面向?qū)嵺`能力提升的工程制圖教學(xué)改革研究

李治國 郝波 裴承慧 張秀芬

摘? 要：針對工程制圖教學(xué)過程凸顯的新問題，本文提出基于實踐能力提升的工程制圖教學(xué)改革方案，系統(tǒng)地闡述了教學(xué)改革中以提升學(xué)生實踐能力為主線的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計劃、實踐進度等細節(jié)，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)手段、考核方式等方面進行教學(xué)改革嘗試。短期教學(xué)總結(jié)表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)自主性明顯提高，繪圖質(zhì)量、考試通過率、讀圖繪圖等實踐能力都有較大提升。

關(guān)鍵詞：工程制圖? 實踐能力? 教學(xué)設(shè)計? 教學(xué)改革

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）06（a）-0161-05

Study on teaching reform of engineering drawing for improving practical ability

LI Zhiguo? Hao Bo? ?PEI Chenghui? ZHANG Xiufen

（School of Mechanical Engineering， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot， Inner Mongolia Autonomous Region， 010051? China）

Abstract： Aiming at the new problems in the teaching process of engineering drawing， this paper puts forward a reform scheme of engineering drawing teaching based on the improvement of practical ability. This paper systematically expounds the details of teaching content， teaching plan and practice progress with improving students' practical ability as the main line in the teaching reform， and tries to carry out the teaching reform from the aspects of stimulating students' learning interest， teaching means and examination methods. The short-term teaching summary shows that students' learning attitude and learning autonomy have been significantly improved， and their practical abilities such as drawing quality， examination pass rate and drawing reading have been greatly improved.

Key Words： Engineering drawing; Practice ability; Teaching design; Teaching reform

工程制圖課作為工科類院校一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，承擔(dān)著提升大學(xué)生空間想象能力、表達能力的重任，其重要性不言而喻。但通過近年來的課堂教學(xué)效果、抽樣調(diào)查問卷等均可發(fā)現(xiàn)：學(xué)生學(xué)習(xí)該課程興趣不濃，作業(yè)完成情況越來越差;學(xué)生繪圖、讀圖能力有所下降;課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中繪制的圖紙錯誤百出，出現(xiàn)表達方案不合理、視圖選擇錯誤及缺少技術(shù)要求等現(xiàn)象。

實踐是檢驗真理的唯一標準，實踐也是檢驗學(xué)校傳授給學(xué)生知識和能力的唯一標準。本校工程圖學(xué)部的教師根據(jù)學(xué)校實際情況，提出基于實踐能力的工程制圖教學(xué)目標，通過調(diào)整課程標準，修訂教學(xué)設(shè)計內(nèi)容，完善課程體系等方面出發(fā)，在培養(yǎng)學(xué)生讀圖能力、繪圖能力及形象思維能力的同時，更注重對學(xué)生實踐能力的提升，使其全方位地了解制圖、喜歡制圖。

1? 研究現(xiàn)狀

Zhao[1]以工程項目專業(yè)技能培訓(xùn)為例，探討如何將項目教學(xué)內(nèi)容與工作內(nèi)容相結(jié)合，完善教學(xué)內(nèi)容，提高工程項目相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量，豐富教學(xué)理論，提升教學(xué)效果。左立杰[2]結(jié)合本校過程制圖課程實際情況，基于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，從課程教學(xué)方法、考核方式等方面提出合理的教學(xué)改革策略。楊萬理[3]把教學(xué)內(nèi)容做成微視頻，采用“任務(wù)驅(qū)動+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式，縮短了近1/4的學(xué)時，注重提升學(xué)生創(chuàng)新能力。陳亮[4]以新工科建設(shè)最新理念，將工程制圖與三維理論有機結(jié)合，從沉浸式學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、創(chuàng)新案例教學(xué)、討論課教學(xué)等方面提出工程制圖課程改革方案。楊莉[5]以工程教育專業(yè)認證為契機，提出“以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”的課程理念，從教學(xué)內(nèi)容、課程體系、考核方式和教學(xué)方法等方面進行改革，建立符合工程專業(yè)認證的工程制圖教學(xué)模式。王曉菲[6]結(jié)合慕課契合當(dāng)代大學(xué)生思維的現(xiàn)狀，在教學(xué)過程中充分利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富的優(yōu)勢，將課堂教學(xué)與慕課理念有機結(jié)合。史艷紅[7]分析比較國內(nèi)部分高校教學(xué)模式優(yōu)缺點，提出“混合式”工程制圖課程實施細則。李玉根[8]以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為課程主線，構(gòu)建工程制圖課程群，提出全程教育的圖學(xué)技能培養(yǎng)新思路。

上述教學(xué)改革基于所在院校實際情況，均取得的了一定的成果。本文結(jié)合本校工程圖學(xué)教學(xué)情況[9]，提出基于實踐能力的工程制圖教學(xué)目標。通過引入工程制圖測繪、3D打印、視頻微課及計算機三維建模等內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生讀圖能力、繪圖能力及形象思維能力的同時，更注重對學(xué)生實踐能力的提升。

2? 基于實踐能力的教學(xué)改革

2.1? 融合實踐能力培養(yǎng)的課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

本次教學(xué)改革的核心是將實踐環(huán)節(jié)有機地融入到制圖的理論學(xué)習(xí)過程中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生增強空間構(gòu)思能力，培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力，讓他們領(lǐng)悟到所學(xué)課程的重要性。在講課過程中，分階段進行各種實踐環(huán)節(jié)，授課內(nèi)容、授課進度、學(xué)時安排等均進行了較大調(diào)整。以近機類機械制圖為例，總學(xué)時為56+32+1周課程綜合實踐，分兩學(xué)期進行。其中56學(xué)時安排在第一學(xué)期，課程內(nèi)容包括國標、幾何作圖、基本體、組合體、軸測圖、零件表達方法。32學(xué)時安排在第二學(xué)期，內(nèi)容包括標準件和常用件、零件圖和裝配圖。課程綜合實踐為期1周，學(xué)生將要對多個教學(xué)部件進行拆裝、草繪零件圖、三維軟件建模仿真、輸出工程圖等。具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)計如圖1所示。學(xué)生每學(xué)一部分理論知識內(nèi)容，都將要進行漸進式的實踐訓(xùn)練，這樣理論指導(dǎo)實踐，實踐驗證理論，二者相互滲透，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識。

2.2? 實踐教學(xué)設(shè)計

目前本校機械類學(xué)生制圖課程分別安排在大學(xué)一年級的上、下兩個學(xué)期，理論教學(xué)共計88學(xué)時。上學(xué)期介紹機械制圖的基礎(chǔ)知識，以理論講授為主，實踐繪圖環(huán)節(jié)為輔。主要通過上圖板、繪大圖的大作業(yè)練習(xí)，讓學(xué)生掌握尺規(guī)繪圖的方法、步驟，提升其繪圖能力的同時達到課程內(nèi)容的理解與消化。下學(xué)期講授實踐應(yīng)用為主的標準件、常用件、零件圖、裝配圖等內(nèi)容，教學(xué)重點是講授標準件和常用件的規(guī)定畫法，閱讀、繪制零件圖和裝配圖的方法。實踐環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在零件圖、裝配圖的繪制及零件圖的拆畫等內(nèi)容。綜合實踐部分為期1周，是學(xué)生所學(xué)課程知識的綜合應(yīng)用，更是提升學(xué)生實踐能力的重要一環(huán)。綜合實踐周學(xué)生首先利用傳統(tǒng)測量工具對多個裝配部件進行測繪。拆裝工具包括螺絲刀、扳手等。測量工具包括鋼尺、游標卡尺、螺紋規(guī)、半徑規(guī)、內(nèi)外卡鉗等，如表1所示。測繪教學(xué)部件包括平口鉗、B型齒輪泵、K型齒輪泵、T型齒輪泵、潤滑油泵、柴油機機油泵、快速閥、無腳齒輪油泵、銑刀頭、傳動器、蝴蝶閥、立式柱塞泵、球閥，部分部件如表2所示。每班學(xué)生進行分組，每組大約4～5人，每個組測繪的零件不同。測繪完成后小組成員任務(wù)不同，有的學(xué)生手繪主要零件的草圖，有的負責(zé)整個部件的裝配草圖。同時利用三維軟件UG或Solidworks生成各個非標準零件的立體模型、裝配圖、爆炸圖，并輸出打印生成零件的工程圖、部件的裝配圖，整體實踐教學(xué)如表3所示。

2.3? 教學(xué)模式改革方案

2.3.1 增設(shè)新板塊，激發(fā)學(xué)生興趣

課堂定期播放常見零件加工過程的視頻微課，包括傳統(tǒng)加工方法（車銑刨磨）、數(shù)控加工中心及最新3D打印技術(shù)等制圖相關(guān)內(nèi)容，時間不宜太長，控制在5min之內(nèi)。收集一些簡單易懂的零件圖，并將這些短視頻、圖紙等相關(guān)資料放到學(xué)院資源共享平臺或班級微信群、QQ群，方便學(xué)生查閱，讓學(xué)生在未經(jīng)過認知實習(xí)、企業(yè)實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)的前提下，了解零件加工制造過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.3.2 課件與黑板合理并用，三維建模軟件適時引入

采用多媒體進行教學(xué)，這是信息時代對教師的要求。但如果過分依賴多媒體課件，工程制圖課程實踐性強的特點使得教學(xué)“走馬觀花”，學(xué)生感覺聽明白了課堂教學(xué)內(nèi)容，但自己分析動手做作業(yè)卻困難重重，導(dǎo)致教學(xué)效果急劇下降。教學(xué)過程中必須要多媒體與黑板結(jié)合使用，在實例講解、作業(yè)講解中多用黑板進行教學(xué)講解的效果可能更好，學(xué)生思考得更充分，也更直接地觀看繪圖過程。面對復(fù)雜形體，講解過程中建議引入三維軟件，現(xiàn)場演示形體的建模過程，因為三維模型的生成過程正是工程制圖課程中形體分析法、線面分析法的具體應(yīng)用。

2.3.3 期末總成績采用復(fù)合成績

期末總成績采用復(fù)合成績。第一學(xué)期采取“期中考試+期末考試+平時出勤作業(yè)+大作業(yè)”形式;第二學(xué)期采取“期末考試+平時出勤作業(yè)+大作業(yè)”形式;綜合實踐為“草圖成績+模型裝配運動仿真+工程圖輸出質(zhì)量+答辯情況”，每個環(huán)節(jié)占用不同的比例。這種考核方式能公平合理地反映出學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況，將課程各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況納入考核范圍，重視學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)效果。學(xué)生對每一教學(xué)環(huán)節(jié)都認真對待，平時學(xué)習(xí)的積極性提高，學(xué)習(xí)的主動性和靈活性都大有改善。

3? 結(jié)語

面向?qū)嵺`能力提升的工程制圖教學(xué)改革方案，短期教學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)該改革是成功的。學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)主動性明顯提高，讀圖能力、繪圖能力、繪圖質(zhì)量、考試通過率均有較大提升。其中上交作業(yè)比例提升到95%，期末總成績平均分也由以前的65.2分提升至73.5分，不及格率也由以前的5.3%下降至3%。期待他們可以學(xué)以致用，積極參與各種創(chuàng)新設(shè)計活動，繼續(xù)提升實踐能力，為將來走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

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