCAD為主體教學(xué)軟件以外，還向?qū)W生開出了“SolidWorks計算機(jī)輔助設(shè)計”選修課，以提高學(xué)生對CAD軟件的應(yīng)用能力。幾年來，每年使多名學(xué)生獲得“全國信息化工程師崗位技能證書”（全國信息化應(yīng)用能力考試——AutoCAD機(jī)械設(shè)計考試）和“SolidWorks操作技能證書”，為學(xué)生就業(yè)提供了重要技能。

9.建設(shè)精品課程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享。利用建設(shè)省、校級“機(jī)械制圖”精品資源共享課的時機(jī)，在校園網(wǎng)上，建設(shè)出了“機(jī)械制圖”精品共享資源，包括課程介紹、教師隊伍、教學(xué)方法與手段、教學(xué)大綱、實踐教學(xué)大綱（典型零部件測繪）、授課教案（電子課程教案）、多媒體課件（ppt格式）、教學(xué)資源庫（課程圖片庫、電子掛圖、三維動畫庫、電子模型庫、視頻庫等）、習(xí)題集、模擬試題庫、參考文獻(xiàn)、教學(xué)法研究、教學(xué)效果與成果（校外專家評價、學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)專家評價、校內(nèi)同行評價、學(xué)生評價等）、教學(xué)錄像、學(xué)生典型的二維CAD零件圖及裝配圖作品集、典型CAD三維實體造型的作品集、學(xué)生獲得的相關(guān)CAD操作技能證書等，為高校師生和社會學(xué)習(xí)者提供了內(nèi)容豐富的優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)資源的公開、共享和交流。

10.積極建設(shè)精品教材，服務(wù)課程教學(xué)。1988年11月，前國家教育委員會頒發(fā)的《高等學(xué)校教材工作規(guī)程（試行）》中指出：“高等學(xué)校教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的知識載體，也是深入教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。”幾年來，課程組一直十分重視并積極加強(qiáng)精品教材及其輔助教材的建設(shè)工作，以便為課程教學(xué)提供優(yōu)秀的知識載體和工具。2014年，課程組主編出版教材兩部：《機(jī)械制圖礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖習(xí)題集》（西南交通大學(xué)出版社，2014）；幾年來，課程組還參編出版課程輔助教材三部：《UG NX4 CAD精通篇》（化學(xué)工業(yè)出版社，2006）、《AutoCAD2007機(jī)械設(shè)計實例精解》（化學(xué)工業(yè)出版社，2008）、《AutoCAD2010實例教程》（西北工業(yè)大學(xué)出版社，2010）。這些教材在“機(jī)械制圖”課程教學(xué)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)中均發(fā)揮了重要作用。

二、課程教學(xué)的實踐效果

在加強(qiáng)能力培養(yǎng)的“機(jī)械制圖”精品課程教學(xué)改革與實踐中，課程組先后取得的主要實踐成果如下：

1.先后獲得校級教學(xué)成果獎4項：《機(jī)械制圖》教學(xué)內(nèi)容的整合與更新（校教學(xué)成果優(yōu)秀獎，2009.3）；機(jī)械制圖與AutoCAD一體化教學(xué)模式研究（校教學(xué)成果優(yōu)秀獎，2012.12）；緊貼應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要，機(jī)械基礎(chǔ)系列專業(yè)基礎(chǔ)課程改革與建設(shè)（校教學(xué)成果獎一等獎，2012.12）；應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)的課程建設(shè)與改革（校教學(xué)成果獎一等獎，2015.7）。

2.完成校級教改項目3項：《機(jī)械制圖》教學(xué)內(nèi)容的整合與更新（2009B5）；以教促學(xué)——以學(xué)生為中心的交互式教學(xué)法在省級精品課教學(xué)中的應(yīng)用研究（2015B9）；融合第二課堂，提升CAD能力，推進(jìn)工程制圖教學(xué)改革與實踐（2015B10）。

3.2012年4月，本課程獲得校級精品課程；2013年12月經(jīng)專家評選，被省教育廳批準(zhǔn)為“陜西省省級精品資源共享課”。

4.主編出版課程精品教材兩部：《機(jī)械制圖基礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖習(xí)題集》；參編出版課程輔助教材三部：《UG NX4 CAD精通篇》、《AutoCAD2007機(jī)械設(shè)計實例精解》、《AutoCAD2010實例教程》。有力支持了本課程的教學(xué)需要和學(xué)生CAD技能培養(yǎng)的需要。

5.建設(shè)出“機(jī)械基礎(chǔ)系列”專業(yè)基礎(chǔ)課校級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊一支；課程組一位教師被表彰省級教書育人先進(jìn)個人；一位教師獲得校教學(xué)名師獎；先后有四名教師獲校優(yōu)秀教師和校先進(jìn)個人。

作為應(yīng)用型本科院校的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，“機(jī)械制圖”課程的教學(xué)改革對培養(yǎng)具有較強(qiáng)設(shè)計實踐能力和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才具有重要的促進(jìn)作用。幾年來，課程組在培養(yǎng)應(yīng)用型本科技術(shù)人才的實踐過程中，對“機(jī)械制圖”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)以及增強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)上進(jìn)行了一些改革與探索，已取得較好的教學(xué)效果，這不僅提高了本課程的教學(xué)質(zhì)量，而且還先后獲得了校級精品課程和省級精品資源共享課程，出版的精品教材和課程輔助教材已得到全國多所高校的使用，教學(xué)實踐證明本課程的改革是成功的，對應(yīng)用型工科人才的能力培養(yǎng)起到了積極作用。

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