以學(xué)生為中心的高職院校機(jī)械制圖教學(xué)改革與探索

摘 要：機(jī)械制圖教學(xué)是高職院校培養(yǎng)機(jī)械制圖人才的重要途徑，以學(xué)生為中心的高職院校機(jī)械制圖教學(xué)改革，對(duì)提高高職院校學(xué)生的機(jī)械制圖理論知識(shí)水平和實(shí)踐操作能力，具有重要意義。在制造業(yè)智能化發(fā)展背景下，為適應(yīng)高端技能人才發(fā)展需求，培養(yǎng)契合行業(yè)發(fā)展需要的全面型人才，本文以學(xué)生為中心，分析了現(xiàn)階段高職院校機(jī)械制圖教學(xué)存在的問題，并從構(gòu)建系統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)布局、優(yōu)化和創(chuàng)新機(jī)械制圖教學(xué)模式以及供給和培養(yǎng)專業(yè)的師資教學(xué)團(tuán)隊(duì)的維度對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)體系改革與探索提供建議。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；高職院校；教學(xué)改革

1 概述

機(jī)械制圖是用圖樣確切表示機(jī)械的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工作原理和技術(shù)要求的學(xué)科［12］。作為高職院校機(jī)械類專業(yè)的重要學(xué)科，機(jī)械制圖的設(shè)立旨在培養(yǎng)學(xué)生制圖和識(shí)圖的技能，為提升學(xué)生的機(jī)械專業(yè)綜合素養(yǎng)和就業(yè)能力建立基礎(chǔ)［3］。隨著工業(yè)研發(fā)體系和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展，機(jī)械專業(yè)從業(yè)人員面臨著新的專業(yè)技能和知識(shí)應(yīng)用場景以及新的應(yīng)用要求，而目前傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)在模式和內(nèi)容上均存在較大的改進(jìn)空間［4］。如何探索以學(xué)生為中心的高職院校機(jī)械制圖教學(xué)改革，優(yōu)化高職院校的機(jī)械制圖教學(xué)布局、教學(xué)模式和教學(xué)師資團(tuán)隊(duì)，對(duì)提高高職院校學(xué)生的機(jī)械制圖理論知識(shí)水平和實(shí)踐操作能力以及為社會(huì)提供更加專業(yè)的高素質(zhì)機(jī)械制圖人才具有重要意義。

2 高職院校機(jī)械制圖教學(xué)存在的問題

2.1 高職院校學(xué)生缺少專業(yè)和實(shí)踐基礎(chǔ)

高職院校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，普遍缺乏對(duì)立體幾何和制圖原理的認(rèn)知，從而無法形成有效的空間思維邏輯，欠缺通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)行結(jié)合消化的能力。高職院校學(xué)生在接觸機(jī)械制圖內(nèi)容尤其是復(fù)雜的內(nèi)容時(shí)，不可避免地存在畏難心理，難以找到突破口，不能對(duì)知識(shí)點(diǎn)和制圖技能進(jìn)行循序漸進(jìn)的理解和吸收。同時(shí)，高職院校學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力相對(duì)較弱，當(dāng)無法從課堂教學(xué)中習(xí)得機(jī)械制圖的專業(yè)知識(shí)時(shí)，極易降低學(xué)習(xí)獲得感，不利于自身學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)自信的建立。

2.2 無法匹配新環(huán)境和形勢的應(yīng)用要求

隨著我國工業(yè)體系的不斷深入發(fā)展和完善，裝備制造系統(tǒng)不斷向集成化、智能化以及高精密化發(fā)展，相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也隨之不斷創(chuàng)新，相對(duì)應(yīng)地，成型加工方法以及成型加工裝備也不斷改進(jìn)和優(yōu)化。因此，與傳統(tǒng)的機(jī)械制圖不同，當(dāng)下機(jī)械制圖面臨著新的應(yīng)用環(huán)境和形勢［5］。

一方面，當(dāng)下機(jī)械制圖涉及的對(duì)象更加多元和復(fù)雜。新的成型加工方法和成型加工裝備為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件實(shí)現(xiàn)提供了更多的可能，研發(fā)設(shè)計(jì)端可以根據(jù)應(yīng)用端的要求對(duì)零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性的場景化設(shè)計(jì)，更加復(fù)雜、不規(guī)則的定制化零部件及裝配件成為常態(tài)化內(nèi)容。在設(shè)計(jì)和制圖時(shí)，如何清楚、完整、簡潔地對(duì)零部件的設(shè)計(jì)要素、加工要素以及裝配關(guān)系要素進(jìn)行有效表達(dá)，對(duì)機(jī)械制圖人員提出了更高的要求，這也是高職院校學(xué)生必須面對(duì)且重視的學(xué)習(xí)內(nèi)容［6］。

另一方面，當(dāng)下機(jī)械制圖涉及的工具更加多元和復(fù)雜。為了提高機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖效率，各種類型的三維設(shè)計(jì)、仿真模擬和制圖軟件在設(shè)計(jì)開發(fā)和制圖中的應(yīng)用越來越普及。相比于二維制圖軟件，三維制圖軟件可以更加直觀地呈現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，基于精確的建模，可以在設(shè)計(jì)過程中對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行裝配模擬和仿真模擬，且能根據(jù)具體的加工要求選擇合適的范圍和視角進(jìn)行制圖［7］。但是各類三維制圖軟件的底層邏輯和架構(gòu)不同，具體的制圖操作方法不同，尤其是對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如曲面、曲線等的建模，每種軟件都有一套獨(dú)立的方式。如何將機(jī)械制圖的原理和規(guī)范與當(dāng)下不斷多元化和復(fù)雜化的制圖軟件相結(jié)合，同樣是高職院校學(xué)生必須面對(duì)且重視的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.3 科學(xué)合理的教學(xué)體系尚未構(gòu)建

首先，當(dāng)下高職院校的機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容普遍滯后，且缺乏科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)?，F(xiàn)階段，機(jī)械制圖面臨著新的應(yīng)用形勢和要求，傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)下實(shí)際應(yīng)用的要求脫節(jié)。機(jī)械制圖是一門理論與實(shí)踐深度結(jié)合的學(xué)科，理論知識(shí)是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐是理論知識(shí)得以轉(zhuǎn)化運(yùn)用的途徑。理論知識(shí)教學(xué)一直是高職院校中傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)，受制于各類實(shí)際因素，實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的占比極小。由于缺乏科學(xué)的實(shí)踐轉(zhuǎn)化過程，高職院校的學(xué)生無法對(duì)接觸的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證、吸收和消化，也無法將理論知識(shí)與應(yīng)用端要求進(jìn)行對(duì)接以及對(duì)實(shí)際的制圖技能進(jìn)行培養(yǎng)［8］。

其次，當(dāng)下高職院校的機(jī)械制圖教學(xué)師資力量薄弱且配置不合理。近年來，隨著我國工業(yè)體系高速發(fā)展，制造業(yè)對(duì)機(jī)械制圖人才的需求越來越大，但很多高職院校原先并沒有設(shè)置專門的機(jī)械制圖師資團(tuán)隊(duì)，而是從相近的領(lǐng)域中選擇非機(jī)械專業(yè)的教師進(jìn)行教學(xué)，這樣組建的師資團(tuán)隊(duì)通常缺乏系統(tǒng)的理論知識(shí)體系和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)過程中無法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的傳遞輸出，從而使高職院校的畢業(yè)生無法滿足應(yīng)用端的理論和實(shí)踐要求。

最后，當(dāng)下高職院校的機(jī)械制圖教學(xué)方法單一，教學(xué)設(shè)計(jì)不合理。在當(dāng)下的機(jī)械制圖教學(xué)中，由于缺少系統(tǒng)的教學(xué)體系設(shè)計(jì)，導(dǎo)致存在兩種最普遍的教學(xué)方法。第一種是以單一的PPT等形式在教學(xué)過程中將制圖學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行再展示，學(xué)生無法從相對(duì)枯燥的復(fù)述中獲得對(duì)理論知識(shí)的解剖、重構(gòu)和解惑，容易降低高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)動(dòng)力的養(yǎng)成。第二種是過度依賴現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)機(jī)械制圖進(jìn)行展示，這種方式的不足在于沒有經(jīng)過科學(xué)的課程構(gòu)建開發(fā)，無法形成具有明確課程目標(biāo)、合理課程階段設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)教學(xué)布局的多媒體教學(xué)資源，而多媒體教學(xué)資源本身不具備系統(tǒng)性，各個(gè)內(nèi)容之間的銜接性和關(guān)聯(lián)性差，用碎片化的呈現(xiàn)替代了理論知識(shí)架構(gòu)的系統(tǒng)教學(xué)，不利于高職院校學(xué)生循序漸進(jìn)地形成空間思維能力，也無法為學(xué)生提供規(guī)范的機(jī)械制圖理論知識(shí)體系和技能指導(dǎo)，信息技術(shù)和多媒體資源在教學(xué)中未獲得實(shí)際的有益效果。

3 機(jī)械制圖教學(xué)體系的改革與優(yōu)化探索

3.1 構(gòu)建系統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)布局

構(gòu)建系統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)布局是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量機(jī)械制圖教學(xué)的前提，也是培養(yǎng)高質(zhì)量機(jī)械制圖專業(yè)人才的基礎(chǔ)。高職院校應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件和新的應(yīng)用環(huán)境明確教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)制定的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)整體教學(xué)內(nèi)容，從學(xué)生、教學(xué)和應(yīng)用三個(gè)維度對(duì)設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行解剖和重構(gòu)，并以學(xué)生為中心進(jìn)行教材設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)。

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，既要對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械制圖理論知識(shí)進(jìn)行整合和梳理，也應(yīng)充分考慮新應(yīng)用場景和形勢對(duì)機(jī)械制圖的要求，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新和優(yōu)化補(bǔ)充。通過設(shè)置制圖軟件應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容，彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)中制圖技能培養(yǎng)缺失的短板，為高職院校學(xué)生提供規(guī)范和系統(tǒng)的制圖軟件學(xué)習(xí)通道，使高職院校學(xué)生在求學(xué)過程中掌握多種必要的制圖軟件操作技能。通過設(shè)置新成型加工方法和新機(jī)械制造裝備的概述教學(xué)內(nèi)容以及機(jī)械制圖在重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和未來前沿發(fā)展領(lǐng)域中的應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容，形成新的機(jī)械制圖教學(xué)布局，為高職院校學(xué)生提供更為充分和全面的專業(yè)視野，使高職院校的學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖的專業(yè)定位和專業(yè)使命更加清晰。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，可以結(jié)合高職院校自身的優(yōu)勢特點(diǎn)，設(shè)計(jì)與自身優(yōu)勢相對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，如綜合考慮高職院校在相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局中的定位進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性擴(kuò)展，形成與產(chǎn)業(yè)布局中具體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢教學(xué)內(nèi)容；還可以根據(jù)高職院校所在區(qū)域的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，使高職院校的教學(xué)職能和教學(xué)成果與區(qū)域市場的發(fā)展需求更加緊密地結(jié)合。

在教材設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以學(xué)生為中心對(duì)教學(xué)整體架構(gòu)內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)性和層次性梳理，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式和呈現(xiàn)順序，采用更加精準(zhǔn)、高效和系統(tǒng)的方式將優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容通過優(yōu)化的教材和課程展現(xiàn)給學(xué)生。比如，根據(jù)理論知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，在教材和課程中設(shè)置典型案例解析，結(jié)合具有代表性的典型案例對(duì)知識(shí)點(diǎn)的原理和應(yīng)用進(jìn)行更加深度和直觀的解析呈現(xiàn)，還可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性和層次性為學(xué)生提供階段性的總結(jié)歸納，使學(xué)生能夠以模塊化的方式對(duì)所學(xué)的機(jī)械制圖知識(shí)進(jìn)行有效的鞏固。

3.2 優(yōu)化和創(chuàng)新機(jī)械制圖教學(xué)模式

機(jī)械制圖的教學(xué)模式是教學(xué)內(nèi)容實(shí)施和貫徹的具體方式，教學(xué)模式是否合理和高效對(duì)教學(xué)內(nèi)容的有效傳遞具有重要影響。在實(shí)際教學(xué)過程中，高職院校應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力和制圖實(shí)踐技能為重點(diǎn)，綜合利用信息技術(shù)手段和多媒體資源對(duì)機(jī)械制圖的具體教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行多維度輸出。教師通過多種教學(xué)手段的結(jié)合，將機(jī)械制圖的原理和規(guī)范以及制圖軟件的操作更加具象化地傳遞給學(xué)生，并對(duì)疑難點(diǎn)和重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)主題課程設(shè)置，通過設(shè)置的教學(xué)主題課程為學(xué)生攻克疑難和把握重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容助力和解惑。

提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度，強(qiáng)化學(xué)生在教學(xué)中的主觀作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如，建立教學(xué)互動(dòng)機(jī)制，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加主動(dòng)和專注地投入教學(xué)內(nèi)容知識(shí)的獲??；還可以構(gòu)建學(xué)習(xí)互助小組，使小組內(nèi)的組員相互協(xié)助，更加高效地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行吸收和消化；制定差異化的課后學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生更加獨(dú)立地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)和應(yīng)用。

同時(shí)，階段性并且針對(duì)性地設(shè)置與理論知識(shí)相對(duì)應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)課程和實(shí)踐任務(wù)，如通過校企合作和聯(lián)合培養(yǎng)等形式，立足應(yīng)用端具體產(chǎn)業(yè)鏈的全過程，從研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、裝配組裝以及質(zhì)量檢測等階段對(duì)機(jī)械制圖進(jìn)行場景式的深度模擬，為高職院校的學(xué)生提供沉浸式的工學(xué)結(jié)合教學(xué)窗口［9］。通過實(shí)踐教學(xué)和實(shí)踐任務(wù)，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)吸收和理解得更加充分，可以打下堅(jiān)實(shí)的機(jī)械制圖理論知識(shí)基礎(chǔ)。在此過程中，學(xué)生機(jī)械制圖的技能可以得到培養(yǎng)和驗(yàn)證，使高職院校的學(xué)生在求學(xué)階段能夠結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與應(yīng)用端需求對(duì)知識(shí)點(diǎn)積累和技能培養(yǎng)的方向和要求更加聚焦，從而獲得更高的綜合專業(yè)素養(yǎng)。

3.3 供給和培養(yǎng)專業(yè)的師資教學(xué)團(tuán)隊(duì)

明確高職院校的師資團(tuán)隊(duì)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，將師資團(tuán)隊(duì)人員的供給側(cè)聚焦在與機(jī)械制圖更加相關(guān)的學(xué)科專業(yè)，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇對(duì)應(yīng)的人才進(jìn)行團(tuán)隊(duì)的組合式構(gòu)建。構(gòu)建的師資團(tuán)隊(duì)中，既要有基礎(chǔ)理論知識(shí)深厚的師資人才，也要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的師資人才。在師資團(tuán)隊(duì)人員準(zhǔn)入時(shí)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，從機(jī)械制圖理論知識(shí)以及實(shí)踐操作等方面對(duì)承擔(dān)相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的師資人員進(jìn)行針對(duì)性的考核和篩選，從而提高機(jī)械制圖教學(xué)團(tuán)隊(duì)的綜合教學(xué)水平。

建立長效和合理的教學(xué)考核機(jī)制，以教學(xué)內(nèi)容的貫徹實(shí)施、理論與實(shí)踐課程的動(dòng)態(tài)改進(jìn)為考核核心，綜合考慮包括學(xué)生機(jī)械制圖成績的教學(xué)成果評(píng)定因素，對(duì)師資人員進(jìn)行綜合考核，鼓勵(lì)師資人員開發(fā)和形成具有特色的教學(xué)風(fēng)格，鼓勵(lì)師資人員積極參與教學(xué)競賽、技能競賽以及實(shí)踐活動(dòng)，將教學(xué)競技實(shí)踐獲得的榮譽(yù)資質(zhì)計(jì)入綜合考核體系。鼓勵(lì)師資人員積極發(fā)表學(xué)術(shù)期刊和論著，將相關(guān)的學(xué)術(shù)成果以及在實(shí)際教學(xué)中發(fā)揮的有益效果計(jì)入綜合考核體系。鼓勵(lì)師資人員在教學(xué)過程中與學(xué)生一起進(jìn)行機(jī)械領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新，在研發(fā)創(chuàng)新過程中深化機(jī)械制圖教學(xué)的實(shí)踐，將教學(xué)過程中形成的研發(fā)創(chuàng)新成果計(jì)入綜合考核體系。

建立長效和合理的教學(xué)保障機(jī)制，為機(jī)械制圖師資人員設(shè)計(jì)合理的教學(xué)任務(wù)，將師資人員的主要精力集中在機(jī)械制圖相關(guān)的教學(xué)和科研工作范圍內(nèi)。通過高職院校的橫向衍生能力挖掘和聚攏校企合作的渠道資源，通過共同開發(fā)、技術(shù)服務(wù)以及成果轉(zhuǎn)化等形式，為師資人員爭取橫向項(xiàng)目課題來源，使師資人員在實(shí)踐合作中不斷豐富和完善教學(xué)內(nèi)容，通過橫向項(xiàng)目課題的承擔(dān)和驗(yàn)收，為師資人員創(chuàng)造職稱和技能提升的途徑。積極組織教學(xué)研討交流，通過內(nèi)部和外部學(xué)習(xí)溝通，師資人員互相了解教學(xué)能力和教學(xué)理念上的差異，在研討交流過程中不斷調(diào)整和更新教學(xué)理念，為動(dòng)態(tài)提升師資人員的教學(xué)能力提供保障。

結(jié)語

在工業(yè)體系不斷發(fā)展和教育改革的大背景下，高職院校應(yīng)充分發(fā)揮自身職能和資源效用，以培養(yǎng)高素養(yǎng)機(jī)械制圖專業(yè)人才為目標(biāo)和中心，通過構(gòu)建系統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)布局、優(yōu)化和創(chuàng)新機(jī)械制圖教學(xué)模式以及供給和培養(yǎng)專業(yè)的師資教學(xué)團(tuán)隊(duì)等多個(gè)維度對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)體系的改革與優(yōu)化進(jìn)行探索，形成更加科學(xué)、系統(tǒng)并且符合時(shí)代發(fā)展的高職院校機(jī)械制圖教學(xué)體系，培養(yǎng)更多符合市場需求的機(jī)械制圖專業(yè)人才，提高高職院校機(jī)械制圖學(xué)生的綜合就業(yè)競爭力。

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基金項(xiàng)目：白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院2024年校級(jí)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“以學(xué)生為中心的高職院校機(jī)械制圖教學(xué)改革與探索”（BYKY202427）

作者簡介：葉樹婷（1988— ），女，漢族，甘肅靖遠(yuǎn)人，碩士研究生，講師，研究方向：機(jī)械類課程教學(xué)改革與探索。