新工科背景下机械制图课程改革模式探索与实践

吴玲

摘要：在新工科背景下，如何将高校课程教学模式进行创新，转变教学思路与方法，使学生爱上学习，应是教师教学过程中不断思考的问题。因此，本文以机械制图课程为例，探索其课程改革模式，对于提高学生的学习兴趣和课程教学效果，都有重要的意义。

关键词：机械制图;教学模式;改革;教学效果

中图分类号：G642;TH126-4                         文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2020）22-0241-02

1  机械制图课程现状及面临的问题

机械制图是工程类，尤其是机械专业的核心课程，该课程以培养学生的识图、绘图能力，提高逻辑思维能力为目的，同时又具有较强的应用性和实践性，学生对该课程的学习将会为后续专业课的学习起到重要的铺垫作用，同时对学生的就业会起到很好的帮助[1]。但是经过多次讲授机械制图课程发现，该课程的教学内容较为复杂和抽象，需要学生具备较好的逻辑思维能力和一定的实践基础，否则，学习较为困难。另外，机械制图课程的授课方式一直沿用传统的说教模式，学生处于被动的学习状态，缺乏学习兴趣，不利于对学生创新性、逻辑性的培养和课程的教学。为此，对该课程的教学模式进行改革是教师面对的亟待解决的问题。

2  机械制图课程改革的举措

2.1 教学大纲的修订

经调查发现，大部分高校的画法几何与机械制图两部分合为一门课程，即为机械制图，同时该课程点的学时基本为64学时，但是在教学过程中发现，因学时原因导致机械制图的部分章节，比如零件图、装配图部分无法按时完成教学任务或者完成较为仓促，导致学生的学习过程中该部分内容缺失，而零件图及装配图部分是该课程的重点部分，学生在后续的测绘实训及其他专业课的学习过程中，都是非常重要的基础内容。为解决此问题，将机械制图课程分为了画法几何和机械制图两门课程，分别开设在大一年级的第一、二学期，这样既减轻了学生的学习压力，又满足了对学时的要求，同时学生的学习内容也变得较为完整，符合教学大纲的基本要求。经过将教学大纲调整前后的学生学习情况对比后发现，经调整后学生的学习成绩有了大幅提升，教师的教学得到了事半功倍的效果。

2.2 增加测绘实训环节

因机械制图课程自身具备的知识点较多且逻辑思维性较强，学生较难理解的特点，因此要使学生将所学知识进行融会贯通，必须在增加该课程的1-2周的测绘实训环节，使学生将所学应用于实践，更好的理解课本知识[2-3]。

将机械制图测绘实训安排在课程结束之后，给定学生某一三维模型，要求由拆分零件进行测绘开始，直至完成三维模型的装配图及各个零件图，绘制完整、标准的图纸，在此过程中，学生不仅认识了不同的测量工具，真正掌握它们的使用方法，同时复习了零件图、装配图的绘制方法，更重要的是学生接触到了实际的三维模型，看到了清楚的内外部结构及其工作原理，提升了空间想象力并对专业课内容有了部分了解，对今后的专业课学习有较大帮助。

在实训过程中使用的三维模型可以鼓励学生采用3D打印的方法打印，采用3D打印技术学生需要首先分析给定的二维平面图形，分析三视图之间的方位关系，在此基础上借助于三维建模软件将二维平面图形转换为三维模型[4]。因此，将3D打印技术融入到机械制图的测绘实训乃至教学过程中，可以很好的弥补机械制图课程本身存在的弊端，首先学生在进行打印分析的过程中，对进行测绘的零件结构有了较深入的分析，帮助学生理解各视图之间的方位关系，提高了他们的逻辑思维能力，同时也将原本抽象难以理解的内容变得清晰明了;其次在将二维平面图形转换为三维模型的过程中，在此阶段学生并没有接触到三维建模软件，因此就要求学生通过自学的方法来掌握一种三维建模方法，以此来完成任务，在这个过程中可以锻炼培养学生学习的主动性，最后在整个应用3D打印技术进行模型打印的过程中，能够培养学生的创新性思维和动手实践能力，同时也能够使学生感受到学习机械制图课程的快乐，而不再是以前学习的枯燥乏味，真正的提高学习的兴趣。

2.3 教学内容与专业特色相结合

机械制图课程在各高校中，不仅仅在机械专业中开设，在电气工程、土木工程、交通运输等多个工科非机械性类专业中均有涉及，而不同的专业有着不同的课程特色，要想使机械制图课程的教学能够在不同的专业教学中发挥应有的作用，在教学过程中，教师应注重课程内容与专业特色相结合，采用项目化教学方式，引入本专业相关案例，提高学生学习兴趣的同时，也使得课程教学与生产实践紧密结合[5]。以车辆工程专业为例，该专业学生除了学习机械类的通识课以外，还需学习车辆类专业课，因此，对于机械制图课程的学习，教师可以大量的引入有关车辆結构方面的模型，比如，在零件图绘制部分，可以引入车架、车桥、悬架等结构来进行分析，这样不仅完成了我们既定的教学任务，同时使学生对专业课内容有了一定的认识。

为使机械制图课程的教学能够更好的与专业特色相结合，教师在授课过程中可以通过不断积累教学经验，编写适合本专业学生的教材，教材中融入本专业相关的实例，且难易程度更符合应用型本科院校学生的特点，减轻学生学习的压力，增加学生学习兴趣，真的变要我学为我要学，提高我们的教学效果。同时，一本适合本院学生特点的教材，不仅对学生的学习有利，同时教师的授课也会更加得心应手，真正提高教学效率。

2.4 融入CAD技术

计算机辅助设计又称CAD技术，是指在设计过程中，利用计算机作为工具，帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和。常用的CAD绘图软件有AutoCAD、Solidworks、UG等[7]。通过绘图软件的学习能够使学生掌握一定的计算机绘图知识，并具备独立绘图的能力。通过调查发现，AutoCAD课程大多开设在大一年级的下学期，Solidworks、UG等三维绘图软件大多开设在大三年级的上学期。因AutoCAD绘图软件的开设与机械课程处于相同学期，这对机械制图课程的教学工作是非常有利的，通过将CAD技术融入到机械制图课程的教学过程中，可以帮助学生理解较抽象的内容，同时也使得教学手段变得多样化，课堂教学生动、活泼[6]。

将CAD技术融入机械制图课程的教学中，可以通过两方面入手，分别是理论基础部分和机械测绘实践部分。理论知识的学习主要培养学生的逻辑思维能力以及创新能力，因此，在讲授理论知识的过程中，教师可以借助于AutoCAD软件将较难理解、抽象的问题具体化，帮助学生更好的理解教材内容。比如，在组合体部分，由组合体绘制三视图及由三视图绘制组合体，是教材中的难点内容，为了帮助学生理解加深印象，在学习完此内容后，学生可以通过绘图软件将课上所学内容进行绘图练习，一方面使得较难理解的三视图的绘法变得清晰明了，加深理解，同时也锻炼了学生的绘图能力;在由三视图绘制组合体部分，教师可以利用三维绘图软件建立模型，通过课上展示的方法来帮助学生建立空间感，提高空间想象能力。机械测绘实践部分，引入CAD技术可以更好的引导学生认识并理解所会模型的结构，更好的处理零件图及装配图中主视图的摆放位置、投射方向和视图数量及种类的选择，因测绘实践中借助CAD技术的原理与采用3D打印进行实践模型的准备类似，在此将不再赘述。

2.5 采用混合式教学模式

在信息技术迅猛发展的今天，教师的教学手段理应与信息化相结合，打破传统的固定式教室上课、教师教学生学的教学模式，最优化的利用已有线上教学资源，来拓展学生的知识面。在现有的中国大学MOOC、智慧树、雨课堂、腾讯课堂等众多线上教学平台中，都有大量优秀的教学资源和合理的课堂管理体系。因此，教师在线下授课的过程中可以合理的利用优秀的线上教学资源，形成“以线下为主线上为辅”的教学体系。

线上、线下相结合的教学模式，学生可以在课前通过线上教学资源进行课程的预习，教师通过线下教学的方法对学生的问题给予解答，或者在线下教学完成后，学生通过线上资源将知識进行总结回顾，同时对于机械制图课程来说，在线上资源中有丰富的与实践相结合的案例、零件模型，在拓宽学生知识面、开阔眼界的同时，可以很好的实现理论与实践的结合。同时线上教学平台有着较合理的课堂管理体系，可以进行签到、点名、问题讨论、测试等，借助于这些功能以及学生对互联网的兴趣，教师可以更好的管理班级，实现课堂授课效果的最优化，提高课堂教学效率，使学生真正爱上学习。

以上在机械制图课程教学过程中采用的教学改革手段，教师在授课过程中可以通过学生的学习反馈情况，来不断调整授课方法，即采用教学反馈的方式，通过多举措相结合来达到理想的教学效果。教学改革模式可以采用图1所示的流程图表示。

3  结语

在机械制图课程的教学过程中，以学生为主体，以提升教学效果为目标，产出为导向，结合专业特色及教学成果产出反馈，来及时调整教学方法，将CAD技术融入到教学过程中，更好的发挥绘图软件的优势，借助于先进的线上教学平台，巧妙的利用优秀的网络教学资源及合理的课堂管理体制，同时注重理论与实践相结合，使学生的所学更接近于生产实践，使教师的教学产出成果实现最大、最优化。

参考文献：

[1]王颜辉，樊彩转，穆丽娟.机械类专业《画法几何与机械制图》课程教学改革的探索[J].机械管理开发，2020（2）：210-212.

[2]黄伟，刘吉普.浅谈《机械制图》课程教学方法改革[J].课程教育研究，2017，29（1）：135-138.

[3]陈军.机械专业《机械制图》课程教学改革探索[J].机电教育创新，2018（1）：133-134.

[4]高成德，冯佩，帅词俊，金娇.3D打印技术在机械制图课程中的教学改革探索，2020（17）：22-23.

[5]高梦迪，马志林，刘从虎，王楠.新形势下非机械类专业工程制图课程教学改革研究，2020（20）：62-64.

[6]刘霞.基于三维建模的机械制图课程教学方法改革与实践[J].教育天地，2020（5）：200.

[7]胡青泥.面向三维CAD_CAM技术的机械制图教学研究[J]. 工程图学学报，2002（1）：138-142.