信息技术在高职《机械制图》课程中的应用研究

程 敏

(鄂州职业大学 机械工程学院，湖北 鄂州 436000)

信息技术在高职《机械制图》课程中的应用研究

程 敏

(鄂州职业大学 机械工程学院，湖北 鄂州 436000)

本文从高职院校《机械制图》教学的基本情况出发，分析了其发展现状与弊端，结合实际需求阐述了课程改革的方向，并在此基础上研究了在高职《机械制图》课程中应用信息技术的几个方面，包括计算机制图、信息化的教学手段与工具以及虚拟制图实验教学，并阐述了这些改进的优势。

高职教育；机械制图；信息技术

1 引言

1.1 信息技术的定义

当今时代是信息时代，信息处理离不开信息技术；对于信息技术，从不同的范围来说有不同的理解方式。从广义哲学的角度来说，信息技术强调了技术与人的关系，只要是能充分利用和拓展人类信息器官功能的方法或者技术，都属于信息技术的范畴。而从信息技术功能的角度出发，则更强调了技术处理的阶段，各种对信息进行采集、存储、加工等技术的总和被理解为信息技术。一般来说，从更狭义的角度来理解，信息技术则是指利用各种硬件设备、软件工具和科学方法进行信息处理的技术之和[1]。本文中所指的“信息技术”采用了信息技术的狭义含义，主要是指利用计算机、新媒体等硬件设备，采用软件工具和科学方法，获取、加工、存储、传输和使用信息的技术总和。

1.2 高职《机械制图》课程概况

《机械制图》课程是我国当今高职机械类专业学生必修的重要基础课之一，这门课程既有基本的系统理论，又有较强的实践性。课程教学的总目标是：要使学生掌握机械制图的基本知识，获得读图和绘图能力，具备继续学习专业技术的能力。学生通过对正投影法的基本原理和作图方法、以及对国家制图标准的学习，能具备初步的技术能力。

我国的高职教育至今已走过几十年的发展历程。我国高职教育以适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线，注重学生的知识、能力以及素质的全面培养，力求高职毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点[2]。因此，作为高职专业课教师，在教学设计和教学实践中，应当充分贯彻国家高职教育方针，达到相应的教学目标，有针对性的为国家培养高质量的技术人才。

1.3 高职《机械制图》课程改革趋势

高职《机械制图》课程长期以来都采用手工绘图的教学模式，然而传统的机械制图技能早已不能满足飞速发展的信息时代的生产需求。当代工业生产对从业人员的知识和技术水平要求越来越高，越来越广泛地运用到计算机、机电一体和自动化技术，传统的制图方式显得效率十分低下。

因此，为了适应社会和时代的发展，培养出符合社会需求的技术人才，高职《机械制图》课程的教育也要与时俱进[3]。无论是教学目标还是教学方法都要进行一定的改革。充分利用信息技术进行教学改革，不仅能从根本上改变人们的劳动方式，还能有效地拓展人们的思维方式。通过使用现代信息技术可以实现多方位立体化的教学功能，教学手段不再单一，通过再现、集成、交互、虚拟等功能的实现，教学内容更加直观，教学方法更加高效[4]。

2 高职《机械制图》课程教学现状分析

2.1 教学方法现状

高职《机械制图》课程教学目前采用课堂教学为主，课后习题分析为辅，卷面笔试为考核方式的教学方法。

其中，课堂教学更重理论讲解，辅以教学模型、挂图等教学手段；课堂容量较大，知识点十分密集；为了便于学生理解，还要进行现场绘制图样、讲解模型等教学内容，耗时较长。因此，虽然课程内容十分丰富，但是教学效率却比较低。

而课后习题分析的辅助和卷面笔试的考核方法，对于对应用性要求比较强的《机械制图》课程来说，方法十分单一，习题考题内容也比较陈旧，考核的更多的是学生的记忆能力，而无法对学生的实际学习效果和操作能力进行检验。

另外，由于高职院校的学生知识基础较为薄弱，学习能力和实践经验都存在不足，对课程的理解能力十分有限，如何在有限的教学时间里达到预期的教学效果，是每一个教师都在不断探索的重要问题。

2.2 教学体系弊端

2.2.1 传统体系抽象化

传统的《机械制图》教学体系是以正投影法为基础的画法几何及其教学体系，该方法是仪器和手工绘图时代的产物，也是该课程多年来一直沿用的教学体系。经过理论和实践的验证，该方法具有一定的科学性，有利于培养学生的空间思维，激发学生的想象能力；但是也存在着一定的不足，即画法几何相对来说比较抽象，如果学生的理解能力有限，则无法形成立体的思维空间。从认识规律来看，提高学生的空间思维更有利的方法是让其直接感知三维空间中实体的存在，因此，在技术水平手段比较落后的时期，画法几何对于机械制图的解读相对来说更为先进，但在当今技术可以实现的条件下，将抽象化的方法重新回归立体的解读，更有利于理解和学习，从而提高教学效率。

2.2.2 传统方法静态化

另外，随着课程改革的不断发展，多媒体课件教学已经成为主流的课堂教学模式，可以在一定程度上增强教学效果，然而在实际的运用过程中，多媒体课件的制作都相对简单，虽然从色彩和精确度上来说有了进步，但多媒体课件呈现的图形或模型都过于静态，学生看到的都是已经完成的图形或模型，并不能了解制图的过程，因而难以达到预期的效果。

3 信息技术在高职《机械制图》课程的应用

将信息技术应用于高职《机械制图》课程的教学中，不仅仅是作用于教师的教学方法和工具上，而是在教学内容、手段、工具、方法等方面都进行了多方位的变革，学生从学习内容到课堂上的学习体验都会有较大的变化。

3.1 计算机制图

《机械制图》课程的教学内容仍旧是以传统的机械制图知识为基础，但是却在绘图方法上进行了调整，将原有的手工绘图为主逐渐向计算机制图进行转化，将计算机制图与传统机械制图内容进行融合，并要与时俱进，实时根据现代工业发展需求进行调整。同时，随着计算机制图技术的不断发展，各种计算机绘图软件，不仅能从技术上完全替代传统的手工制图，还有可能改变传统的画法几何为基础的制图方法。学生除了学习机械制图的内容外，还要学习计算机制图的方法和操作。信息技术不仅是教师为学生演示的辅助工具，还应当成为学生可以掌握的重要技能[5]。

相对于传统的机械制图来说，计算机制图有如下优势：首先，计算机制图更高效。一是因为可以在计算机制图中提前纳入制图标准，既免除了学生在制图的过程中对字体或线型进行繁琐的调整和规范，还可以帮助学生学习和熟悉不同的制图标准；二是因为计算机可以直接对标的属性进行计算，比如角度和面积等等，操作者只需调整参数即可，免除了手动测量和计算的复杂过程，并且计算机计算更加准确；三是因为利用计算机绘制的图形可以方便地进行标注、编辑、调整以及复制。即使模型的部分参数出现错误，也很容易进行调整和修改，避免重复绘图造成的时间浪费。另外绘制的图形以电子数据的形式保存下来，便于存储、分享和复习，这都使得机械制图的效率大大提高。其次，计算机制图更加灵活，有利于学生空间想象力的培养。在教师进行三视图画法的过程中，可以充分利用计算机制图中的Auto CAD自动生成三维工程图，有效的把制图工作从二维转化为三维，让学生能够直观的对比二维和三维的差异，对比传统模型从而体会投影规律的形成[6]。

3.2 信息化教学手段和工具

开拓并使用现代化的教学手段和工具用于课堂教学中，课堂授课不再局限于多媒体课件演示，而是应当拓展到多媒体空间演示。教师在进行制图授课的过程中，一是要更加注重教会学生怎么做而非做什么，二是要注重与学生的交流和互动，实时了解学生的理解和学习状况，便于教学改进。比如将制图的课堂教学在多媒体机房进行，充分利用校园网络的便利，以及多媒体教室的互动性，能够实现单屏演示，教师能够进行分步讲解和演示，更加客观但又不失生动的进行授课。

同时教师还可以充分利用UGNX，Solidworks等三维建模软件来制作三维数学化模型[7]，相对传统的模型来说，Solidworks制作的模型能够更加立体和直观的展示单面正投影和多面正投影所产生的三视图、正等轴测图的形成过程[8]，以及其具备的剖切视图功能，可以对模型进行任意切割，便于学生多角度的进行学习，即提高教学效率的同时也能激发学生的兴趣。

另外，除了基础知识之外，重视课程的应用性和实践性，注重案例教学、演示和操作，教师授课的教案也逐渐发展为电子教案。与此同时，还要充分利用网络平台，将这些优秀的教学案例、资料和素材，制作成“短小精悍”、可以随时随地、重复观看、非常方便灵活的微课，并将其进行汇集发布于网络平台便于共享，逐渐形成机械制图教学资源库，有利于学生在课前预习、课中学习、课后复习过程中的自主学习，也便于查阅。像这样结合空间多媒体授课与网络课堂和资源库的教学方式，有助于师生之间有效的进行探讨式教学，形成一个全方位的教学环境。

3.3 虚拟制图实验教学

计算机制图教学记忆采用信息化的教学手段和工具也限于原理性和技术性的教学方法，而随着信息技术的不断发展，采用更先进技术的课堂教学体验也将逐步成为可能。

比如近年来飞速发展的VR技术，如果能将VR技术应用到机械制图的教学中，传统的机械制图课程就会变得更加丰满。通过VR技术进行制图教学可以让学生相对真实的体验到机械制造的整个过程，让绘制的模型通过传感器装置成为体验者手中真实的机械，从而能对三维虚拟机械进行一系列包括拆卸、组装及旋转等操作，能让学生从虚拟和现实两个方面，彻底了解机械结构和制图的原理，提高学生的操作和技术能力。

信息技术在《机械制图》课程中的应用是技术和时代发展的必然趋势，这不仅有利于完善《机械制图》课程的系统性和完整性，还有利于学校教育与社会生产实现真正的接轨。高职教育的重要目标就是向社会输送技术型人才，高职教师的教学设计应当以此为基准，同时不断提高自身的专业和教学水平。应用信息技术对《机械制图》课程进行的改进对学生来说是更好的学习机会，但是对教师来说也有一定的挑战，教师首先要学习新的技术技能，完成从传统到信息化教学的过渡后，才能更好的进行教学工作。

[1] 昊红霞.融入信息技术的《机械制图》课程改革实践与探索[J].中国科教创新导刊,2010，(1):51-51.

[2] 王正强.信息技术与职业学校《机械制图》课整合的研究[J].中国科教创新导刊,2007，(9):34-35.

[3] 谢戈台.信息技术与技校《机械制图》课整合的探讨[J].职业教育研究，2004：82-83.

[4] 王明清.融入信息技术的中职《机械制图》课程改革的探索与研究[D].北京：首都师范大学,2005年.

[5] 卞素兰.信息技术与机械制图教学的整合——信息技术环境下《机械制图》教学模式和教学方法的创新研究[J].考试周刊,2010，38(09)：157-159.

[6] 周怡.《机械制图》课程与信息技术融合的思考与实践[J].现代教育,2012，(9):47-48.

[7] 李明新.信息技术下应用Solid Works软件辅助《机械制图》课程教学[J].煤炭技术,2013,32(3):238-240.

[8] 王鹏飞,王伟. 基于信息技术的机械制图教学方法改革[J].河南机电高等专科学校学报,2010,18(4):88-89.

责任编辑 喻晓敏

2017-03-09 doi 10.3969/j.issn.1003-8078.2017.03.22

程敏，女，湖北鄂州人，讲师，硕士，主要研究方向为机械设计与制造。

湖北省鄂州职业大学校级教研项目(2016YBB18)。

TH12

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1003-8078(2017)03-0093-03