面向工程教育的机械制图和公差课程融合式教改研究

徐旭松 蒋琴仙 谢文涛 范振敏

摘要：以中德机械专业学生为试验班，对机械制图与公差这两门课程进行相应改革，适应互联网时代、进行面向工程教育的教学改革，贯彻新的教育理念，加强学生的工程实践和创新能力的培养，重新组织、编排教学内容和教学环节，更新教学手段，以提高学生对两门专业基础课程知识的综合运用能力。

关键词：机械制图;公差;教学改革;工程教育

中图分类号：G642     文献标识码：A

机械制图课程与公差课程均为机械、车辆、模具等专业的专业技术基础课程，为后续专业课、课程设计与本科毕业设计的学习奠定基础。《机械制图》课程本质上是表达机械结构形状的工程语言，《机械精度设计与检测》（公差课）本质上是表达技术要求及其检测验证的工程语言。此两门课程教学内容的核心是工程语言的载体“图样”，使得学生能够绘制和阅读机械图样，能对图样中的技术要求进行正确的解释，能将技术要求正确地标注在图样上，因此该两门课程内容有“融合”教学的可能性和现实需求。

一、教学现状分析

《机械制图》是趣味性、挑战性及实用性都很强的课程，学生学习制图有一定的难度，学习的主要障碍为：缺少空间思维和空间想象能力、自我约束力较差、不愿及时复习及动手绘图。《公差》课程知识的应用性和实践性较强，学生普遍反映课程概念和术语多、枯燥无趣， 学的时候没想到用到何处， 用的时候缺忘记所学。在现行《机械制图》教材中，“零件的技术要求”等相关章节有涉及公差知识点的内容，而后续《公差》课程却又重复讲解相关知识点。学生上《机械制图》时由于公差内容的学时少，印象模糊，相关知识掌握不牢;而上《公差》课时，《机械制图》已淡忘，一些学生看不懂机械图样，以至于两门课程的学习效果均有所欠缺[1]。

传统的线下课堂授课一般采用大班集中教学，老师按教学进程授课，不可能照顾到班上所有学生。同时，我校制图与公差课程组承担了全校的制图与公差课程，工作量巨大，任务繁重。学生遇到疑问不能与老师进行及时互动，难以及时得到答疑与解惑。因此，单一的 “教师站在讲台上讲课，学生坐在座位上听课”教授模式难以有效地调动学生的学习热情，学生学习的趣味性和参与度不高，在一定程度上降低了学生学习兴趣和学习效率。另一方面，学生在学习前期接触的专业知识和机械零部件有限，对此两门课程在本专业中作用和重要性认识不足;同时，部分学生空间想象力差、主动性弱、不愿意动手动脑积极完成作业。

针对以上问题，本次改革将两门课程知识点进行融合打通，重新进行编排和组织教学，并借鉴其它高校“线上+线下”和“主动学习与协作学习”融合式教改经验进行教学改革研究[2]。“融合”与“混合”相比更强调“交织性”， 强调在教学中的“线下教学中有线上布置作业和课程资源， 线上为主教学中有线下指导、答疑、解惑”， 彼此相融[3]。与混合式线上线下的教学模式相比，融合式教学模式将课堂线下课堂授课、指导解惑与网上教学交织在一起。在教改中把握2个要点：1）机械制图与公差课程融合式教学要打破知识点条块分割的结构模式，将《机械制图》（表达机械结构形状的工程语言）和《机械精度设计与检测》（公差课-表达技术要求及其检测验证的工程语言）课程内容进行整合。对课堂讲授、辅导答疑和网上自学进行一体化教学设计，以期达到线上/线下融合。2）教学改革应有助于培养学生创新思维能力、动手实践能力，巩固、融会贯通专业基础课程知识，以确保大学生就业后能胜任业务工作为目的。

二、改革方案与途径

（一）教改方案设计

教学依托线上/线下教学资源，按照课堂讲授、指导答疑和网上自学进行一体化教学设计， 便于学生进行融合式学习。要求线上/线下资源能支撑一体化教学， 并达到课堂教学、面授导学和网上自学的深度融合。将总的学时分成线下课堂讲授和线上网络自学两部分， 通过构建多个相对独立的教学单元，达成一系统完整的教学总目标， 按照“课堂上现场讲授-线上/线下辅导答疑-线上网络平台自学”顺序， 借助于专门网络教学平台进行课前预习、课堂重难点讲解和课后网上复习、答疑。各环节互为联系与补充，后一环节对前一环节的教学效果进行评价， 从而给教师和学生同时提供及时的反馈信息;课堂上现场教学、线上线下指导答疑与线上网络平台自学这三个过程相互依存， 互相渗透， 循环巩固[2-5]。

教改方案设计如图1所示。

   （二）课时和知识点调整

打破知识点条块分割的结构模式，对《机械制图》与《公差》进行整合并非将两门课程简单地合并。应以《机械制图》的教学为主线， 将《公差》课程的主要教学内容恰当地融入有关施教环节， 并注重学生动手实践， 培养学生的空间思维和创新能力。整合以后的新课程定名为《机械制图与公差》， 总学时为128，分2学期，每学期64学时，每周4学时。 知识点融合： 如在“组合体尺寸标注”中融入“尺寸”，在“零件图”中融入“尺寸公差、几何公差、表面粗糙度”，在“装配图”中融入“公差与配合”，在“制图测绘”中融入“计量器具的使用”。对零件图和装配图的识读和绘制、零件技术要求及零部件测绘进行强化，找准切入点， 实现内容的有机融合。

    （三）实现途径

采用课堂教学为主和网络自学为辅的教学方式，课堂教学按照教学大纲和教学方案执行，并辅以课堂讨论、习题课，教学过程中采用的多媒体课件以教学大纲、精品教材为蓝本，有清晰且简明的授课进程表、例题讲解及动画视频，既有可对教学内容进行直接再现，又增加了有助于讲授的多种多媒体表现手段。课堂练习和课后作业是课堂教学必备的辅助手段。通过课堂练习和课后作业，可以使得学生能巩固所学知识，增加知识点的理解和掌握，同时对学生学习状况有一定的把控和约束，并起到督促学生复习的作用。网络自学是基于资源的学习，重点、难点内容安排网络自学学时，使学生在线上对课堂上没充分理解的内容以及章节的重点内容可以进行有目的的学习和复习。期望做到：课程内容有的放矢、简明易懂，方便学生自主学习;学生的网络反馈可使教师了解学生学习中困惑或兴趣点，以便调整课堂教學的内容和进度。