機(jī)械制圖課程的教學(xué)思考與對策

楊波　崔衛(wèi)華　潘永智　宋衛(wèi)衛(wèi)

[摘 要]機(jī)械制圖是工程師綜合素質(zhì)培養(yǎng)教育中的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在高等工程人才的培養(yǎng)過程中具有重要的地位與作用。機(jī)械制圖課程教學(xué)在人才培養(yǎng)中的課程定位、課程教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)模式等方面存在不少問題。為了更好地發(fā)揮課程在產(chǎn)品形體表現(xiàn)中的優(yōu)勢，高校要以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力為基本出發(fā)點(diǎn)，在大工程背景下，對其課程教學(xué)進(jìn)行一定的改革。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械制圖；課程定位；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式；教學(xué)思考與對策

[中圖分類號] G42.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）07-0054-03

當(dāng)前我國高等教育客觀上已從精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娊逃?，人才培養(yǎng)質(zhì)量呈現(xiàn)多樣化的需求，教育教學(xué)理念、教學(xué)方法也正經(jīng)歷著由知識教育向素質(zhì)教育、由以教師為中心向以學(xué)生為中心、由專業(yè)化思想向工程化意識的轉(zhuǎn)變。[1][2]在這一過程中，如何充分發(fā)揮基礎(chǔ)課在工程教育改革中的作用，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)工程技術(shù)人才，是當(dāng)今工程教育理論研究與教學(xué)實(shí)踐需要解決的重要問題。

機(jī)械制圖作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是工程師綜合素質(zhì)培養(yǎng)中最重要的知識教育之一。[3][4]在對機(jī)械制圖教學(xué)中工程素養(yǎng)培養(yǎng)認(rèn)知過程規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，作者分析了機(jī)械制圖課程教學(xué)的現(xiàn)狀，指出其在課程定位、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)模式等方面存在的問題，并對課程教學(xué)的一些改革思路做了初步的探索。

一、機(jī)械制圖在人才培養(yǎng)中的地位和作用反思與對策

在現(xiàn)代高等教育體系中，每一門課程都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)合理的定位，不能超越本身的界位，更不能替代其他課程。機(jī)械制圖是機(jī)械專業(yè)的一門專業(yè)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的讀圖繪圖和空間想象能力，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程必備的基礎(chǔ)，同時(shí)也是學(xué)生后續(xù)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)及至參加工作必備的基本技能。[5]

但同時(shí)，從課程性質(zhì)的角度，制圖更是一門工程語言，只有掌握了這門語言，學(xué)生才能游刃有余地勝任今后的工作和學(xué)習(xí)；另一方面，從課程傳授對象的角度，一年級學(xué)生只是剛剛開始學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課，他們不可能也沒有更多的時(shí)間去學(xué)習(xí)專業(yè)知識、生產(chǎn)知識，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式還是高中的被動(dòng)式學(xué)習(xí)方式。

因此，制圖課程改革合理的定位，就是恢復(fù)制圖教學(xué)的本來面目：主要培養(yǎng)學(xué)生畫圖、看圖的基本能力和一絲不茍的素質(zhì)，其目標(biāo)是使學(xué)生掌握圖樣表達(dá)與閱讀的這樣一種語言能力。因此在教學(xué)的過程中，教師應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，在培養(yǎng)學(xué)生的空間概念、立體思維的前提下，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生閱讀零件圖和裝配圖的能力和徒手繪圖的技巧。

二、機(jī)械制圖課程教學(xué)內(nèi)容反思與對策

目前機(jī)械制圖的教學(xué)觀點(diǎn)與教學(xué)內(nèi)容更多的是偏向?qū)W術(shù)研究方面，過分強(qiáng)調(diào)學(xué)科的系統(tǒng)性和完善性，而忽視了培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，忽視了課程的實(shí)踐本質(zhì)，以及其在學(xué)科發(fā)展中的地位與作用。其內(nèi)容的抽象性使學(xué)生在學(xué)習(xí)制圖時(shí)感到枯燥與乏味，形成歷史性的“頭痛幾何”問題。[6][7]因此，機(jī)械制圖課程教學(xué)內(nèi)容在以下幾個(gè)方面亟待加以優(yōu)化。

（一）只強(qiáng)調(diào)課程基礎(chǔ)性而忽視了學(xué)科發(fā)展性

發(fā)達(dá)國家以及我國大部分大中型企業(yè)已經(jīng)廣泛使用數(shù)字化制造技術(shù)，從源頭的設(shè)計(jì)、分析及至最終的制造及數(shù)據(jù)管理，包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工程分析、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃等內(nèi)容。企業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造模式產(chǎn)生了如此重大改變，制圖教學(xué)如果不了解社會(huì)需求，教學(xué)內(nèi)容不具前瞻性，教學(xué)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于企業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，屆時(shí)，課程將陷入非常尷尬的境地。

傳統(tǒng)制造模式下采用二維圖紙作為信息載體，因此，機(jī)械制圖課程教學(xué)內(nèi)容一直圍繞二維圖樣的生成、畫法、技術(shù)要求的標(biāo)注與表達(dá)等方面展開，在數(shù)字化制造環(huán)境下，課程教學(xué)要解決零件、產(chǎn)品的形體表達(dá)問題；而作為貫穿數(shù)字化制造的產(chǎn)品數(shù)字模型，其表現(xiàn)形式、包含內(nèi)容、建立方法、信息含量等更為重要，如何更為有效地對產(chǎn)品數(shù)字模型進(jìn)行表達(dá)，如何將產(chǎn)品幾何信息以及工程語義信息在產(chǎn)品的各個(gè)階段進(jìn)行有效的傳遞，將機(jī)械學(xué)科的發(fā)展與課程教學(xué)有機(jī)結(jié)合，使得課程教學(xué)內(nèi)容適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要，將是本課程教學(xué)改革首先需要解決的、具有挑戰(zhàn)性的課題。

（二）只強(qiáng)調(diào)課程獨(dú)立性而忽視了學(xué)科交叉性

隨著科技的不斷發(fā)展，各學(xué)科之間的交叉、滲透發(fā)展越來越明顯，很多工程圖樣不再是單一形體的表達(dá)，而更多地體現(xiàn)為各種信息的整合，是各學(xué)科知識的交叉結(jié)合。在這種大背景下，企業(yè)對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和基本技能的需求都發(fā)生了根本變化，因此，應(yīng)從學(xué)科交叉性的角度調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容。

機(jī)類機(jī)械制圖是專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)又屬于設(shè)計(jì)課程，因此不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)其課程的獨(dú)立性，而應(yīng)在設(shè)計(jì)教育的大背景下統(tǒng)一考慮制圖課的課程體系，在教學(xué)過程中重視學(xué)科之間的縱向聯(lián)系以及橫向聯(lián)系。

縱向聯(lián)系：加強(qiáng)機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容與機(jī)械零件、機(jī)械原理、畢業(yè)設(shè)計(jì)等課程與環(huán)節(jié)的聯(lián)系。如從講授機(jī)械設(shè)計(jì)概念入手，以培養(yǎng)設(shè)計(jì)簡易機(jī)械為主線，講授投影原理、制圖基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)繪圖，然后將標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、零件圖與裝配圖與機(jī)械零件的設(shè)計(jì)有機(jī)聯(lián)系與融合，從而培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識和大工程觀。

橫向聯(lián)系：將制圖課程電氣、電工電子、信息技術(shù)等知識進(jìn)行交叉聯(lián)系；在制圖教學(xué)中滲透工業(yè)設(shè)計(jì)思想，在圖學(xué)知識中融入技術(shù)美學(xué)和豐富的表現(xiàn)內(nèi)涵，從而既可以強(qiáng)化學(xué)生的空間思維能力、圖形表達(dá)能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)造能力，又可以為后續(xù)基于專業(yè)而又不拘泥于專業(yè)的發(fā)散性思維訓(xùn)練打好基礎(chǔ)。

（三）只強(qiáng)調(diào)課程理論性而忽視了課程實(shí)踐性

工程是一種特定的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，工程師是從事這種造福人類的實(shí)踐活動(dòng)的主體，因此以培養(yǎng)這種工程人才為目的的工程教育在本質(zhì)上也必須具有實(shí)踐性。制圖的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)尊重工程教育的特定屬性——實(shí)踐性；工程圖學(xué)教育的目標(biāo)是工程師，而不是圖學(xué)理論專家，因此，課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)擺脫追求全面的、系統(tǒng)的、面面俱到的舊教育觀念，刪減理論性內(nèi)容、加強(qiáng)工程實(shí)用性內(nèi)容，例如截交、相貫僅要求了解其近似畫法，而不再講解具體的取點(diǎn)連線作圖方法；加強(qiáng)徒手繪圖的方法和展開圖的實(shí)踐環(huán)節(jié)畫法，進(jìn)一步強(qiáng)化軸測圖和三維實(shí)體造型等內(nèi)容，在零件和裝配體測繪的環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生以工程師的角色去完成任務(wù)，包括對產(chǎn)品進(jìn)行論證、徒手圖繪制、CAD三維建模、CAD平面圖繪制等綜合設(shè)計(jì)。從而通過課程實(shí)踐環(huán)節(jié)幫助學(xué)生建立工程思維，體現(xiàn)工程教育理念。另一方面，應(yīng)該通過一定的制度建設(shè)，促使機(jī)械制圖教師與企業(yè)形成良好的互動(dòng)，了解企業(yè)對學(xué)生掌握機(jī)械制圖的需求，并且通過教師在企業(yè)的工程實(shí)踐，改善自身的知識結(jié)構(gòu)，使教師在新的三維技術(shù)知識體系下能夠勝任機(jī)械制圖的教學(xué)工作。

三、機(jī)械制圖課程教學(xué)模式反思與對策

（一）建立一種基于工程理念的課程訓(xùn)練模式

在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等生命周期過程中，產(chǎn)品是作為一個(gè)整體存在的，其各組成部分既存在著功能上的關(guān)聯(lián)，也存在著幾何形狀以及尺寸上的關(guān)聯(lián)；對產(chǎn)品的表達(dá)包括總裝圖、部件裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖，這種表達(dá)應(yīng)該是一種基于全局觀念的表達(dá)，反映的是設(shè)計(jì)思路和制造要求，因此，其所繪的一套圖紙?bào)w現(xiàn)的是一個(gè)產(chǎn)品，是系統(tǒng)的、彼此密切相關(guān)的。

在制圖教學(xué)過程中，往往通過繪制圖紙的方式完成各個(gè)教學(xué)片段的實(shí)訓(xùn)，在這一過程中學(xué)生繪制的大多數(shù)是不存在關(guān)聯(lián)、相互孤立的圖紙，因而所繪圖樣反映的僅僅是學(xué)生的制圖水平。這樣一種訓(xùn)練方式，往往會(huì)使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中無法形成對課程的全局與整體認(rèn)識，達(dá)不到學(xué)以致用的目的。因此，在今后的制圖教學(xué)中，教師不僅要教學(xué)生怎樣繪制一張圖紙，而且可以引入一些小型設(shè)備，教會(huì)學(xué)生怎樣繪制一套圖。可壓縮畫法幾何內(nèi)容，把更多的時(shí)間分配給機(jī)械制圖，在教學(xué)中注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化、圖紙表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化、尺寸及技術(shù)要求標(biāo)注可測性及可加工性。引導(dǎo)學(xué)生盡量從身邊看得見、摸得著的實(shí)物出發(fā)，從概念設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)計(jì)、發(fā)明創(chuàng)造的角度發(fā)掘設(shè)計(jì)表達(dá)靈感，形成工程意識。

（二）改變單一考試模式，建立一種過程考核模式

傳統(tǒng)課程的考核模式基本上還是沿用“一卷定終身”方式，雖然近幾年增大了平時(shí)作業(yè)的比重，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到過程考核的效果，這就使得學(xué)生不能及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，也無法形成教學(xué)過程的動(dòng)態(tài)反饋，從而達(dá)不到反饋指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)計(jì)劃的目的。

因此，我們有必要采用一種模塊化、開卷與閉卷相結(jié)合的過程考核模式，將課程內(nèi)容分解為制圖理論基礎(chǔ)、畫法幾何基本知識、機(jī)件的表達(dá)方法、標(biāo)準(zhǔn)件與常用件、零件圖與裝配圖等多個(gè)模塊，采用閉卷方式從機(jī)械裝置的表達(dá)、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等多個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行考查；采用期中考試（開卷）的方式，對螺紋規(guī)定畫法及標(biāo)注方法，常用螺紋緊固件連接的規(guī)定畫法，鍵、銷及其連接的規(guī)定畫法及尺寸標(biāo)注方法，以及齒輪嚙合為題目進(jìn)行開卷考試，促使學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)分析解決圖樣表達(dá)問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)工程意識和標(biāo)準(zhǔn)化意識；此外增加綜合考試，給出一個(gè)簡單機(jī)械產(chǎn)品，要求完成內(nèi)容涵蓋零件圖、裝配圖、標(biāo)準(zhǔn)件和常用件的裝配圖設(shè)計(jì)，從而形成對學(xué)生綜合能力的考核。

四、結(jié)論

圖學(xué)教育需要在新的數(shù)字技術(shù)支撐下進(jìn)行適應(yīng)性改革，在這一過程中，應(yīng)將其置于現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)與表達(dá)的大背景下，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況以及課程的教學(xué)特點(diǎn)和要求，從教學(xué)定位、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式等方面積極探索，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段。在具體改革的實(shí)施過程中，應(yīng)將機(jī)械制圖課程與機(jī)械工程專業(yè)的其他課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，多聯(lián)系工程實(shí)際，擴(kuò)展學(xué)生的視野，同時(shí)合理使用多媒體技術(shù)、實(shí)體造型軟件等現(xiàn)代化教學(xué)工具，引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。只有這樣才能更好地發(fā)揮其產(chǎn)品形體表現(xiàn)的優(yōu)勢，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械制圖課程的教學(xué)目標(biāo)，為學(xué)生學(xué)好后繼專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]