基于學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的機(jī)械制圖課程教學(xué)改革

中圖分類號：G424

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2025.17.016

Teaching Reform of Mechanical Drawing Course Based on Cultivating Students' Innovative Thinking

LIU Xinwei

(Beijing University of Chemical Technology， Beijing )

AbstractMechanicaldrawing is an important foundationalcourse in mechanicalengineering，which playsa crucial role intalentcultivation.The article analyzes theconnotationofinnovative thinking and its importance inmechanicaldrawing learning，points out the problems existing inthecurrent curriculumin terms of teaching content，methods，andevaluation system，and proposes targetedreform measures and specificimplementationsteps，including innovative teachingcontent， changing teaching methods，optimizing teaching evaluation，etc.Research has shown that the reform of mechanical drawing course teaching based oninnovative thinking can effectively stimulate students'innovative potential，enhance their problem-solvingability，meet thedemand ofenterprises for mechanical drawing talents，and provide strong support for improving the quality of mechanical professional teaching and cultivating innovative talents.

eywordsmechanical drawing; teaching reform;innovativethinking; teaching methods;teaching evaluation

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，機(jī)械行業(yè)迫切需要具有創(chuàng)新思維的人才。機(jī)械制圖作為機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)課程，不僅能培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等必備技能，更是培養(yǎng)其創(chuàng)新思維的重要載體。但是，傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)模式在一定程度上限制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。突破傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，通過教學(xué)改革培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，成為機(jī)械制圖教學(xué)面臨的重要課題。本文旨在探討以創(chuàng)新思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的機(jī)械制圖教學(xué)改革，為提升機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求的創(chuàng)新型機(jī)械人才提供有益參考。

1創(chuàng)新思維培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)

1.1創(chuàng)新思維的內(nèi)涵

創(chuàng)新思維并非憑空產(chǎn)生，而是融合了發(fā)散思維、聚合思維和逆向思維等思維活動的高級過程。發(fā)散思維讓思維如同散射的光線，從一點(diǎn)出發(fā)，往各個(gè)方面去尋找可能，例如，在機(jī)械制圖中，教師給出一個(gè)機(jī)械部件的功能要求，學(xué)生借助發(fā)散思維，能構(gòu)思出多種不同的設(shè)計(jì)方案。而聚合思維則是將眾多信息匯聚，經(jīng)過分析、篩選，得出最佳的解決方案，如在多個(gè)制圖方案里，依據(jù)材料特性、加工工藝等因素，篩選出最契合實(shí)際生產(chǎn)的方案[。逆向思維突破了傳統(tǒng)的思維定式，從問題的反方向思考，比如在制圖時(shí)不按照傳統(tǒng)的從全局到局部進(jìn)行繪制，而是從局部關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)進(jìn)行反向推理，可能產(chǎn)生意想不到的創(chuàng)新效果。

1.2創(chuàng)新思維對機(jī)械制圖學(xué)習(xí)的重要性

傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)偏重規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，容易形成固定思維。通過引入三維建模軟件(如CAD)和項(xiàng)目驅(qū)動學(xué)習(xí)，學(xué)生能結(jié)合理論與實(shí)踐，在設(shè)計(jì)中加入創(chuàng)意，提升圖紙的實(shí)用性和創(chuàng)新性。具備創(chuàng)新思維的學(xué)生繪制的圖紙不

|科教導(dǎo)刊

再局限于常規(guī)樣式，其能在滿足基本制圖規(guī)范的基礎(chǔ)上，融入自己的創(chuàng)意，讓設(shè)計(jì)更具創(chuàng)新性。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)可能因缺乏創(chuàng)新性而反復(fù)修改，而創(chuàng)新思維加持下的制圖設(shè)計(jì)，能一次性命中關(guān)鍵，極大提高了設(shè)計(jì)效率，為企業(yè)節(jié)省時(shí)間和成本，幫助我國機(jī)械工業(yè)進(jìn)入一個(gè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的新階段。

2機(jī)械制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀

2.1教學(xué)內(nèi)容分析

當(dāng)前機(jī)械制圖的教學(xué)內(nèi)容在一定程度上難以完全滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的需求。從基礎(chǔ)知識板塊來看，大量時(shí)間被花在投影原理、視圖表達(dá)等常規(guī)內(nèi)容上，這些內(nèi)容固然是機(jī)械制圖的根基，可占比過重，導(dǎo)致新的設(shè)計(jì)理念、前沿的機(jī)械制圖軟件應(yīng)用拓展不足，使得部分學(xué)生雖然掌握了基本繪圖技能，但在面對實(shí)際復(fù)雜設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，因缺乏對新工具、新理念的了解，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的施展空間受限[2]。而且教學(xué)內(nèi)容多聚焦于成熟、經(jīng)典的機(jī)械結(jié)構(gòu)制圖，對新興的、跨學(xué)科的機(jī)械產(chǎn)品，如仿生機(jī)械、智能可穿戴機(jī)械裝備等相關(guān)制圖內(nèi)容涉及甚少，無法讓學(xué)生接觸多元制圖場景，不利于開拓他們的創(chuàng)新視野。

2.2教學(xué)方法問題

在教學(xué)方法上，傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)依舊占據(jù)主導(dǎo)地位。課堂上，教師多以講解制圖規(guī)范、演示繪圖步驟為主，學(xué)生被動接受，缺乏主動思考與探索。以某職業(yè)院校的機(jī)械制圖課堂為例，超過 70% 的課程時(shí)間是教師在黑板或通過多媒體展示繪圖流程，學(xué)生依葫蘆畫瓢進(jìn)行模仿練習(xí)。這種模式下，學(xué)生機(jī)械地記住了操作流程，卻未深入理解制圖背后的邏輯與設(shè)計(jì)思維。小組合作、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等能促進(jìn)學(xué)生交流、碰撞出創(chuàng)新火花的教學(xué)方法應(yīng)用較少。即便有小組作業(yè)，也常因任務(wù)分配不合理、缺乏有效引導(dǎo)，變成少數(shù)學(xué)生主導(dǎo)，多數(shù)學(xué)生參與度低，無法真正實(shí)現(xiàn)通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作激發(fā)創(chuàng)新思維的目的。教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)場景脫節(jié)嚴(yán)重，學(xué)生在課堂繪制的圖紙與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)所需的圖紙存在較大差異，導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)知識遷移到實(shí)際工作中，創(chuàng)新更是無從談起。

2.3教學(xué)評價(jià)體系存在缺陷

現(xiàn)有的機(jī)械制圖教學(xué)評價(jià)體系過度側(cè)重學(xué)生對知識與技能的掌握，忽略了對創(chuàng)新思維等綜合素養(yǎng)的考核。成績評定多以期末考試成績?yōu)橹?，占總成績?60%-70% ，考試內(nèi)容又大多圍繞教材中的知識點(diǎn)和繪圖規(guī)范，學(xué)生只要死記硬背、規(guī)范繪圖就能拿到不錯(cuò)的分?jǐn)?shù)。平時(shí)作業(yè)也主要關(guān)注繪圖的準(zhǔn)確性，對學(xué)生是否有創(chuàng)新性思路、獨(dú)特的設(shè)計(jì)想法缺乏考量。例如，在作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)里，繪圖準(zhǔn)確性占比達(dá) 80% ，而創(chuàng)意性僅占 10% 。這種評價(jià)導(dǎo)向下，學(xué)生為了取得好成績，更傾向于按部就班完成任務(wù)，不愿花費(fèi)時(shí)間嘗試創(chuàng)新。而且評價(jià)主體單一，基本由教師主導(dǎo)，缺少學(xué)生自評與互評環(huán)節(jié)。學(xué)生無法從同伴處獲取不同視角的反饋，難以發(fā)現(xiàn)自身思維的局限，不利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與持續(xù)提升。

3以創(chuàng)新思維為導(dǎo)向，創(chuàng)新教學(xué)改革

3.1創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容

為契合創(chuàng)新思維培養(yǎng)需求，機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容亟待革新。在保留投影原理等基礎(chǔ)核心知識的同時(shí)，應(yīng)大幅增加前沿知識占比。例如，將3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR)輔助制圖等新興技術(shù)引入課堂，這些技術(shù)能讓學(xué)生直觀感受設(shè)計(jì)從虛擬到現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)變，激發(fā)創(chuàng)新靈感。據(jù)調(diào)查，接觸過此類新興技術(shù)教學(xué)的學(xué)生，在后續(xù)設(shè)計(jì)作業(yè)中，創(chuàng)新性方案的數(shù)量比未接觸者高出約 35% 。拓展跨學(xué)科知識融合，如機(jī)械與生物、電子等領(lǐng)域結(jié)合的制圖案例。以仿生機(jī)械制圖為例，通過分析生物結(jié)構(gòu)，學(xué)生可將生物獨(dú)特的形態(tài)運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，拓寬設(shè)計(jì)思路。在教學(xué)內(nèi)容的編排上，減少傳統(tǒng)單一、固化的機(jī)械零件案例，增加開放式、可拓展的設(shè)計(jì)任務(wù)，如給定一個(gè)模糊功能需求，讓學(xué)生自主構(gòu)思機(jī)械結(jié)構(gòu)并制圖，促使學(xué)生突破常規(guī)思維。

3.2創(chuàng)新教學(xué)方法

傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，因此需要推行多樣化的創(chuàng)新教學(xué)方法。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種行之有效的教學(xué)方法，教師可以將課程內(nèi)容分解為多個(gè)實(shí)際項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)一條小型自動化生產(chǎn)線的機(jī)械制圖。讓學(xué)生分組協(xié)作，共同完成項(xiàng)目的調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、圖紙繪制等環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅能夠提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，還能在交流討論中碰撞出創(chuàng)新的火花。實(shí)踐表明，參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的學(xué)生，其解決復(fù)雜問題的能力提升了約 35% 創(chuàng)新思維活躍度也明顯提高。

啟發(fā)式教學(xué)同樣重要。教師在課堂上可通過提出開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論。例如，“如何改進(jìn)傳統(tǒng)的齒輪傳動結(jié)構(gòu)，使其在減小噪音的同時(shí)提高傳動效率？”這類問題能夠激發(fā)學(xué)生主動探索制圖新思路。虛擬仿真軟件的運(yùn)用也為教學(xué)帶來了新的活力，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中模擬機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)，隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)并觀察效果，設(shè)計(jì)迭代速度比傳統(tǒng)方式提升約 50% ，大大提高了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的效率。

3.3創(chuàng)新教學(xué)評價(jià)

構(gòu)建全面且多元的教學(xué)評價(jià)體系是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要保障。在評價(jià)指標(biāo)方面，應(yīng)減少知識記憶和繪圖規(guī)范的權(quán)重，加大對創(chuàng)新思維和問題解決能力的考核力度。

評價(jià)方式也應(yīng)多元化，除了教師評價(jià)，還要增加學(xué)生自評和互評環(huán)節(jié)。學(xué)生在自評過程中，能夠反思自己的設(shè)計(jì)思路和創(chuàng)新點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自身的不足之處；在互評環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以從同伴那里獲取不同的視角和建議，從而擴(kuò)展自己的思路。據(jù)統(tǒng)計(jì)，引入自評互評后，學(xué)生對自身創(chuàng)新能力的認(rèn)知清晰度提升了約 60% 。評價(jià)應(yīng)貫穿教學(xué)的全過程，包括日常作業(yè)、課堂表現(xiàn)、項(xiàng)目階段性成果都應(yīng)納入評價(jià)范圍，教師還應(yīng)及時(shí)反饋學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展情況，并給予學(xué)生有針對性的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4教學(xué)改革的實(shí)施步驟與建議

4.1教學(xué)改革實(shí)施步驟

機(jī)械制圖課程教學(xué)改革的推進(jìn)需分階段有序進(jìn)行。第一階段為準(zhǔn)備階段，學(xué)校與教師團(tuán)隊(duì)要全面梳理現(xiàn)有教學(xué)體系，精準(zhǔn)找出與創(chuàng)新思維培養(yǎng)相悖的環(huán)節(jié)。學(xué)校要通過調(diào)研企業(yè)對機(jī)械制圖人才的實(shí)際需求，結(jié)合前沿行業(yè)動態(tài)，明確改革的方向。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，超 80% 的企業(yè)期望制圖人才具備創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，據(jù)此確定創(chuàng)新思維培養(yǎng)的具體目標(biāo)與重點(diǎn)內(nèi)容。第二階段是實(shí)施階段，按照既定改革策略，逐步落實(shí)教學(xué)內(nèi)容、方法與評價(jià)體系的創(chuàng)新。先在部分班級進(jìn)行試點(diǎn)，如選取1一2個(gè)班級率先開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，運(yùn)用新的教學(xué)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)施過程中，密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，定期收集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)學(xué)生在創(chuàng)新設(shè)計(jì)作業(yè)中的得分情況、參與課堂討論的積極性等。第三階段為總結(jié)推廣階段，分析試點(diǎn)班級的數(shù)據(jù)與效果，若試點(diǎn)班級學(xué)生在創(chuàng)新思維相關(guān)測試中成績平均提升20分以上，證明改革成效顯著，便可將成功經(jīng)驗(yàn)在全校范圍內(nèi)推廣，全面鋪開教學(xué)改革。

4.2師資隊(duì)伍建設(shè)

教師是教學(xué)改革的關(guān)鍵推動者，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)至關(guān)重要。學(xué)?？山M織教師參加專業(yè)培訓(xùn)，尤其是創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維、新興制圖技術(shù)應(yīng)用等方面的培訓(xùn)。如安排教師參與為期2一3周的3D打印與參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件培訓(xùn)課程，培訓(xùn)后要求教師將所學(xué)融入日常教學(xué)[5。調(diào)查顯示，參與此類培訓(xùn)的教師，在課堂上引入創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容的頻率提升了60% 。鼓勵(lì)教師深入企業(yè)實(shí)踐，了解行業(yè)最新制圖規(guī)范與創(chuàng)新需求。教師在企業(yè)實(shí)踐3一6個(gè)月后，能帶回實(shí)際項(xiàng)目案例用于課堂教學(xué)，使教學(xué)更貼合實(shí)際。學(xué)校還可聘請企業(yè)資深制圖專家擔(dān)任兼職教師，定期舉辦講座、指導(dǎo)學(xué)生項(xiàng)目，優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)，為學(xué)生帶來行業(yè)一線的創(chuàng)新理念

與經(jīng)驗(yàn)。

4.3教學(xué)資源建設(shè)

豐富優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源是改革的有力支撐。在教材方面，編寫融合創(chuàng)新思維培養(yǎng)的新型教材，增加大量實(shí)際案例與創(chuàng)新設(shè)計(jì)引導(dǎo)內(nèi)容，開發(fā)數(shù)字化教學(xué)資源，制作高質(zhì)量的教學(xué)視頻，涵蓋復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)的3D演示、創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路解析等。據(jù)學(xué)生反饋，觀看數(shù)字化教學(xué)資源后，其對機(jī)械制圖知識的理解程度提升了 40% 。建設(shè)在線學(xué)習(xí)平臺，提供互動交流空間，學(xué)生可隨時(shí)分享創(chuàng)意、討論問題。平臺還應(yīng)配備智能輔導(dǎo)系統(tǒng)，依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況提供個(gè)性化學(xué)習(xí)建議。打造校內(nèi)制圖創(chuàng)新實(shí)踐基地，購置先進(jìn)的繪圖設(shè)備、3D打印機(jī)等，為學(xué)生提供實(shí)踐創(chuàng)新的硬件條件，讓學(xué)生能將創(chuàng)意快速轉(zhuǎn)化為實(shí)際作品，切實(shí)提升創(chuàng)新能力。

5結(jié)語

傳統(tǒng)教學(xué)在內(nèi)容、方法與評價(jià)體系均存在短板，難以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能。而以創(chuàng)新思維為導(dǎo)向的改革策略，從教學(xué)內(nèi)容融入前沿知識、創(chuàng)新教學(xué)方法以及構(gòu)建多元評價(jià)體系著手，為打破困局提供了路徑。通過分階段實(shí)施改革步驟，強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)，豐富教學(xué)資源，為改革落地筑牢根基。改革實(shí)施后，學(xué)生創(chuàng)新思維得到激發(fā)，解決實(shí)際問題的能力得到提升，能更好對接企業(yè)需求。持續(xù)推進(jìn)機(jī)械制圖課程教學(xué)改革，以創(chuàng)新思維為核心優(yōu)化教學(xué)各環(huán)節(jié)，是提升機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量、培育適應(yīng)時(shí)代發(fā)展創(chuàng)新型機(jī)械人才的可行之路。

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