《機械制圖》與計算機繪圖的模塊教學研究

摘要：對機械制圖與計算機繪圖教學內容整合的模塊教學進行研究，介紹研究背景、研究思路、主要內容、實施過程，并提出教改實施過程的要求，總結教改經驗。

關鍵詞：機械制圖；計算機繪圖；整合；模塊教學

隨著科技進步和計算機技術的發展，特別是計算機繪圖水平的不斷提高，中等職業學校傳統的《機械制圖》課程面臨前所未有的挑戰與機遇。而《機械制圖》作為機械類專業的專業基礎課，是學生學習其他專業基礎課和專業課的先行課程。在教學實踐中，學生普遍感到這門課程內容抽象難學，再加上目前中專學校的生源質量嚴重下滑，因此，學生學習起來更是感到困難重重。如果能充分利用計算機繪圖形象、生動的特點，將其與傳統制圖課程整合成若干模塊后進行教學，學生就能直觀、便捷地學習制圖理論，就會極大地改善教學效果。

機械制圖與計算機繪圖整合的研究背景

從教學方法、教學手段和教學內容看，傳統的機械制圖教學主要強調手工繪圖，而利用計算機技術能快速、準確地繪制工程圖樣，極大地提高繪圖速度，增強圖紙的美觀性和準確性，并在圖紙的重復利用、保存和管理方面顯示了手工繪圖所不能比擬的優越性。這一切都使以手工繪圖為主的傳統圖學課程面臨巨大的挑戰。

工程圖學的教育工作者一直在考慮如何在傳統的機械制圖課程中融入計算機繪圖，以一種什么樣的方式進行融合才是最佳方案。自上世紀90年代末開始，就有人開始探討這一課題。但到目前為止，針對中專學校特點所進行的相關研究很少，而中專學校的學生素質、課程要求與高校有一定的差距，教學安排與實踐均不能照搬高校的做法。

目前，在傳統制圖中加入計算機繪圖主要采用以下三種模式：（1）添加式。在傳統機械制圖教材中增添幾章計算機繪圖知識。這種方法簡單易行，操作簡便，但由于學時安排少，根本無法深入學習，效果很不理想。（2）分離式。將計算機繪圖單獨列為必修課或選修課。這種方法突出了計算機繪圖的重要性，但與機械制圖在學習時段上是分離的，甚至相隔1~2個學期，極易造成機械制圖的投影原理與計算機制圖技術運用方面的脫節，達不到預期的教學效果。（3）整合式。將機械制圖與計算機繪圖整合成一門課，先后或同時介紹機械制圖與計算機繪圖。經研究比較和試行發現，這種方法能將兩門課程較好地結合起來，使學生達到最好的學習效果。

機械制圖與計算機繪圖教學整合的思路

要將機械制圖與計算機繪圖整合成一門課，首先要理順二者之間的關系。前者主要講授制圖原理，研究在平面上表達空間物體的圖示方法；后者的投影原理、視圖表達、工程圖的表達方法及制圖標準，均與機械制圖中的圖學基礎一致。由此可見，機械制圖原理是計算機繪圖的基礎。實踐證明，只有掌握機械制圖原理的人才能繪制出符合工程需要的圖樣。從培養目標看，機械制圖的最終落腳點是繪圖和讀圖，而計算機繪圖為繪制機械圖樣提供了先進的方法、手段和工具。對學生利用計算機準確、高效、快速地繪制圖形進行必要的引導，學生才能適應工程技術發展的要求，在以后的就業競爭中取得主動。

本教改項目主要研究如何將原先分開授課的兩門有著內在關聯的課程整合成一門課程，并加強關聯課程之間的整合和滲透，提高學生對知識掌握的綜合性和復合性，以達到最佳的學習效果。具體做法是將教學內容整合為六大模塊——國家標準、畫法幾何、標準件、零件圖、裝配圖、三維軸測圖。每一模塊先進行傳統的理論教學，再進行計算機繪圖教學。學生通過一個模塊的學習后，既掌握了制圖原理，又能利用計算機完成原先需要手工繪制的圖形，充分體會到現代技術的優越性。如果在計算機繪圖中發現圖形不符合國家標準，學生能從制圖原理中去尋找答案。

機械制圖與計算機繪圖模塊教學的實施方案

將機械制圖與計算機繪圖整合后的模塊教學的教學目標是：學生掌握基本的繪圖技能，培養學生自主學習、自由思考的個性化素質和獨立解決實際問題的多樣化創新能力。

原教學計劃中獨立的《機械制圖》安排200學時，《計算機繪圖》安排100學時。整合成一門課后，在不增加總課時的情況下進行如下安排：

在實施過程中應注意以下幾方面的問題：

教學內容按順序或交叉進行每一模塊的教學內容分成理論教學和上機繪圖兩部分，但這兩部分內容并不是在每一模塊中都按先理論后上機的順序來進行。有的教學模塊需要將兩部分內容進行交叉教學，以達到更好的教學效果。如“畫法幾何”模塊，內容較多，可對其再次進行劃分，每一細分部分的內容可按順序或交叉進行教學，讓學生反復體會手工繪圖和上機繪圖的異同和各自的特點。

教學模塊的實施重點和難點在模塊教學過程中，一定要把握好各教學模塊的重點和難點（具體見上表）。

進行模塊教學需要重新建立測評體系建立以實踐操作為主，筆試為輔，綜合考核學生的學習效果的新測評體系。每一模塊的教學結束后，均要進行理論和上機的測試，將兩部分成績折算相加作為這一模塊的成績。把六個模塊的總成績進行加權平均（每一模塊根據內容的比重大小和重要性賦予不同的權數），作為這一門課的總成績。其中還可規定如果有若干模塊成績不達標，這一門課就需重修。這樣的測評體系，可以讓學生在每一模塊的學習結束后都有成績，成績優秀的可獲得繼續學習的動力，成績不理想的學生可以在今后的模塊學習中發奮趕上。學生不會因為一次失誤而影響最后的成績，學習積極性就會大增。

在三個學期的教學實踐后，我們就這種新型教學模式的運行情況在學生中進行了調查。贊成這種教學模式的學生達到90%以上，他們認為這種教學模式對機械制圖的學習有極大的促進作用。在教學過程中，學生很少出現遺忘相關知識點的現象，改變了過去知識割裂的狀況。

模塊教學實施過程的環境要求

教材要配套建設應該組織編寫配套教材，教材應在對傳統工程制圖內容分析優化的基礎上，將計算機繪圖與工程制圖有機融合為一體。教材中要有與教學內容相符的計算機繪圖上機練習內容。

學生考核形式要更新不能只是單純的知識考核，應建立起以能力為核心，知識、能力、素質相結合的考核制度，并結合筆試和機試進行綜合考試。

需要重視師資力量的培養任課教師應具備一定的計算機繪圖和圖學理論知識。因此，教師應立足現實，面向未來，勇于實踐，敢于創新，不斷提高自己的專業素質。

計算機硬件技術要有保證課程內容改革是關鍵，硬件環境是基礎。除了要配備專門的計算機繪圖室，還需進一步加強軟件、硬件建設和開放實驗室建設。開放實驗室可以為學生提供更多的CAD實踐機會，有利于不同層次的學生根據自身情況開展個性化實驗，對培養學生的創新能力很有必要。

應針對學生層次進行不同的教學我們下一步的設想是：模塊教學結束后，可以根據學生學習情況、考核結果和學生意愿，開設選修課“三維造型”，讓部分學生更進一步學習使用新技術，逐步實現由二維到三維、再從三維到二維的過程，并設法與數控機床聯接，輸出程序編碼。由此提高學習的技術含量，適應現代加工技術的發展。

通過兩年的模塊教學實踐，筆者認為機械制圖與計算機繪圖整合的模塊教學有如下幾方面的效果：

提高了教學效率作為一門專業技術基礎課，機械制圖課程占有很重要的位置。學生通過對比，對機械制圖課程有了新的認識，希望能在屏幕上畫出規范、整潔的比手工圖紙更漂亮的零件圖和裝配圖。整合后的模塊教學可以看作是學生綜合素質教育的重要一環，使學生在掌握基本理論和基礎知識的同時，加強了圖形思維能力和構形能力的培養。計算機繪圖高效、精確的特點，減輕了學生手工繪圖的勞動強度，也使學習過程變得生動有趣，極大地激發了學生的學習興趣，提高了學習效率，避免了內容重復，達到了事半功倍的效果。

培養學生自學能力，提高學生自身素質由于時間的限制，在教學過程中教師只能盡可能多地介紹有關的繪圖和編輯命令，但不可能全部講解，這就促使學生利用課余時間通過自學、上機來補充課堂內容的不足，并自覺比較兩種繪圖手段的差異。

促進教師提高業務素質和教學質量作為技術基礎課教師，要想教好這門課，一定要將計算機繪圖和機械制圖銜接好。而教師自身的業務素質首先要過硬，由此促進教師積極學習計算機知識，并積極進行新教學模式的試點。這樣就會帶動相關課程教師的整體業務水平的提高。

項目具有新穎性、先進性與實用性在同級同類學校中這種教學模式還沒有，大多還是進行分離式教學。而這種教學模式，讓學生既學會了手工繪圖，又掌握了計算機繪圖的方法，更符合過程設計計算機化的要求。同時，這種教學模式的建立是在機械制圖課程內部進行調整，不與其他教學內容發生沖突，在課時安排和上機實驗等方面較易安排。

盡管模塊教學的效果受多種條件的影響，但這仍是圖學工作者不斷探索和研究的方向。特別是作為職業學校的制圖教師，更應立足現實，勇于實踐，敢于創新，為社會培養出掌握現代技術的合格人才。

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作者簡介

朱文玲（1969—），女，廣西桂林人，廣西二輕工業管理學校講師。