創(chuàng)新驅(qū)動背景下“機(jī)械制圖”教學(xué)改革與實(shí)踐

柳文清，謝朝明

(梧州學(xué)院 機(jī)械與材料工程學(xué)院，廣西 梧州 543002)

制造業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位，是國民經(jīng)濟(jì)的主體。打造具有國際競爭力的制造業(yè)，是提升我國綜合國力、建設(shè)世界級的制造強(qiáng)國的必由之路。2014年12月，我國首次提出“中國制造2025”這一概念。這是我國政府為了實(shí)施世界制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，提出的第一個十年的行動綱領(lǐng)?！爸袊圃?025”提出，我國要堅(jiān)持以市場為主導(dǎo)的基本原則，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動的基本方針，到新中國成立一百周年的時候，我國的綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國之列。為了響應(yīng)“創(chuàng)新驅(qū)動”的號召，為我國的強(qiáng)大作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)，筆者就高等學(xué)?！皺C(jī)械制圖”課程的改革進(jìn)行探索。

1 進(jìn)行創(chuàng)新性的教學(xué)研究

高等學(xué)校是培養(yǎng)既有專業(yè)理論知識，又有工作技能的高級專門人才的學(xué)校。高等教育的根本目的是為社會培養(yǎng)人才[1]?！皺C(jī)械制圖”課程是工科的一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。機(jī)械圖樣是工程界的語言，是交流和表達(dá)技術(shù)思想的重要工具，是企業(yè)工程技術(shù)部門的一項(xiàng)重要技術(shù)文件?！皺C(jī)械制圖”課程研究繪制和閱讀機(jī)械圖的基本方法和基本原理，培養(yǎng)學(xué)生繪制工程圖的能力、構(gòu)形設(shè)計(jì)能力、空間思維能力和利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行繪圖的能力。讓學(xué)生學(xué)習(xí)、貫徹機(jī)械制圖最新的國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定。本課程理論結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)踐性很強(qiáng)，與工程實(shí)踐有密切的聯(lián)系，對于培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)思維方法，增強(qiáng)工程實(shí)踐意識和創(chuàng)新意識有著非常重要的作用。

要培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)造性的構(gòu)型設(shè)計(jì)能力。就要進(jìn)行創(chuàng)新性教學(xué)設(shè)計(jì)。這種教學(xué)方法使得老師的教與學(xué)生的學(xué)、老師傳授課本知識和提高學(xué)生實(shí)踐能力并重，是新型的教學(xué)方法。它教學(xué)靈活，非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的構(gòu)形設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識。筆者在“機(jī)械制圖”課程的教學(xué)中作了創(chuàng)新性的教學(xué)研究。

2 備好教案是邁出創(chuàng)新性教學(xué)的第一步

教案要體現(xiàn)準(zhǔn)確完整的知識點(diǎn)，難點(diǎn)的突破手段，重點(diǎn)的突出方法[2]。如何訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的能力？教案是教師傳授知識給學(xué)生的重要依據(jù)。備好教案很重要。備課中不但應(yīng)考慮課堂目標(biāo)，而且要體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和老師的教學(xué)方法。學(xué)生通過整個課程的學(xué)習(xí)，達(dá)到預(yù)期的目的。教師通過對本課程的教學(xué)大綱、教材和主要參考資料的研究分析，確定本課程教學(xué)的內(nèi)容及重點(diǎn)、難點(diǎn)。在教學(xué)中，教師要注意的是教會學(xué)生會主動學(xué)習(xí)，積極掌握知識，并將所學(xué)到的知識轉(zhuǎn)變成服務(wù)社會的能力。教師根據(jù)教學(xué)大綱進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的組織，教學(xué)方法的設(shè)計(jì)，師生互動的安排，課后進(jìn)行分析和總結(jié)。

在“機(jī)械制圖”課程里，教師不僅要懂得畫法幾何，而且要懂得機(jī)械制圖。在熟悉最新的國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確熟練地畫圖。這樣備出來的教案才完整。以“投影法與三視圖”這一節(jié)為例，應(yīng)該如何準(zhǔn)備好教案？首先在領(lǐng)會教學(xué)大綱的前提下，先將整節(jié)課程的內(nèi)容分解成一個一個的問題，然后逐一地檢查。在視圖這一節(jié)里，可分解為(一)什么是三視圖？然后講清三視圖概念；(二)畫三視圖前要準(zhǔn)備哪些知識點(diǎn)？要掌握正投影的基本性質(zhì)；(三)三視圖是怎樣形成的？要講清三投影面體系及它的建立方法；(四)如何畫三視圖？要講清三視圖的投影規(guī)律。這樣寫出的教案就會將分散的內(nèi)容連貫起來，條理性強(qiáng)，清晰完整?？蓸O大地提高教學(xué)效率，也邁出創(chuàng)新性教學(xué)的第一步。

3 運(yùn)用“形體分析法”的教學(xué)方法，提高學(xué)生畫三視圖的能力

在講授“機(jī)械制圖”課程時，在開始上課的幾分鐘內(nèi)提出問題，然后將模型拿出來演示，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。這樣學(xué)生在摸得著、看得見的情況下獲得對零件的初步印象，如教師提問：如何把剛才的零件畫出來呢？這樣學(xué)生會對學(xué)習(xí)很有興趣。學(xué)生對實(shí)物有了初步印象后，教師再加以啟發(fā)引導(dǎo)，讓學(xué)生獨(dú)立分析問題，這樣學(xué)生可以將圖一點(diǎn)一點(diǎn)地畫出來。引入課題以后，教師開始重點(diǎn)講授內(nèi)容。例如，講授組合體三視圖的畫法的時候，首先對組合體的形體進(jìn)行分析，弄清楚它的左右、前后和上下6個面的形狀，然后根據(jù)組合體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以分成哪幾個組成部分，每一個組合部分的相對位置是怎么樣的？其組合形式又是怎么樣的？弄清楚以上的問題之后，就可以用三視圖之間的對應(yīng)關(guān)系來引導(dǎo)學(xué)生開始畫圖。明確每一個組合部分的投影對應(yīng)關(guān)系：主視圖和俯視圖長度是對正的關(guān)系；主視圖和左視圖高度是平齊的關(guān)系；俯視圖和左視圖寬度是相等的關(guān)系。每一個組合部分的方位對應(yīng)關(guān)系：俯視圖反映物體的前、后和左、右的相對位置關(guān)系；主視圖反映物體的上、下和左、右的相對位置關(guān)系；左視圖反映物體的前、后和上、下的相對位置關(guān)系。通過這些關(guān)系，將每一個組合部分的三視圖畫出來。按每一個組合部分的相對位置，逐一畫出它們的投影及它們之間的表面連接關(guān)系，綜合起來就能畫出整個組合體的視圖，最終達(dá)到課程教學(xué)的目的。這樣能極大地提高學(xué)生畫三視圖的能力。重點(diǎn)講授階段，是將感性知識上升到理性知識的階段，這是學(xué)生掌握課堂知識的關(guān)鍵階段，這階段很重要，要從培養(yǎng)學(xué)生的注意力和理解力著手。講授中應(yīng)該做到深入淺出，詳略得當(dāng)，對于學(xué)生容易掌握的知識可以略講，最主要的是講清關(guān)鍵點(diǎn)，教師能做到突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，做到以點(diǎn)帶線，以線帶面，這樣就能充分體現(xiàn)出教師“導(dǎo)”的作用。例如，在“機(jī)械制圖”課程中，講課的畫龍點(diǎn)睛之處是知識的銜接點(diǎn)，在講授三視圖的形成規(guī)律時，位置關(guān)系是整個“機(jī)械制圖”課的“銜接點(diǎn)”。位置關(guān)系這節(jié)一定要講清、講透，為學(xué)生學(xué)習(xí)后面的內(nèi)容打下良好的基礎(chǔ)?！把a(bǔ)第三視圖、補(bǔ)漏線”這一節(jié)是難點(diǎn)，可以采用線面分析法逐一講解，可以達(dá)到提高學(xué)生讀圖能力和培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的目的。在重點(diǎn)講授之后，用大約5min進(jìn)行小結(jié)。在這個階段，濃縮教學(xué)內(nèi)容，指出重點(diǎn)、難點(diǎn)。這一階段是對學(xué)生的思維進(jìn)行整理，使教師在課堂上所講的知識在學(xué)生頭腦里形成比較系統(tǒng)的、完整的知識，這是必要的。小結(jié)后可以選擇有代表性的練習(xí)題，由學(xué)生完成。讓學(xué)生鞏固理解所學(xué)的知識，有助于學(xué)生加深記憶，檢查教學(xué)效果。教師發(fā)現(xiàn)問題后，對學(xué)生及時輔導(dǎo)，讓學(xué)生掌握[3]。要采用多種方法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，這樣學(xué)生分析問題和解決問題的能力會大大提高。

4 采用“形式多樣化”的教學(xué)手段、將教與學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，走出創(chuàng)新性教學(xué)的新路

學(xué)生作為主體，學(xué)生要提高主體意識[4]。在教學(xué)工作中，教與學(xué)是相互起作用的。學(xué)是內(nèi)因，教是外因，外因只有通過內(nèi)因才能起作用。在當(dāng)今時代，多媒體的教學(xué)設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入學(xué)生的課堂教學(xué)中[5]。這一現(xiàn)代化的教學(xué)手段具有很好的作用，可以很好地用來進(jìn)行課堂教學(xué)，教師和學(xué)生而且能夠利用多媒體網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)課堂氣氛進(jìn)行學(xué)習(xí)資源的互動，幫助學(xué)生理解內(nèi)容，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的廣度和深度，能夠激發(fā)起學(xué)生很強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行主動學(xué)習(xí)。多媒體教學(xué)不僅對學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識有作用，而且對學(xué)生的空間想象能力的提高也很有幫助。在“機(jī)械制圖”這門課程中應(yīng)用多媒體教學(xué)可以將教材中的一些內(nèi)容，通過多媒體課件動畫演示的形式，創(chuàng)造出很好的課堂氛圍，使學(xué)生獲得三維立體感的效果，能很大程度地提高學(xué)生的理解能力，讓學(xué)生學(xué)得輕松有趣，使學(xué)生很容易接受，能夠極大地提高學(xué)習(xí)效率，得到很好的教學(xué)效果。不僅大大地節(jié)約了時間，而且還極大地提高了教學(xué)質(zhì)量。例如，在講解正投影基礎(chǔ)、組合體組成方式、機(jī)件的常用表達(dá)方法等章節(jié)都可以應(yīng)用多媒體教學(xué)。在課堂中老師還要注意，對于重點(diǎn)難點(diǎn)，可以用動畫演示，活躍課堂氣氛，讓學(xué)生容易理解和掌握，這樣學(xué)生就會對所講內(nèi)容表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

教師還可以用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法，根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)，明確教學(xué)要求，增加思考題。讓學(xué)生提出問題的解決方案，學(xué)生互相討論，上網(wǎng)查找資料，最后教師總結(jié)歸納。如，在講投影法時，先講點(diǎn)的投影，讓學(xué)生清楚點(diǎn)的投影規(guī)律，然后講直線的投影。提出問題，直線是由兩點(diǎn)連起來得到的嗎？學(xué)生回答是。然后教師總結(jié)歸納，直線的投影可以通過直線兩端點(diǎn)的投影連接起來得到。這樣，可以使學(xué)生把知識學(xué)得扎實(shí)。教師在課堂上一方面要和藹可親，讓學(xué)校的教學(xué)工作在愉快的課堂氛圍中進(jìn)行，讓學(xué)生的情緒處于最佳狀態(tài)中。教師另一方面還要引導(dǎo)學(xué)生辯論，使課堂氣氛熱烈。教師吐字要做到清楚圓潤，表達(dá)簡單明了，生動準(zhǔn)確，這樣才能幫助學(xué)生理解課堂內(nèi)容，掌握制圖的知識和技能。教師還要在課堂上于教于樂，將機(jī)械制圖的知識性和趣味性結(jié)合起來。教學(xué)的效果才會大大增強(qiáng)。學(xué)生喜聞樂見，喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，激發(fā)學(xué)生勇于探索的精神。如，在“機(jī)械制圖”中講授線和面的投影時，如果是鉛垂線，那么它在水平面的投影為點(diǎn)，在正面投影面、側(cè)面投影面的投影為直線。平行線的投影特性可概括為，如果它在一個投影面的投影傾斜于投影軸，那么它在另外兩個投影面的投影必定平行于投影軸。投影面垂直面的投影特性，如果它在一個投影面的投影為直線，那么它在另外兩個投影面的投影必定為多邊形。投影面平行面投影特性，如果它在一個投影面的投影為多邊形，那么它在另外兩個投影面的投影必定為直線。這樣講就簡單、明了，學(xué)生容易記得牢。

“創(chuàng)新驅(qū)動”是在新時代“中國制造2025”的國際環(huán)境下，中國政府立足于全世界制造行業(yè)產(chǎn)生大變革的趨勢，從而作出的全面提高中國制造水平，發(fā)展高質(zhì)量的制造業(yè)產(chǎn)品的重大的戰(zhàn)略部署。筆者通過對高校機(jī)械制圖的教學(xué)方式的研究探索，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)知識，學(xué)習(xí)技能的積極性、自覺性、創(chuàng)新性。不僅使高校學(xué)生牢固地掌握了機(jī)械制圖的最新標(biāo)準(zhǔn)，最新知識，而且極大地提高了學(xué)生看機(jī)械工程圖、畫機(jī)械工程圖的技術(shù)能力。三維空間的想象能力和實(shí)際應(yīng)用知識能力也得到了很大加強(qiáng)。能夠把高校學(xué)生培養(yǎng)成實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)新驅(qū)動”目標(biāo)，提高中國制造世界競爭力的主力軍。通過課程改革，積累經(jīng)驗(yàn)，走出創(chuàng)新性教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的新路。