“三螺旋”視域下機(jī)械制圖課程實(shí)踐教學(xué)改革研究

摘 要 文章以“創(chuàng)新興趣小組”為依托，將實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽、課程思政有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建“三位一體”機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)改革新模式。將“三螺旋”理論貫穿整個(gè)實(shí)踐教學(xué)改革，建立“大學(xué)、產(chǎn)業(yè)、政府”“實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽、課程思政” 雙重三螺旋動(dòng)力機(jī)制。通過融入CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作理論作為指導(dǎo)，充分發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力；通過研究手工繪圖、機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)，將學(xué)科競賽和課程思政融入實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生的識(shí)圖、繪圖及機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力顯著提高，創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力大幅提升。

關(guān)鍵詞 “三螺旋”理論；CDIO；機(jī)械制圖；實(shí)踐教學(xué)；學(xué)科競賽

中圖分類號(hào)：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.09.004

Research on the Reform of Practical Teaching of Mechanical Drawing"from the Perspective of \"Triple Helix\" Theory

GAO Peng1， ZHOU Yuhua2， ZHUO Yue3

（1.School of Mechanical and Intelligent Manufacturing， Jiujiang University， Jiujiang， Jiangxi 332005;

2. School of Materials Science and Engineering， Jiujiang University， Jiujiang， Jiangxi 332005;

3. Library， Jiujiang University， Jiujiang， Jiangxi 332005）

Abstract The article is based on the \"Innovation Interest Group\" and combines practical teaching， subject competitions， and ideological and political education in the curriculum to construct a new model of \"three in one\" mechanical drawing practical teaching reform. Integrate the \"triple helix\" theory into the entire reform of practical teaching， and establish a dual triple helix dynamic mechanism of \"university， industry， government\"， \"practical teaching， discipline competition， and curriculum ideological and political education\". By incorporating CDIO's conceptual， design， implementation， and operational theories as guidance， fully tap into students' learning potential; By studying the course design of manual drawing and mechanical drawing， integrating subject competitions and ideological and political education into practical teaching， students' abilities in graphic recognition， drawing， and mechanical product design have significantly improved， as well as their innovation awareness and engineering practice ability.

Keywords \"triple helix\" theory; CDIO; mechanical drawing; practice teaching; subject competition

在機(jī)械制圖課程的教學(xué)中，國外高校應(yīng)用OBE、CDIO等教學(xué)理論較早，更注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。日本高校加強(qiáng)機(jī)械制圖形象思維教學(xué)，將實(shí)踐教學(xué)和企業(yè)項(xiàng)目結(jié)合，注重將機(jī)械設(shè)計(jì)與制圖理論知識(shí)相融合[1]。新西蘭、澳大利亞高校制圖教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重在線教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)[2]。德國機(jī)械制圖課程的內(nèi)容主要來自企業(yè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有較多動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)[3]。美國高校將工程圖紙與機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)相結(jié)合，產(chǎn)品設(shè)計(jì)以三維軟件為主。在教學(xué)過程中將在線教學(xué)方法與制圖理論知識(shí)、三維設(shè)計(jì)軟件結(jié)合起來進(jìn)行講解[4]。英國高校重視徒手繪圖的作用，將三維設(shè)計(jì)軟件與在線課程充分結(jié)合進(jìn)行教學(xué)[5]。

隨著最近幾年在線教學(xué)的快速發(fā)展，我國機(jī)械制圖教學(xué)有了較大的進(jìn)步，多數(shù)高校采用線上線下混合式教學(xué)方法，將OBE、CDIO等教學(xué)理論應(yīng)用到機(jī)械制圖教學(xué)中，增加了三維軟件教學(xué)內(nèi)容的比例，更注重將二維及三維軟件教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合[6]。一些學(xué)校開發(fā)了手機(jī)App學(xué)習(xí)軟件，并將圖學(xué)競賽引入教學(xué)改革之中[7]。多數(shù)高校將機(jī)械制圖理論課程與數(shù)字化設(shè)計(jì)課程相結(jié)合，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，取得了較好的效果[8]。

綜上所述，國內(nèi)外高校機(jī)械制圖在線教學(xué)發(fā)展較快，與先進(jìn)的教學(xué)理論、實(shí)踐、圖學(xué)競賽相結(jié)合，取得了一定的進(jìn)展。但是，將“三螺旋”理論與機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)結(jié)合起來，并融入CDIO理論，將“產(chǎn)學(xué)研賽”與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的研究較少。本文以“三螺旋”理論為基礎(chǔ)，依托“創(chuàng)新興趣小組”，將“實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽、課程思政”有機(jī)結(jié)合起來，通過機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

1" “三螺旋”視域下機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)改革模式

本文基于“三螺旋”理論研究機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)改革新模式，深度剖析校政企互動(dòng)合作機(jī)制，探索實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽、課程思政在機(jī)械制圖教學(xué)中的作用機(jī)制，系統(tǒng)分析校政企在實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽、課程思政如何實(shí)現(xiàn)交叉互融，最終提高機(jī)械制圖課程教學(xué)質(zhì)量。政府和企業(yè)參與機(jī)械制圖相關(guān)學(xué)科競賽項(xiàng)目的組織、監(jiān)督；企業(yè)提供機(jī)械制圖教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目；大學(xué)組織學(xué)生進(jìn)入企業(yè)，在教師的指導(dǎo)下共同完成企業(yè)設(shè)備圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，最終培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)人才。本文提出的“三螺旋”理論機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)模式如圖1所示。

2" “三螺旋”視域下機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)改革措施

2.1" 成立“創(chuàng)新興趣小組”實(shí)驗(yàn)班

根據(jù)學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖知識(shí)掌握情況及個(gè)人興趣愛好，成立“創(chuàng)新興趣小組”實(shí)驗(yàn)班，并分為5個(gè)興趣小組。每個(gè)小組的組長負(fù)責(zé)組織學(xué)科競賽，并參加教師的教科研項(xiàng)目。指導(dǎo)教師對(duì)“創(chuàng)新興趣小組”實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行定期的培訓(xùn)和指導(dǎo)，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，通過答疑解惑促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)和技能。通過組織學(xué)生參加“全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)大賽”“工程訓(xùn)練大賽”“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”“電動(dòng)方程式賽車大賽”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽”等各類別的學(xué)科競賽，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖及相關(guān)專業(yè)知識(shí)的掌握情況及存在的不足。根據(jù)學(xué)科競賽級(jí)別不同，給予獲獎(jiǎng)學(xué)生不同的學(xué)分，并對(duì)參賽指導(dǎo)教師給予對(duì)應(yīng)的教學(xué)績效點(diǎn)。通過設(shè)立“創(chuàng)新興趣小組”實(shí)驗(yàn)班，定期開展學(xué)術(shù)講座和科普活動(dòng)，增加學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖課程的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，最終提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.2" 手工繪圖實(shí)踐教學(xué)改革

研究手工繪圖與機(jī)械制圖理論、計(jì)算機(jī)繪圖、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。手工繪圖不是讓學(xué)生用手工畫圖取代計(jì)算機(jī)繪圖，而是讓學(xué)生更好地掌握繪圖標(biāo)準(zhǔn)，從而為計(jì)算機(jī)繪圖的規(guī)范性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過尺規(guī)繪圖練習(xí)，學(xué)生的手、眼、腦協(xié)調(diào)運(yùn)作，可以培養(yǎng)學(xué)生的圖形表達(dá)能力、空間想象力及構(gòu)思能力，達(dá)到計(jì)算機(jī)繪圖不可替代的作用。此外，在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，徒手繪制草圖可以方便、靈活地表達(dá)設(shè)計(jì)思路，不受場地的限制。同時(shí)，徒手繪圖對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，也便于現(xiàn)場交流溝通。因此，加強(qiáng)學(xué)生徒手繪圖能力很重要。教師應(yīng)合理安排手工繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖的內(nèi)容比例，從而提高學(xué)生的繪圖及設(shè)計(jì)能力。

2.3" 機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)改革

機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)以強(qiáng)化實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，從工程實(shí)際出發(fā)，結(jié)合CDIO理論，把構(gòu)思、測繪、圖紙繪制、討論、互評(píng)、答辯等環(huán)節(jié)結(jié)合起來，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。各部分內(nèi)容的課時(shí)安排如表1所示。

構(gòu)思階段是在任務(wù)安排之后，學(xué)生查閱、收集減速器繪圖的相關(guān)資料，以確定后續(xù)實(shí)施步驟。設(shè)計(jì)階段是將每個(gè)小組的任務(wù)進(jìn)行分解，然后對(duì)減速器進(jìn)行測繪和設(shè)計(jì)。減速器測繪是機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)需要完成的重要實(shí)踐內(nèi)容，根據(jù)分組情況，每組安排不同型號(hào)的減速器測繪任務(wù)。通過測繪課，學(xué)生可以更好地掌握機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步明確實(shí)物和圖紙之間的關(guān)系，徒手繪圖的能力也得到了提高。

實(shí)施階段是課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的主要階段，在此階段內(nèi)要完成測繪圖紙到正規(guī)圖紙的轉(zhuǎn)化工作，還要完成設(shè)計(jì)說明書的編寫工作。此階段根據(jù)時(shí)間進(jìn)度小組成員完成各自的項(xiàng)目任務(wù)，最后匯總各個(gè)成員完成的內(nèi)容并以小組為單位提交。運(yùn)行階段是對(duì)每組的設(shè)計(jì)作品進(jìn)行檢驗(yàn)，各個(gè)小組對(duì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)、討論，最后由指導(dǎo)教師組織答辯，然后根據(jù)圖紙、設(shè)計(jì)說明書、互評(píng)情況及答辯成績確定最終的實(shí)踐教學(xué)成績。

通過機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)，融入CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作的理論指導(dǎo)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖理論相關(guān)知識(shí)的興趣，并有計(jì)劃地去學(xué)習(xí)。

2.4" 學(xué)科競賽結(jié)合實(shí)踐教學(xué)改革

教師在機(jī)械制圖授課中，可將學(xué)科技能競賽融入課程教學(xué)。在講解AutoCAD和SolidWorks繪圖軟件時(shí)，將全國大學(xué)生先進(jìn)成圖比賽和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的案例融入課程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并組織學(xué)生參加江西省和全國的先進(jìn)成圖比賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。各類學(xué)科競賽活動(dòng)可以開闊學(xué)生的視野，使其不局限于書本的內(nèi)容。在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的過程中，作為課外活動(dòng)的先進(jìn)成圖比賽和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是機(jī)械制圖課內(nèi)教學(xué)的延伸，對(duì)學(xué)生掌握和應(yīng)用繪圖知識(shí)起到重要作用。

通過引入項(xiàng)目設(shè)計(jì)、創(chuàng)意設(shè)計(jì)，可增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生主動(dòng)思考的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和設(shè)計(jì)能力。在前期項(xiàng)目設(shè)計(jì)、創(chuàng)意設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，可進(jìn)一步提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。

2.5" 課程思政結(jié)合實(shí)踐教學(xué)改革

在機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)中要求學(xué)生注重細(xì)節(jié)，做到一絲不茍和精益求精，引導(dǎo)學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)盡責(zé)的職業(yè)道德準(zhǔn)則。通過機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)及實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生體驗(yàn)鉗工等工作內(nèi)容，有利于學(xué)生提升動(dòng)手實(shí)踐能力，通過去企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生在真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境中受到前輩工匠精神的熏陶，有效培養(yǎng)大學(xué)生對(duì)工作的熱愛，對(duì)精巧工藝的追求。

3" 結(jié)語

本文基于“三螺旋”理論，構(gòu)建了機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)改革模式。通過大學(xué)、產(chǎn)業(yè)、政府互動(dòng)耦合，促使實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽、課程思政深度融合，促進(jìn)三方螺旋動(dòng)力提高，推動(dòng)機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)和機(jī)械類人才培養(yǎng)的質(zhì)量提升。將CDIO理論與實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽有機(jī)結(jié)合，并將創(chuàng)意設(shè)計(jì)、三維建模融入機(jī)械制圖實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生較好地掌握讀圖、繪圖、機(jī)械產(chǎn)品的分析及設(shè)計(jì)能力。通過此教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的積極性增強(qiáng)，在各類學(xué)科競賽中取得了較好的名次。在機(jī)械類人才培養(yǎng)方面，此實(shí)踐教學(xué)模式具有一定的參考價(jià)值。

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