應(yīng)用型本科院校機械工程制圖教學(xué)改革探索

耿金萍 劉強

摘? 要 機械工程制圖課程是工科專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求及課堂學(xué)時不寬裕的背景下，為了提升學(xué)生的素質(zhì)能力，提高就業(yè)競爭力，開展課程教學(xué)改革勢在必行。課改采用讓學(xué)生從大一到大四經(jīng)過與社會接軌模式的教學(xué)訓(xùn)練方法，提高學(xué)生的自學(xué)能力、解決實際問題的能力，四年的制圖貫穿教學(xué)模式，讓學(xué)生在解決問題的同時學(xué)習(xí)識圖、讀圖和繪圖知識，提高就業(yè)競爭力，使抽象、多課時的制圖教學(xué)感官化學(xué)習(xí)，把理論跟實踐巧妙地融合在一起。

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型本科院校;機械工程制圖;教學(xué)改革;慕課;課程思政

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）06-0094-03

Reform and Exploration of Mechanical Engineering Drawing in?Teaching of Applied Undergraduate Colleges//GENG Jinping， LIU?Qiang

Abstract Mechanical engineering drawing course is an important basic course for engineering majors. Under the background of appli-cation-oriented talents training requirements and insufficient class hours， in order to improve the quality and ability of students and improve employment competitiveness， it is imperative to carry out the curriculum teaching reform. The curriculum reform adopts the teaching and training method of integrating students from freshmen to seniors to improve their self-study ability and ability to solve practical problems. The four-year drawing teaching mode enables stu-dents to learn the knowledge of recognizing， reading and drawing while solving problems， so as to improve the competitiveness of?employment， the abstract and multi class drawing teaching is sensory?learning， and the theory is followed practice is cleverly integrated.

Key words application oriented universities; mechanical engineering?drawing; teaching reform; MOOC; ideological and political educa-tion in courses

0 引言

機械工程制圖是機械類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，也是學(xué)生畢業(yè)后從事研發(fā)設(shè)計工作的基礎(chǔ)。工程圖是生產(chǎn)中必不可少的文件，也是行業(yè)內(nèi)通用的工程技術(shù)語言。正確繪制規(guī)范的工程圖、準(zhǔn)確讀圖是一名合格工程技術(shù)人員的基本技能。機械工程制圖課程以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、提高解決問題的能力為目標(biāo)，這門課程的教學(xué)改革對于提高應(yīng)用型本科院校機械制圖教學(xué)水平具有重要意義。

機械工程制圖屬于機械機構(gòu)和空間思維能力相結(jié)合的應(yīng)用型課程，對于應(yīng)用型本科院校來說，要突出應(yīng)用性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不能沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法照本宣科，教師講、學(xué)生聽，而需要學(xué)生主動參與，進行理解學(xué)習(xí)。因課時太少，內(nèi)容較多，教師口若懸河地講解，學(xué)生聽得一知半解。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)模式必須改革，以適應(yīng)應(yīng)用型本科院校的教學(xué)要求，培養(yǎng)學(xué)生實際應(yīng)用能力，擺脫紙上談兵、只會考試的弊端。

1 機械工程制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

機械工程制圖課程教學(xué)方法陳舊? 制圖課主要是用PPT講解制圖的標(biāo)準(zhǔn)和畫法以及工程中常用的一些零件及裝配圖的畫法。教師課件做得比較詳細(xì)，講授也很到位，學(xué)生卻聽得云里霧里、一知半解，即使課堂內(nèi)容完全聽懂，做課程設(shè)計還是無從下手，動手能力較差。比如，教師講解點、線、面之間的關(guān)系及投影變換時，學(xué)生還是聽不懂哪些屬于遮擋部分，哪些屬于可見部分，任憑教師怎么講，學(xué)生還是理解不透[1]。教學(xué)跟企業(yè)實際脫節(jié)，學(xué)生在學(xué)校不懂得企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)范和生產(chǎn)流程，連帶企業(yè)標(biāo)志的規(guī)范圖紙都沒有見過。雖然課上會講述明細(xì)欄包含哪些內(nèi)容，圖紙包含哪些內(nèi)容，可學(xué)生對用于生產(chǎn)的圖紙還是沒有真實的感官體驗。過去都是曬藍圖用于加工零件，現(xiàn)在大企業(yè)不曬藍圖，都是采用三維數(shù)字化工藝的加工模式，電子圖紙的規(guī)范化也是學(xué)生必須學(xué)習(xí)的一部分。

教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)脫節(jié)? 教學(xué)局限于課本的教學(xué)內(nèi)容，忽略與企業(yè)的接軌。畢業(yè)的學(xué)生進入工作崗位，不會安裝ProE、UG、SolidWorks等軟件，對自己出的圖紙也沒有底氣，裝配圖尺寸中關(guān)于重要的配合面都不知道標(biāo)注什么等級的配合符號。課堂教學(xué)很少提及關(guān)于企業(yè)生產(chǎn)的問題，如企業(yè)實力和設(shè)備各有不同，可以達到的加工質(zhì)量等級也不同，要把用途、設(shè)計、加工工藝和圖紙四者緊密聯(lián)系在一起，圖紙才有意義。再美好的設(shè)計如果加工制造困難，成本很高或者標(biāo)注了過高的要求，造成不必要的浪費，也是失敗的設(shè)計。

教學(xué)時雖然完成了教學(xué)任務(wù)，卻忽略了“授之以魚不如授之以漁”的做法，學(xué)生只會紙上談兵，給用人單位的感覺就是動手能力太差。

理論和實踐融合度低? 制圖課程以機制專業(yè)為例，80學(xué)時的分配是理論課時60學(xué)時，實踐教學(xué)包括ProE和零件測繪兩個環(huán)節(jié)，只有20學(xué)時。理論課是按照教材知識體系講解制圖規(guī)范、制圖基礎(chǔ)知識、零件圖和裝配圖等，占據(jù)絕大多數(shù)課時，ProE和零件測繪只學(xué)了入門知識，沒有充分發(fā)揮實踐課程的真正意義。制圖知識的理論和實踐應(yīng)該很好地融合在一起，而目前的教學(xué)方法還局限在傳統(tǒng)的教學(xué)模式，都是先在教室純PPT講述基礎(chǔ)理論知識，與ProE、

UG、SolidWorks等軟件的融合度不夠，導(dǎo)致學(xué)生聽完課覺得制圖很難學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)形式單一，難以調(diào)動學(xué)生積極性，教學(xué)效果差。從企業(yè)的角度看，學(xué)生僅僅是學(xué)了一些理論知識，缺乏對企業(yè)基本問題的處理能力，要達到勝任崗位的要求還需要花時間培訓(xùn)，學(xué)生就業(yè)優(yōu)勢不明顯。

課程體系不完善? 在人才培養(yǎng)課程安排上，機械工程制圖安排在大一，與這門課相關(guān)的機械設(shè)計、機械原理開設(shè)在大二，相關(guān)深入培養(yǎng)的機械工具軟件如AutoCAD、ProE、

SolidWorks、UG沒有安排深入學(xué)習(xí)，做課程設(shè)計時讓學(xué)生利用制圖軟件和制圖知識完成二級減速器的設(shè)計圖紙，大部分學(xué)生覺得很難，究其原因是大一軟件教學(xué)課時太少。課程設(shè)計出的圖紙質(zhì)量較差，標(biāo)注的尺寸不全，配合尺寸缺失，畫圖較慢;畫圖時的組件設(shè)計命名混亂，裝配關(guān)系沒有完全約束。設(shè)計的圖紙質(zhì)量不高，學(xué)生僅僅是應(yīng)付考試，沒有主動性。

2 課程教改探索與方案

根據(jù)時代發(fā)展的節(jié)奏適當(dāng)調(diào)整上課內(nèi)容? 根據(jù)應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)目標(biāo)和定位，對所選教材內(nèi)容進行優(yōu)化和刪減：對于點、線、面的投影變換等抽象內(nèi)容進行精簡、減少課時，這部分內(nèi)容在走上工作崗位后的產(chǎn)品設(shè)計中很少涉及;增加鈑金件設(shè)計零件圖和焊接圖的內(nèi)容，如展開圖的繪制，薄板件的焊接標(biāo)注方法與選擇。機械專業(yè)的學(xué)生將來走上工作崗位做設(shè)計，不僅會設(shè)計車架、前橋等，還涉及覆蓋件或者外殼類的薄板件設(shè)計，薄板件的設(shè)計當(dāng)下比較流行減重和強度的完美結(jié)合，教師應(yīng)根據(jù)社會的發(fā)展節(jié)奏進行教學(xué)。

教學(xué)方式改為采用計算機軟件教學(xué)，邊畫圖邊講相關(guān)知識點，取代滿堂PPT播放的教學(xué)模式。最早的教學(xué)是“粉筆+板書”，效率低下，教學(xué)效果差;后來是PPT教學(xué)，雖然比“粉筆+板書”課堂教學(xué)效果好些，可是對于制圖這種實戰(zhàn)性較強的課程還是存在不足?，F(xiàn)在不論是大小工廠都是三維圖設(shè)計，學(xué)生從課堂學(xué)習(xí)就應(yīng)適應(yīng)這種思維方式。三維圖直觀，也可以360°旋轉(zhuǎn)模型，用三維展示抽象的點、線、面的變換投影，比用PPT講學(xué)生要更容易理解，從而提高課堂效率。

組織學(xué)生參觀工廠，培養(yǎng)學(xué)生對零件生產(chǎn)、裝配、噴涂、調(diào)試等的感官認(rèn)識，提升尺寸標(biāo)注、形位公差及加工工藝的理解和直接感官認(rèn)知，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和職業(yè)意識。增加以下知識點的教學(xué)：

1）裝配圖中螺栓、螺母等標(biāo)準(zhǔn)件及防松件的選用，三維軟件練習(xí)將螺栓等裝配到裝配圖中;

2）增加鑄件、銑削類零件的設(shè)計及出圖方式、技術(shù)要求的寫法;

3）圖紙中標(biāo)注的尺寸公差及形位公差，要讓學(xué)生親自去實驗室測量，體會標(biāo)注的數(shù)值的意義;

4）練習(xí)裝配圖的出圖。

一個合格的設(shè)計人員必須懂得三維軟件的使用和出二維圖的方法，在應(yīng)用型本科教育教學(xué)中要充分結(jié)合書本和教學(xué)目標(biāo)，柔性地刪減和增加教學(xué)內(nèi)容，對于陳舊的知識點要一帶而過，對于當(dāng)前熱門的知識點要引入課堂。

課堂教學(xué)結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)? 傳統(tǒng)課程教學(xué)是以章節(jié)為單位按順序講解，有些很抽象的理論比如投影變換等內(nèi)容與實際聯(lián)系不緊密，學(xué)起來很難理解，屬于研究性的理論內(nèi)容，學(xué)生對此感受不到實際應(yīng)用的直觀印象，甚至不知道自己學(xué)這個跟生產(chǎn)實際有什么關(guān)系。如果每部分內(nèi)容都講解，又會出現(xiàn)課時不夠的問題，學(xué)生也不知道在實際工程圖中體現(xiàn)在何處。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)方法不適合應(yīng)用型本科院校人才的培養(yǎng)初衷[2]。

一些教改文章提及校企雙導(dǎo)師合作，其實實行起來非常困難，因為企業(yè)設(shè)計人員工作量比較大，很難有時間給學(xué)生進行指導(dǎo)。部分的技校教師下企業(yè)鍛煉，實際情況也是走馬觀花，企業(yè)的設(shè)計人員不放心交給本企業(yè)外的人員做，萬一做錯耽誤生產(chǎn)，還要重新設(shè)計。對此問題的解決辦法是招聘從企業(yè)來的教師，他們具有企業(yè)研發(fā)設(shè)計經(jīng)驗，帶機械制圖課和實習(xí)指導(dǎo)是最佳的選擇。

課堂理論教學(xué)講述基本的投影視圖和尺寸標(biāo)注以后，把徐工集團、三一集團等大公司不涉及保密范疇的簡單零件圖紙拿到課堂，用ProE等計算機軟件讓學(xué)生學(xué)習(xí)制圖知識，先繪制三維圖，再出二維圖，根據(jù)學(xué)生繪制的三維圖和二維圖講述制圖知識，從零件圖到裝配圖，由淺入深地練習(xí)三維和二維的繪圖技能。學(xué)生看到工廠的實際加工圖紙，學(xué)習(xí)興趣濃厚，也為以后做研發(fā)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，提高自己的動手設(shè)計能力。經(jīng)過根據(jù)圖紙繪制三維圖，然后三維圖出二維圖，學(xué)生的動手能力和對制圖知識的理解程度都得到提高。再把學(xué)生設(shè)計的零件找3D打印廠家用塑料材質(zhì)打印出來并分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有了，再學(xué)習(xí)制圖就不是難事。經(jīng)過一輪一輪的鍛煉，學(xué)生的創(chuàng)新能力大大提高，也解決了機械制圖內(nèi)容多而課時少的難題。這種教改方法把機械制圖從枯燥、抽象、難懂的傳統(tǒng)方式中徹底解放出來，培養(yǎng)的學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力都上了一個臺階，而與社會接軌才是教育的目標(biāo)。

思政元素融入課堂? 習(xí)近平總書記全國高校思想政治工作會議上指出：“要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，推動‘思政課程’向‘課程思政’轉(zhuǎn)變，挖掘梳理各門課程的德育元素，完善思想政治教育的課程體系建設(shè)，充分發(fā)揮各門課程的育人功能，實現(xiàn)全程育人、全方位育人和全員育人的大思政格局。”專業(yè)課程思政是課程思政建設(shè)中極其重要的一部分。專業(yè)課不同于專注于思想政治教育的思想政治理論課，亦有別于綜合素養(yǎng)課即通識課程所致力追尋的育人訴求，更直接地表達了一種成才式的教育。當(dāng)然，這并不代表專業(yè)課程“唯育才”而與育人無涉，專業(yè)課程落實人才“雙育”是必要的[3]。

目前仍有不少學(xué)校受制于原有的工作路徑，使得“課程思政”變?yōu)椤八颊n程”，最多是“思政課程0版”。那么，專業(yè)課教師如何實現(xiàn)課程思政？在專業(yè)課上融合哪些內(nèi)容才算是課程思政？這些都成為教師之問！制圖專業(yè)教師目前面對的最大困難是不知道如何正確進行課程思政，對此，本文從以下幾個方面闡述機械制圖課程思政。

1）從機械工程制圖專業(yè)課的學(xué)科發(fā)展史、大師成長道路、教師個人經(jīng)歷等方面完成對學(xué)生的“價值觀塑造”。

2）通過典型的工程事故案例引發(fā)學(xué)生思考，師生共同探討如何預(yù)防事故發(fā)生，引入思政教育：合格的工程師要以人民為中心，具有家國情懷，堅守職業(yè)道德和大國工匠精神;一個設(shè)計錯誤有可能導(dǎo)致一場悲劇的發(fā)生，在高速車輛的初期調(diào)試過程中尤其明顯。

3）闡述《中國制造2025》?！吨袊圃?025》是中國政府實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。行動綱領(lǐng)指出，要立足國情，立足現(xiàn)實，力爭通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo)。圖樣是工程界進行交流的技術(shù)語言，是傳遞設(shè)計思想的信息載體，是生產(chǎn)過程中加工（或裝配）和檢驗（或調(diào)試）的依據(jù)。圖紙出錯，生產(chǎn)的產(chǎn)品將成廢品，或給生產(chǎn)帶來損失甚至是嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。嚴(yán)格設(shè)計自己的每一個尺寸，腳踏實地地對待每一個數(shù)據(jù)，精益求精就是最好的實現(xiàn)思政目標(biāo)的方式。

充分利用校園慕課? 慕課是一種新型在線課堂模式，是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的產(chǎn)物，方便學(xué)生課外補充學(xué)習(xí)，對于課上沒理解透徹的內(nèi)容，還可以網(wǎng)上補充課堂的內(nèi)容[4]。慕課的課程環(huán)節(jié)不局限于課時，可以更詳細(xì)地講述重要部分的內(nèi)容，讓學(xué)有余力的學(xué)生繼續(xù)深入研究學(xué)習(xí)。慕課中還增加了計算機繪圖的視頻教程，比如CAD、ProE、UG、SolidWorks等軟件教學(xué)，學(xué)生學(xué)起來不局限于空間的限制，對于自己感興趣的內(nèi)容可以自行學(xué)習(xí)補充，大大提高教學(xué)質(zhì)量。同時增加了企業(yè)圖紙的實戰(zhàn)畫法，先畫三維圖，然后出二維圖，對照圖紙解讀工程制圖的知識點，增強針對性，教學(xué)效果非常明顯，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，學(xué)生解決實際問題的能力也在潛移默化中提升。

因課時限制，教學(xué)學(xué)時不夠，很難在課上把將來工作崗位上會用到的大部分軟件都教給學(xué)生，因此，校內(nèi)慕課增加軟件仿真教學(xué)部分，如圖1慕課教學(xué)板塊結(jié)構(gòu)圖所示。比如ANSYS、Workbench等板塊，方便學(xué)生自學(xué)，增強應(yīng)用型本科院校學(xué)生的就業(yè)優(yōu)勢。

將機械制圖能力培養(yǎng)由淺入深融入大學(xué)四年? “冰凍三尺非一日之寒”，能力的提升也要循序漸進，光靠學(xué)生的自覺性是不夠的，課程設(shè)置上要體現(xiàn)出貫穿四年的安排[5]：

大一要上機械制圖課，學(xué)基本的繪圖知識，包含理論和ProE

等軟件的學(xué)習(xí);大二要做課程設(shè)計，主要是二級減速箱的設(shè)計，要重視說明書的編寫是否規(guī)范和正確，三維圖和二維圖都要按照企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計;大三開展機械制圖創(chuàng)新設(shè)計大賽，用三維軟件（ProE、UG、SolidWorks等）設(shè)計創(chuàng)意模型，要求每個學(xué)生都必須參加，造型不準(zhǔn)有雷同，避免有學(xué)生為應(yīng)付大賽而出現(xiàn)拷貝等現(xiàn)象，達到督促學(xué)生勤練習(xí)的教學(xué)目標(biāo);大學(xué)第四學(xué)年，讓學(xué)生根據(jù)畢業(yè)課題完成畢業(yè)設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量會大幅度提高。

3 總結(jié)

制圖能力的培養(yǎng)在應(yīng)用型本科院校中占據(jù)重要地位，新教改的方法能讓學(xué)生從大一到大三經(jīng)過企業(yè)化的、與社會接軌模式的教學(xué)訓(xùn)練，自學(xué)能力和獨當(dāng)一面的能力都得到大幅提升，思維定位不再停留于學(xué)校的應(yīng)付考試層面，而是面對問題解決問題的能力，在大四畢業(yè)設(shè)計階段，綜合能力會再一次得到提升。通過四年的制圖貫穿教學(xué)，學(xué)生的能力提升主要表現(xiàn)在：與企業(yè)接軌、與社會接軌的教學(xué)模式，讓學(xué)生在解決問題的同時學(xué)習(xí)識圖、讀圖和繪圖，提高就業(yè)競爭力;讓學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)制圖知識，將抽象多課時的制圖實現(xiàn)感官化學(xué)習(xí)，把理論跟實踐融合在一起，而不是劃分得清清楚楚，學(xué)生會表現(xiàn)出積極的學(xué)習(xí)熱情。興趣是最好的老師，實戰(zhàn)是加深理論知識理解的最好方式。通過改革，讓學(xué)生徹底擺脫紙上談兵的狀態(tài)，不但提高了學(xué)生解決問題的能力，達到學(xué)以致用的目標(biāo)，而且就業(yè)優(yōu)勢也大幅度提高。

參考文獻

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[2]李玉根，馬小莉，李冬梅，等，應(yīng)用型院校工程圖學(xué)教學(xué)模式改革與實踐[J].圖學(xué)學(xué)報，2017（2）：114-118.

[3]唐德海，李裊鷹，郭新偉.“課程思政”三問：本質(zhì)、界域和實踐[J].現(xiàn)代教育管理，2020（10）：52-57.

[4]趙藝漩.機械類專業(yè)《工程制圖》課程教改存在的困境與探索[J].貴州農(nóng)機[J].2018（4）：31-32.

[5]王力.“四年不斷線”制圖能力培養(yǎng)的研究與實踐[J].裝備制造技術(shù)，2019（2）：236-239.

作者：耿金萍，江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院，講師，主要從事工程車輛及無人化平臺研發(fā)設(shè)計、本科生機械制圖教學(xué)工作（221132）;劉強，徐州工程學(xué)院，高級工程師/實驗師，主要從事礦山機械設(shè)計研究（221018）。