机械制图与CAD基础课程教学改革与实践探索

蒙建国 于文妍 王斌

摘 要：机械制图与CAD基础是一门与实际工程紧密结合的技术基础课程，本文以工程教育模式培养工程技术型人才作为出发点，分析目前机械制图与CAD基础教学过程中存在的问题，并从工程教学改革角度提出了工程教育培养过程中教学与学习过程的重要途径和方法，在教学过程中，通过有效的交流和灵活的实践培养环节；以主动和实践相结合进行思维转换模式进行学习，领会课程的学习目的和意义，为建立工程专业教学新体系提供借鉴。

关键词：机械制图 实践 创新 工程教育

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）05（a）-0163-02

创新人才培养是实现“中国制造2025”目标的关键之一[1]，培养大学生的创新意识和创新思维能力已成为高等教育改革的重要内容，它也是工程图学教育中的关键问题[2]。工程图学是许多工程类专业的基础课程， 与生产实际结合紧密[3]。机械制图与CAD基础是机械类相关专业的一门重要课程，以培养工程技术型人才为目的，其课程教学内容包括两部分教学内容：机械制图、CAD基础，课程理论性和实践性强。从学科角度，机械制图与CAD基础是一门必修的基础课程，为后学课程的学习打下坚实的基础；从综合教育方面角度，机械制图与CAD基础却是衔接多课程、多分支的一门重要课程，与机械设计、机械原理等课程形成紧密联系，其教学和学习效果的好坏直接影响学生后续课程学习兴趣培养的关键课程。

1 教学实践存在问题剖析

在多年的教学实践环节和改革实践中取得成果的同时，也发现了新的问题。

（1）学生对老师课堂教学接受情况与课后自主完成作业的能力不协调，学生的综合学习效果提高不明显。

（2）通过与企业交流、对毕业生情况调查，比较在读学生和毕业后从事专业相关类职业的学生，主要表现为以下两个方面：

①学期初学生对本门课程学习目的不明确，在学习过程中没有很好的方向，对学习的目的和意义没有深刻认识；很难将机械制图应用到后续课程的学习当中。

学生在大一学完制图课程后，将在陆续开设的后续课程中应用，由于学生在学习过程中并没有联想到后续课程的性质和内容，因此单纯的为学习制图课程而学习，这样独立的学习方法必然会使学生难于将所学的制图知识应用到后续课程学习当中，主要表现在毕业设计的完成情况不客观。如果在学生学习制图课程的过程中将后续课程应用较多的课程与制图课程形成一个整体概念，这样必然会使制图课程的学习更具有目的性，更直截了当，学生也会更主动的学习。

②已修完本课程的学生不能将机械制图很好地应用到后续课程学习当中；刚进入工作岗位的学生很难快速进入工作角色，很难做到在专业领域中独当一面。

在学生完成本科四年的学习后，将带着专业知识面向实际工作应用，但大多数学生却无法适应新工作对专业知识的需求，因为学校教学中很难接触到真实的机械和图纸，也不明白制图对工作的重要性，所以在学习制图过程对重要知识点掌握不扎实，在工作岗位及业领域中很难一面，如果能在制图课程学习当中将机械和图纸予以展现，学生必然会明确学习制图的目的和应用范围，做到有目的学习并掌握制图知识，将来工作的时候就会很快进入角色。

（3）教学方法单一，缺少实践联系和体验。

教学环节对整个机械制图教学改革有较大影响，因此针对提出新的问题，采用新的思路以完善本课程的教学改革，使之投入教学、更好地为学生服务，更好的为国家培养工程型人才。机械制图与CAD基础本來就是一门实践性很强的学科，在教学中既需要基本理论知识的讲授，更需要实践技能的训练。在教学中忽略了实践训练，导致学生所学理论在实践中脱节。

（4）教学过程中出现上述问题的主要原因如下。

①机械制图与CAD基础课程是针对工科学生所开设的一门专业基础课程，工科学生在大一就要学习的内容，在其后续课程如机械原理、机械设计以及课程设计和毕业设计都要应用的这门非常重要的课程，但很多学生仅仅是为了修学分而学习。究其原因有两个，一是学生刚步入大学，对大学的课程设置、作用以及将来的工作性质了解甚少，因此很狭隘地、没有针对性地去学习机械制图；二是思维方式转变。他们认为大学的学习方式高中不同，其中不少学生养成——“课前手中无、课堂一本书、课后眼过目”的习惯，主要表现为：上课前不懂得预习、课堂上不懂得做笔记、课后还不自主认真完成作业。这就显得学生开始学习机械制图时无论从思维方式还是动手能力都无从下手，因此利用机械制图与CAD课程的特点来启发学生，让其从被动了解学习目的变成主动明确学习目的，培养良好的学习习惯就显得尤为重要。

②机械制图与CAD基础是一种用“图形”来表达各种机器零部件内容的工程语言，而工程图是利用二维平面投影图表达三维物体结构形状，除了学生具有良好的学习习惯外，还要求学生在学习制图的过程中不断的变换思维方式，即三维——二维——三维相转换，但是学生的这种变换很难建立，也就很难进入学习机械制图课程的角色，因此需要改变传统教学方式和方法，用新的教学方法和手段对学生进行引导，让其建立这种思维变换模式，形成一种新的思维模式，只有这样才能使学生更有效地学习并掌握这种工程技术语言。

③教学环节的完善。在机械制图与CAD基础教学环节中，多数情况采用传统的灌输式教学，由于教学方法单一，缺乏互动，容易使学生产生疲劳感，导致课堂气氛沉闷，教师在讲授中又很难与学生产生共鸣与回应，教学效果差。

2 教学内容改革是实现工程教育计划的重要途径

机械制图与CAD基础课程的教学目的就是为国家培养工程专业人才，出现上述问题的主要原因是教与学过程问题，如果把合适的教学方法溶于多年的教学改革成果中，使他们有机的结合，形成一个教与学的新体系，以工程教育实践和成果等紧密结合，以达到实现培养高标准工程型人才的目的，使教学效果达到新高度，使学生真正能面对后续课程学习和未来就业。针对以上所提出几个问题做出具体分析，进行改革规划：

以培养教育模式为核心，以达到实现培养高标准实用工程型人才为目的机械制图与CAD基础改革。工程教育是以构思、设计、实现、运行为一体的精髓理念，其目的是让学生以主动实践的、课程之间有机联系的方式学习，是为社会培养高素质工程型人才。机械制图与CAD基础课程的教育理念是培养学生设计产品的能力，其教学指导思想是思维构建-模型测绘-图纸手绘-计算机实现，教学模式是以社会培养高素质工程型人才为目的其教育理念和工程教育的精髓相呼应。在理工类高等院校创新人才培养中，机械制图发挥着不可替代的作用；提高教学质量和学习效率是现代教育的基本要求，课堂是人才培养的主战场[4]；将课程教学改革以工程教育模式为核心，改变传统的教学模式，创新学生参与的教学方式，以学生为主体，课程教学内容与工程实践紧密结合，通过课程学习，掌握工程技术知识及具备一定的工程师技能，让学生以主动的、 实践的、课程之间有机联系的方式学习机械制图，以实现毕业生的实际能力为目的，为学生提供一种强调工程基础训练为背景环境基础上的工程教育，此方式的教学改革对学生和教师都具有重要指导意义。

2.1 构思阶段

在学习理论知识课程前安排实践学习，在课堂外邀请企业技术人员进入课堂，开展座谈活动，不仅激励学生学习的兴趣，同时也能让学生在与企业技术人员接触交流过程中了解当今企业发展的现状和专业学习需求必要性；让学生进一步了解机械制图与CAD基础课程的学习目的、学习过程和学习方法。在课程前期就建立机械制图与CAD学习的思维方式，以主动思考为主，带着问题去学习，从而形成制图的构思阶段。

2.2 设计阶段

在课程中期，带领学生进行实地机器的拆装参观，并利用模型引导让学生进行学习和测绘，安排学生进行零件测量和手工绘制，掌握机械制图知识点的基础要点，并且适当开展标注尺寸及技术要求等实践与理论结合的内容，提高动手能力，了解实际工程对工程师的具体要求，这样利于学生从整体方向把握课程主线，从而形成制图的设计阶段。

2.3 试验阶段

在课程后期阶段，安排学生去机械实验室或者实习单位，阅读实验室和单位机械零件图纸，进一步了解机械设备、机器零部件之间的装配关系和技术要求等实用内容，明确学习制图的目的和要求，学会机械制图的设计理论和方法，从而形成机械制图的实现阶段。

2.4 運行阶段

学期末组织知识竞赛和考核，以简单机械设备为主，以小组形式区分部件进行拆装、测量，并利用AutoCAD软件进行二维绘图，并以此作为学期重要考核目标，学习和考核的过程，是将理论与实践相结合，实现自主学习和灵活应用的培养目标，增强学生测绘能力、尺规绘图和计算机绘图能力，更培养了学生良好的学习兴趣，明确了学习目的，利于学生从全局角度将机械制图运用到后续学习中。

3 结语

机械制图与CAD基础课程中机械制图部分是以理论知识积累和手绘能力培养作为出发点，结合自主学习和创新学习方法进行学习；而CAD基础部分则是以实体模型为例，以计算机绘图为主，培养综合学习能力。本文论述的课程教与学过程不拘泥于固定的学习方式，灵活地展现学生的综合学习、测绘和制图能力，将理论与实践有机地结合起来，有利于学生掌握本门课程，更好地应用到后续课程学习中，也为未来工程型人才培养打下坚实基础。

参考文献

[1] 贺正楚，潘红玉.“德国工业4.0”与“中国制造2025”[J].长沙理工大学学报：社会科学版，2015，30（3）：103-110.

[2] 熊志勇，罗志成，陈锦昌等.基于传销性构型设计的工程图学教学体系研究.图学学报，2012，2（33）：108-112.

[3] 陈西府，惠学芹，吴进，等.基于卓越工程师计划的工程图学教学改革.考试周刊，2012（84）：10-11.

[4] 徐国玉，兰朝凤.机械制图融合式交互课件研究与教学实践[M].北京：中国科学技术出版社，2015.