基于應用型人才培養(yǎng)模式下的《機械制圖》立體化教學研究

李志丹

摘要：從《機械制圖》課程教學實際出發(fā)，以培養(yǎng)應用型人才為目標，通過對《機械制圖》課程傳統(tǒng)教學模式與立體化教學模式對比分析，提出了立體化教學模式改革的具體內(nèi)容，主要包括多媒體課件的制作、繪圖軟件的靈活應用、充分發(fā)揮網(wǎng)絡資源的輔助作用、教學與實踐相結合等。在今后的教學中筆者將不斷進行探索和實踐，使立體化教學模式的改革不斷更新和完善，期待教學質(zhì)量和教學效果會得到不斷的提高。

Abstract： According to teaching reality of Mechanical Drawing and train objective of application-oriented talent， the contents of three-dimensional teaching mode are proposed by the comparative analysis between traditional and three-dimensional teaching mode. The contents include the making of multimedia course wares， the flexible application of drawing software， the Supplementary teaching of internet resources and the combining of theory with practice. The exploration and practice of three-dimensional teaching mode are carried on in the future in order to the improvement and perfection of reformation. And the teaching quality and effect are improved constantly.

關鍵詞：應用型；立體化教學；多媒體課件；繪圖軟件；輔助教學

Key words： application-oriented；three-dimensional teaching；multimedia course wares；drawing software；supplementary teaching

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）08-0175-03

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展和高等教育事業(yè)的不斷前進，新型人才培養(yǎng)模式的研究和實踐已經(jīng)成為我國高等教育教學改革的熱點。而應用型人才培養(yǎng)模式的提出主要是適應人才市場需求的多樣性，其培養(yǎng)目標是一線有成長力的工程師和管理者，那么與之相適應的課程體系應該是以知識傳授為基礎，以強化學生實際應用能力為重點進行設置。本文以課程體系中的專業(yè)基礎課《機械制圖》為例，淺析為適應應用型人才培養(yǎng)改革，《機械制圖》教學所進行的立體化教學模式的研究和調(diào)整。

《機械制圖》是高等院校工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課程，旨在培養(yǎng)具有閱讀和繪制機械工程圖樣能力的應用型人才。該課程一般在大學一年級開設，其教學內(nèi)容大致可分為兩部分，一部分主要學習用二維平面的“圖”來表達三維空間的“物”，需要激發(fā)學生的空間思維和想象能力；另一部分主要學習實際的機械零件圖及裝配圖的識讀與繪制，需要培養(yǎng)學生的實際動手能力和認真細致的工作態(tài)度。傳統(tǒng)的教學模式注重教師的知識傳授環(huán)節(jié)，以大量的課堂板書和黑板繪圖為主，借助大量的實物模型和教學掛圖等手段進行知識傳授，同時設置大量習題作業(yè)，耗費學時多，學生負擔重，這些在教學過程中效果卻不理想，也無法滿足新時期應用型人才培養(yǎng)模式的要求。

隨著現(xiàn)代化教學手段的不斷發(fā)展和完善，尤其是計算機輔助教學、多媒體教學等逐漸滲入到了各類課程的教學改革的進程中，而計算機本身具有存儲容量大、運算速度快、圖形和文字處理能力強大等優(yōu)點，為機械制圖課程立體化改革提供了重要的技術支持[1]；目前各高等院校多媒體教室、機房、校園網(wǎng)等基礎設施也在不斷更新和完善，也為立體化教學的開展提供很好的硬件環(huán)境。

1 立體化教學模式的內(nèi)涵

立體化教學模式的推廣不是擯棄傳統(tǒng)的教學模式，而是與之相互取長補短，相得益彰。那么，到底何為“立體化教學”呢？ “立體化教學”的理念主要是指在一門課程的教學中，教學內(nèi)容更加豐富充實，更加注重實際圖例的分析與講授；教學目標更加集中明確，更加注重學生應用能力的實踐與培養(yǎng)；教學形式更加綜合多元化，借助于信息技術、網(wǎng)絡技術等手段使教學過程呈現(xiàn)出“立體感”[2]。

具體到《機械制圖》課程中，立體化教學模式就是將紙質(zhì)教材、多媒體教學軟件、計算機繪圖軟件等教學資源建設好，并使其有機地結合起來，使教師在教學過程中充分利用現(xiàn)代化的教學手段，改變傳統(tǒng)的教學模式，把教師的傳授、教師與學生的交流、學生的自學、學生之間的交流放置到一個立體化的教學系統(tǒng)中，形成全方位、多層次的教與學互動的新模式，以利于實現(xiàn)課程的教學目標。圖1是《機械制圖》課程立體化教學模式主要構成。

2 立體化教學模式改革的具體形式與內(nèi)容

2.1 多媒體課件的運用激活課堂

近年來隨著教育形勢的變化和教學改革的進行，《機械制圖》課程的課時被一再壓縮，筆者所在院校由原來的100學時調(diào)整為80學時，這就導致了教學課時的有限性與知識增長的無限性之間的矛盾日益突出，而教師要保證在有限的課時內(nèi)完成教學計劃安排的知識傳授，必須更新有效的教學方法與手段[3]。

傳統(tǒng)的教學模式以紙質(zhì)教科書、紙質(zhì)教案等為主要授課媒介，通過教師在黑板上板書進行講授，進度慢、效率低，不適用目前教學計劃和課時安排的要求。立體化教學在多媒體教室進行，主要授課媒介是多媒體課件。課件的內(nèi)容由任課教師根據(jù)人才培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容、教學方法結合自己的教學風格進行確定。課件的內(nèi)容及安排應與紙質(zhì)教材相對應為宜，可對紙質(zhì)教材進行適當?shù)膭h減與補充。

多媒體課件將教學內(nèi)容將教學內(nèi)容以圖、文、聲、像、動畫等集成地以視聽形式全方位展現(xiàn)出來，能夠清晰準確的展示語言難于描繪、繪圖較為繁瑣的授課內(nèi)容，從而大大節(jié)省教師在上課過程中的板書和繪圖時間，提高了課堂效率，增強了課堂信息密度④；同時教師在制作課件時可不拘泥于形式，采用多種手段展現(xiàn)自己的教學風格，圖文并茂的形式及視頻音頻的多效配合，更能激發(fā)學生的聽課興趣。

例如講解軸套類零件時，在課件中插入一段軸加工視頻能使學生了解到該類零件視圖選擇問題、加工順序和尺寸標注的合理性問題，同時對軸上退刀槽、倒角等結構的了解從抽象變?yōu)榫唧w。

雖然多媒體教學優(yōu)勢顯而易見，但是并不能完全取代傳統(tǒng)的教學方法，只有將它們?nèi)￠L補短，結合使用才能真正改善教學效果，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

2.2 繪圖軟件的運用實現(xiàn)智能教學

傳統(tǒng)的制圖教學中教師主要利用掛圖+板圖的形式進行授課，這意味著課堂上必須花費多半時間畫黑板圖，在這個過程中學生只能看而無法進行互動，同時教師講解和學生消化的時間相對縮減了，將課堂練習時間轉(zhuǎn)移為課后作業(yè)完成，從而導致學生普遍反映沒有聽懂，作業(yè)完不成，惡性循環(huán)后對制圖課程失去興趣。因此利用專業(yè)的繪圖軟件更加全面、立體、高效地向?qū)W生展示機件的空間結構和繪圖過程是機械制圖課程改革的主要方向。

對于教材中比較難以講解和理解的題目，需要教師示范繪制的，可以調(diào)用繪圖軟件實現(xiàn)輕松智能教學，并且可以避免傳統(tǒng)繪圖儀器和人為原因造成的誤差問題[2]。例如在講授組合體二補三練習時，如果事先將已知的兩個視圖用二維軟件繪制好，課堂上只需要分析講解后直接調(diào)用繪圖軟件補畫未知視圖即可，節(jié)省的時間可以安排學生進行練習，實現(xiàn)教、練一體化。教學中最常用的二維繪圖軟件有AUTOCAD、CAXA等，比較靈活易掌握。

《機械制圖》教學要求培養(yǎng)學生從二維平面圖形向三維空間模型的轉(zhuǎn)換，僅憑學生的“冥思苦想”和有限的實物模型是遠遠不夠的，三維軟件的應用就可以解決這些問題。常用的三維繪圖軟件如Soildworks、Proe等。利用這些三維軟件建立的模型具有非常直觀逼真的效果，帶有良好的金屬質(zhì)感，在人工操作下這些模型可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、剖切等效果，使學生能夠更好地完成二維線條圖到三維實體模型的轉(zhuǎn)換②。同時在三維軟件中建立的裝配體模型還可以實現(xiàn)自動裝配、拆卸、運動仿真等功能，對繪圖繁瑣、講授難度大的裝配圖章節(jié)效果不言而喻。圖2是裝配體中典型球閥的三維模型，圖3是球閥爆炸分解圖，既可以用Soildworks軟件課堂演示裝配和拆卸過程，又可以利用多媒體軟件實現(xiàn)動態(tài)教學。

目前計算機軟件繪圖已經(jīng)逐漸取代儀器繪圖成為了主要的繪圖方法，為了培養(yǎng)更多專業(yè)性的應用型人才，很多院校已經(jīng)將計算機繪圖列為機械制圖的后續(xù)課程；在應用型人才培養(yǎng)改革中很多院校已經(jīng)將“二維CAD工程師（機械/建筑/電氣）認證、三維CAD工程師認證”列為專業(yè)基礎能力培養(yǎng)的主要評價標準，因此教師在課堂上運用繪圖軟件授課的方式會為后續(xù)課程的開展和認證的獲取起到一定的啟發(fā)和促進作用。

2.3 網(wǎng)絡資源有效輔助課外教學

信息化進程使得教學的互動性得到實現(xiàn)，充分利用網(wǎng)絡資源是學習機械制圖課程的良好輔助手段。我們可以以校園網(wǎng)絡教學平臺為依托，教師將教學課件、重難點內(nèi)容、典型例題解析、習題講解等上傳至教學平臺，與學生進行互動式學習和交流，并且可以實現(xiàn)隨時更新和補充[5]。

隨著新型網(wǎng)絡交流形式的出現(xiàn)，教師與學生之間的在線討論、輔導答疑等活動可以通過建立QQ群、微信群等實現(xiàn)，在群里可以實現(xiàn)一對多的答疑輔導，也可以實現(xiàn)一對一的解疑答惑，實現(xiàn)課外補充教學。

為了便于學生自主學習和復習鞏固，教師可以將典型圖例講解和畫圖過程錄成視頻，上傳至網(wǎng)絡平臺上供學生選用；教師也可以甄選優(yōu)秀的機械制圖學習網(wǎng)站、精品課程資源鏈接推薦給學生共享。

2.4 教學與實踐結合實現(xiàn)理論的轉(zhuǎn)換

為了突出對學生應用能力的培養(yǎng)，在課程模式的改革中應該提高實踐環(huán)節(jié)的比重，學期的最后一周可設置為“實踐教學周”。具體實踐內(nèi)容可包括：參觀校內(nèi)外機械加工廠、車間等，與設計人員、工人進行交流，了解機械零件的設計和加工過程，將所學的理論知識在實際生產(chǎn)實踐中得到轉(zhuǎn)換；進行一次真正機件的測繪實踐，選取工廠中實際加工的某零件為測繪對象，運用所學的典型零部件繪制方法繪制其完整的零件圖。

3 總結及進一步的工作

本文對《機械制圖》課程改革的立體化教學模式進行了探討與實踐，在保證教學質(zhì)量、教學內(nèi)容有增無減的情況下，原教學計劃課程學時為100，新教學模式下70學時完成教學計劃，教學效率提高了近30%。

同時結合教學效果也進行了對比分析，評價方式以學生期末測試成績或?qū)ｍ棞y試結果為主要依據(jù)，以機械類專業(yè)班級（每班平均45人）為例，傳統(tǒng)教學模式下學生期末測試通過率80%左右，課程改革后學生通過率達到了95%以上；每班平均有50%以上的學生有興趣、有能力參加CAD認證的培訓，且95%以上取得繪圖員資格證書。隨著計算機技術和先進教學手段的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，《機械制圖》立體化教學模式的改革也會不斷更新和完善，教學質(zhì)量和教學效果也會得到不斷的提高。

應用型人才培養(yǎng)的體系，要求課程內(nèi)容既要結合人才市場的需求持續(xù)改進，又要根據(jù)學科知識的進步不斷地完善。本文主要是對《機械制圖》課程立體化教學模式進行的研究，為了適應應用型人才培養(yǎng)的目標要求，下一步的工作就是針對《機械制圖》課程的內(nèi)容作進一步的調(diào)整和優(yōu)化工作。

參考文獻：

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