新工科背景下機械制圖課程改革模式探索與實踐

吳玲

摘要：在新工科背景下，如何將高校課程教學模式進行創(chuàng)新，轉(zhuǎn)變教學思路與方法，使學生愛上學習，應是教師教學過程中不斷思考的問題。因此，本文以機械制圖課程為例，探索其課程改革模式，對于提高學生的學習興趣和課程教學效果，都有重要的意義。

關(guān)鍵詞：機械制圖;教學模式;改革;教學效果

中圖分類號：G642;TH126-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0241-02

1? 機械制圖課程現(xiàn)狀及面臨的問題

機械制圖是工程類，尤其是機械專業(yè)的核心課程，該課程以培養(yǎng)學生的識圖、繪圖能力，提高邏輯思維能力為目的，同時又具有較強的應用性和實踐性，學生對該課程的學習將會為后續(xù)專業(yè)課的學習起到重要的鋪墊作用，同時對學生的就業(yè)會起到很好的幫助[1]。但是經(jīng)過多次講授機械制圖課程發(fā)現(xiàn)，該課程的教學內(nèi)容較為復雜和抽象，需要學生具備較好的邏輯思維能力和一定的實踐基礎(chǔ)，否則，學習較為困難。另外，機械制圖課程的授課方式一直沿用傳統(tǒng)的說教模式，學生處于被動的學習狀態(tài)，缺乏學習興趣，不利于對學生創(chuàng)新性、邏輯性的培養(yǎng)和課程的教學。為此，對該課程的教學模式進行改革是教師面對的亟待解決的問題。

2? 機械制圖課程改革的舉措

2.1 教學大綱的修訂

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分高校的畫法幾何與機械制圖兩部分合為一門課程，即為機械制圖，同時該課程點的學時基本為64學時，但是在教學過程中發(fā)現(xiàn)，因?qū)W時原因?qū)е聶C械制圖的部分章節(jié)，比如零件圖、裝配圖部分無法按時完成教學任務或者完成較為倉促，導致學生的學習過程中該部分內(nèi)容缺失，而零件圖及裝配圖部分是該課程的重點部分，學生在后續(xù)的測繪實訓及其他專業(yè)課的學習過程中，都是非常重要的基礎(chǔ)內(nèi)容。為解決此問題，將機械制圖課程分為了畫法幾何和機械制圖兩門課程，分別開設在大一年級的第一、二學期，這樣既減輕了學生的學習壓力，又滿足了對學時的要求，同時學生的學習內(nèi)容也變得較為完整，符合教學大綱的基本要求。經(jīng)過將教學大綱調(diào)整前后的學生學習情況對比后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)調(diào)整后學生的學習成績有了大幅提升，教師的教學得到了事半功倍的效果。

2.2 增加測繪實訓環(huán)節(jié)

因機械制圖課程自身具備的知識點較多且邏輯思維性較強，學生較難理解的特點，因此要使學生將所學知識進行融會貫通，必須在增加該課程的1-2周的測繪實訓環(huán)節(jié)，使學生將所學應用于實踐，更好的理解課本知識[2-3]。

將機械制圖測繪實訓安排在課程結(jié)束之后，給定學生某一三維模型，要求由拆分零件進行測繪開始，直至完成三維模型的裝配圖及各個零件圖，繪制完整、標準的圖紙，在此過程中，學生不僅認識了不同的測量工具，真正掌握它們的使用方法，同時復習了零件圖、裝配圖的繪制方法，更重要的是學生接觸到了實際的三維模型，看到了清楚的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)及其工作原理，提升了空間想象力并對專業(yè)課內(nèi)容有了部分了解，對今后的專業(yè)課學習有較大幫助。

在實訓過程中使用的三維模型可以鼓勵學生采用3D打印的方法打印，采用3D打印技術(shù)學生需要首先分析給定的二維平面圖形，分析三視圖之間的方位關(guān)系，在此基礎(chǔ)上借助于三維建模軟件將二維平面圖形轉(zhuǎn)換為三維模型[4]。因此，將3D打印技術(shù)融入到機械制圖的測繪實訓乃至教學過程中，可以很好的彌補機械制圖課程本身存在的弊端，首先學生在進行打印分析的過程中，對進行測繪的零件結(jié)構(gòu)有了較深入的分析，幫助學生理解各視圖之間的方位關(guān)系，提高了他們的邏輯思維能力，同時也將原本抽象難以理解的內(nèi)容變得清晰明了;其次在將二維平面圖形轉(zhuǎn)換為三維模型的過程中，在此階段學生并沒有接觸到三維建模軟件，因此就要求學生通過自學的方法來掌握一種三維建模方法，以此來完成任務，在這個過程中可以鍛煉培養(yǎng)學生學習的主動性，最后在整個應用3D打印技術(shù)進行模型打印的過程中，能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維和動手實踐能力，同時也能夠使學生感受到學習機械制圖課程的快樂，而不再是以前學習的枯燥乏味，真正的提高學習的興趣。

2.3 教學內(nèi)容與專業(yè)特色相結(jié)合

機械制圖課程在各高校中，不僅僅在機械專業(yè)中開設，在電氣工程、土木工程、交通運輸?shù)榷鄠€工科非機械性類專業(yè)中均有涉及，而不同的專業(yè)有著不同的課程特色，要想使機械制圖課程的教學能夠在不同的專業(yè)教學中發(fā)揮應有的作用，在教學過程中，教師應注重課程內(nèi)容與專業(yè)特色相結(jié)合，采用項目化教學方式，引入本專業(yè)相關(guān)案例，提高學生學習興趣的同時，也使得課程教學與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合[5]。以車輛工程專業(yè)為例，該專業(yè)學生除了學習機械類的通識課以外，還需學習車輛類專業(yè)課，因此，對于機械制圖課程的學習，教師可以大量的引入有關(guān)車輛結(jié)構(gòu)方面的模型，比如，在零件圖繪制部分，可以引入車架、車橋、懸架等結(jié)構(gòu)來進行分析，這樣不僅完成了我們既定的教學任務，同時使學生對專業(yè)課內(nèi)容有了一定的認識。

為使機械制圖課程的教學能夠更好的與專業(yè)特色相結(jié)合，教師在授課過程中可以通過不斷積累教學經(jīng)驗，編寫適合本專業(yè)學生的教材，教材中融入本專業(yè)相關(guān)的實例，且難易程度更符合應用型本科院校學生的特點，減輕學生學習的壓力，增加學生學習興趣，真的變要我學為我要學，提高我們的教學效果。同時，一本適合本院學生特點的教材，不僅對學生的學習有利，同時教師的授課也會更加得心應手，真正提高教學效率。

2.4 融入CAD技術(shù)

計算機輔助設計又稱CAD技術(shù)，是指在設計過程中，利用計算機作為工具，幫助工程師進行設計的一切實用技術(shù)的總和。常用的CAD繪圖軟件有AutoCAD、Solidworks、UG等[7]。通過繪圖軟件的學習能夠使學生掌握一定的計算機繪圖知識，并具備獨立繪圖的能力。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，AutoCAD課程大多開設在大一年級的下學期，Solidworks、UG等三維繪圖軟件大多開設在大三年級的上學期。因AutoCAD繪圖軟件的開設與機械課程處于相同學期，這對機械制圖課程的教學工作是非常有利的，通過將CAD技術(shù)融入到機械制圖課程的教學過程中，可以幫助學生理解較抽象的內(nèi)容，同時也使得教學手段變得多樣化，課堂教學生動、活潑[6]。

將CAD技術(shù)融入機械制圖課程的教學中，可以通過兩方面入手，分別是理論基礎(chǔ)部分和機械測繪實踐部分。理論知識的學習主要培養(yǎng)學生的邏輯思維能力以及創(chuàng)新能力，因此，在講授理論知識的過程中，教師可以借助于AutoCAD軟件將較難理解、抽象的問題具體化，幫助學生更好的理解教材內(nèi)容。比如，在組合體部分，由組合體繪制三視圖及由三視圖繪制組合體，是教材中的難點內(nèi)容，為了幫助學生理解加深印象，在學習完此內(nèi)容后，學生可以通過繪圖軟件將課上所學內(nèi)容進行繪圖練習，一方面使得較難理解的三視圖的繪法變得清晰明了，加深理解，同時也鍛煉了學生的繪圖能力;在由三視圖繪制組合體部分，教師可以利用三維繪圖軟件建立模型，通過課上展示的方法來幫助學生建立空間感，提高空間想象能力。機械測繪實踐部分，引入CAD技術(shù)可以更好的引導學生認識并理解所會模型的結(jié)構(gòu)，更好的處理零件圖及裝配圖中主視圖的擺放位置、投射方向和視圖數(shù)量及種類的選擇，因測繪實踐中借助CAD技術(shù)的原理與采用3D打印進行實踐模型的準備類似，在此將不再贅述。

2.5 采用混合式教學模式

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，教師的教學手段理應與信息化相結(jié)合，打破傳統(tǒng)的固定式教室上課、教師教學生學的教學模式，最優(yōu)化的利用已有線上教學資源，來拓展學生的知識面。在現(xiàn)有的中國大學MOOC、智慧樹、雨課堂、騰訊課堂等眾多線上教學平臺中，都有大量優(yōu)秀的教學資源和合理的課堂管理體系。因此，教師在線下授課的過程中可以合理的利用優(yōu)秀的線上教學資源，形成“以線下為主線上為輔”的教學體系。

線上、線下相結(jié)合的教學模式，學生可以在課前通過線上教學資源進行課程的預習，教師通過線下教學的方法對學生的問題給予解答，或者在線下教學完成后，學生通過線上資源將知識進行總結(jié)回顧，同時對于機械制圖課程來說，在線上資源中有豐富的與實踐相結(jié)合的案例、零件模型，在拓寬學生知識面、開闊眼界的同時，可以很好的實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。同時線上教學平臺有著較合理的課堂管理體系，可以進行簽到、點名、問題討論、測試等，借助于這些功能以及學生對互聯(lián)網(wǎng)的興趣，教師可以更好的管理班級，實現(xiàn)課堂授課效果的最優(yōu)化，提高課堂教學效率，使學生真正愛上學習。

以上在機械制圖課程教學過程中采用的教學改革手段，教師在授課過程中可以通過學生的學習反饋情況，來不斷調(diào)整授課方法，即采用教學反饋的方式，通過多舉措相結(jié)合來達到理想的教學效果。教學改革模式可以采用圖1所示的流程圖表示。

3? 結(jié)語

在機械制圖課程的教學過程中，以學生為主體，以提升教學效果為目標，產(chǎn)出為導向，結(jié)合專業(yè)特色及教學成果產(chǎn)出反饋，來及時調(diào)整教學方法，將CAD技術(shù)融入到教學過程中，更好的發(fā)揮繪圖軟件的優(yōu)勢，借助于先進的線上教學平臺，巧妙的利用優(yōu)秀的網(wǎng)絡教學資源及合理的課堂管理體制，同時注重理論與實踐相結(jié)合，使學生的所學更接近于生產(chǎn)實踐，使教師的教學產(chǎn)出成果實現(xiàn)最大、最優(yōu)化。

參考文獻：

[1]王顏輝，樊彩轉(zhuǎn)，穆麗娟.機械類專業(yè)《畫法幾何與機械制圖》課程教學改革的探索[J].機械管理開發(fā)，2020（2）：210-212.

[2]黃偉，劉吉普.淺談《機械制圖》課程教學方法改革[J].課程教育研究，2017，29（1）：135-138.

[3]陳軍.機械專業(yè)《機械制圖》課程教學改革探索[J].機電教育創(chuàng)新，2018（1）：133-134.

[4]高成德，馮佩，帥詞俊，金嬌.3D打印技術(shù)在機械制圖課程中的教學改革探索，2020（17）：22-23.

[5]高夢迪，馬志林，劉從虎，王楠.新形勢下非機械類專業(yè)工程制圖課程教學改革研究，2020（20）：62-64.

[6]劉霞.基于三維建模的機械制圖課程教學方法改革與實踐[J].教育天地，2020（5）：200.

[7]胡青泥.面向三維CAD_CAM技術(shù)的機械制圖教學研究[J]. 工程圖學學報，2002（1）：138-142.