加強能力培養的“機械制圖”精品課程教學改革與實踐

摘要：“機械制圖”課程是高等院校機械類、近機類專業學生必修的一門重要技術基礎課，在學生設計能力培養方面起著關鍵作用。為了提升該課程教學效果，提高應用型人才培養質量，課程組對機械制圖課程進行精品課程建設，創新課程體系，改革課程內容，加強了課程實踐環節建設，在課程教學和學生實踐能力培養方面取得一定成效。本文論述了加強能力培養的“機械制圖”精品課程教學改革及實踐工作，介紹了提高學生繪圖、讀圖能力以及在應用型人才培養和課程建設方面的經驗和成果。

關鍵詞：機械制圖；精品課程；應用型人才培養；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0094-03

機械制圖課程是工科類各專業學生必修的一門技術基礎課，在生產實踐中充當著機械工程與產品信息的載體，在工程界起著表達、交流設計思想的語言作用。其教學目的是通過本課程的學習，培養學生以國家標準為基礎繪制、閱讀工程圖樣的能力，從而使學生掌握一般機械圖紙的設計方法及步驟，培養學生一定的機械設計能力，以及對工程實際問題的分析和解決能力，在學生能力培養培養中占有重要的位置。基于《機械制圖》是研究機械圖樣繪制和閱讀規律與方法的一門科學，由于該課程的教學質量關系重大，為了提升課程教學效果，以適應社會對應用型工科高素質人才的需要，幾年來，我們課程組對機械制圖課程進行精品課程建設，并以加強能力培養為導向，對課程的教學及實踐環節進行了多方面的改革和探索，取得了一定成效，得到了學生們及同行的認可。

一、課程教學改革措施

1.創新課程教育理念。“機械制圖”是一門研究繪制和閱讀機械圖樣的技術基礎課。所謂機械圖樣，是指準確地表達機件（機器或零、部件）的形狀和尺寸以及制造和檢驗該機件時所需要的技術要求的圖紙。機械圖樣是人們表達設計思想、傳遞設計信息、交流創新構思的重要工具之一，也是現代工業生產部門、管理部門和科技部門中的一種重要的技術資料，在工程設計、制造、施工、檢驗、技術交流等方面有著極其重要的地位，因此，機械圖樣被喻為“工程界的語言”。設置“機械制圖”課程的目的，是培養學生繪制和閱讀機械圖樣的基本能力，即通過該課程學習，使學生掌握繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法，培養學生的形象思維能力，因而本課程是一門既有系統理論又有較強實踐性的技術基礎課。

然而，在本課程的教學中，學生普遍存在的難點是，難以建立“實物”與“圖樣”之間的形象思維，這樣直接導致的問題是，見到機件實體難以表達出正確的圖樣，而見到圖樣后又難以想象出對應的空間實體。為培養和發展學生的空間思維和空間想象能力，在教學中，我們貫徹“從空間到平面，再回到空間”（即實物→圖樣→實物，見圖1）的教育理念，即重視實體空間幾何關系的分析以及空間幾何元素與其投影之間的相互關系，并通過一系列繪圖、看圖練習，進行歸納總結與分析，使學生掌握繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法，取得較好教學效果。

2.改革和更新課程教學內容。為了適應應用型工科人才培養的需要，課程組對傳統《機械制圖》課程內容進行改革，故將傳統的“畫法幾何”（以初等幾何和正投影法為基礎，把空間幾何體用平面圖樣表達出來，從而在平面圖樣上解決空間幾何問題）、“機械制圖”（以國家標準為基礎繪制、閱讀工程圖樣的能力）與現代繪圖技術“計算機輔助繪圖”（以交互式計算機繪圖為重點，介紹AutoCAD繪圖軟件，使學生通過學習能夠繪制各種機械圖樣）三門課程進行融合，組建為新的“機械制圖”課程，為此，并將新“機械制圖”課程內容設計為六大模塊，分別為：制圖基礎（介紹國家制圖標準、繪圖工具使用）、投影理論（介紹基本幾何要素投影、組合體投影、軸測圖）、表達方法（介紹視圖表達、剖視剖面表達、尺寸標注）、專業制圖（介紹標準件常用件、零件圖、裝配圖）、繪圖技術（介紹尺規繪圖與測繪、計算機輔助繪圖技術）、計算機繪圖基礎（介紹計算機繪圖系統的組成與配置、交互式繪圖軟件使用等），教學實踐結果表明，課程新內容的設計符合應用型工科人才培養的需要，并取得較好教學效果。

3.加強課程的直觀教學。為了提高課程的教學效果，在學校的支持下，課程組建設出了“機械制圖模型室”，即配設了相關的教學模具，建設了多錐體、多柱體、基本體、疊加體直觀模型庫和相關的典型零件與裝配圖掛圖庫，這些直觀教學用具建設既為課程中的空間點、線、面投影等較為抽象問題的講授提供了幫助，又為零件構形等直觀教學提供了基礎。利用這些資源作為輔助教學手段，提高了學生的認知水平和教學效果。所建設出的機械制圖模型室，不僅為增強學生對正投影法原理、點線面的投影規律的理解，以及基本體與疊加體、立體表面截交線、相貫線的認識與理解提供了有效幫助，而且通過這些資源作為輔助教學手段，能夠較好提高學生對機械零件的認知水平和教學效果。

4.改革課程教學方法和教學手段。改革了傳統的“粉筆+黑板”授課方式，將先進的教育思想和科技含量高的現代教育手段引入課堂教學。為此，課程組先后開發出《機械制圖》課程多媒體課件30余集、素材庫60余件、動畫片20余集。采用多媒體課件教學，能充分發揮課件容量大、密度高、信息廣泛等優勢，內容生動、直觀逼真，有利于提高課堂教學效果。將計算機輔助教學以及多媒體課件引入課程教學中，并取得了較好的教學效果。配合本課程的省、校級精品資源共享課程建設，課程組利用多媒體和計算機網絡技術建設出“機械制圖”課程立體化教材和教學支撐系統，并在校園網上建設出本課程的網站，列示了本課程的各種教學資源，為學生對本課程的學習提供了較好的教學資源和環境。此外，將本課程的部分章節視頻教學錄像鏈接在校園網上，為學生學習提供幫助。

5.加強課程的實踐教學。為了加強學生本課程計算機繪圖能力的實踐教學，在學校的支持下，我院建設了為“機械制圖”課程教學專用的CAD機房和計算機輔助設計（CAD）開放實驗室，為學生的繪圖上機實踐教學和計算機繪圖能力培養提供了便利。為增強學生的動手能力和識圖繪圖能力，教學中還加強了課程的實驗內容，先后開出了“軸套類零部件測繪”、“減速器裝拆與測繪”、“虎鉗的裝拆與測繪”等實踐教學項目，并利用CAD機房建設了三維動畫庫，以提高學生的機件測繪與繪圖能力。

6.將計算機輔助繪圖全面引入“機械制圖”課程教學。為適應計算機技術的廣泛應用和現代工程設計的需要，本課程將計算機輔助繪圖全面引入“機械制圖”課程教學中，主要以國際著名繪圖軟件AutoCAD使用為基礎，培養學生的計算機繪圖能力。同時，并將三維實體繪圖軟件的應用引入課堂教學，使計算機繪圖技術的表達形式更加生動、直觀，極大激發了學生對本課程的學習興趣和學習積極性。為了增強學生的計算機繪圖能力，課程組利用計算機輔助設計（CAD）開放實驗室條件，每學期利用課外時間分別開設了AutoCAD、Solidworks等與“機械制圖”課程緊密聯系的選修課程，進一步培養和提高學生應用計算機繪圖能力和計算機輔助設計軟件的能力。

7.舉辦CAD技能競賽，提高學生現代設計技能。在我院計算機輔助設計（CAD）開放實驗室建成后，在工學院的支持下，從2012年開始，課程組每年舉辦一次“西安外事學院CAD技能大賽”，學生參賽熱情高、參賽人數多，有力地促進了學生對本課程的學習興趣，提高了學生現代設計技能。

8.促進學生獲取CAD設計資格證書。為了適應計算機繪圖技術的飛速發展，保證計算機繪圖教學的與時俱進，以促進應用型本科技術人才的培養，在學校的支持下，2008年我院成功申辦了陜西省唯一的SolidWorks考試認證中心，使我校成為陜西省唯一的Solidworks考試認證中心的主考院校，主要用于我國計算機繪圖員職業技能的鑒定工作。為此，在計算機繪圖教學中，除了以AutoCAD為主體教學軟件以外，還向學生開出了“SolidWorks計算機輔助設計”選修課，以提高學生對CAD軟件的應用能力。幾年來，每年使多名學生獲得“全國信息化工程師崗位技能證書”（全國信息化應用能力考試——AutoCAD機械設計考試）和“SolidWorks操作技能證書”，為學生就業提供了重要技能。

9.建設精品課程，實現優質教育資源共享。利用建設省、校級“機械制圖”精品資源共享課的時機，在校園網上，建設出了“機械制圖”精品共享資源，包括課程介紹、教師隊伍、教學方法與手段、教學大綱、實踐教學大綱（典型零部件測繪）、授課教案（電子課程教案）、多媒體課件（ppt格式）、教學資源庫（課程圖片庫、電子掛圖、三維動畫庫、電子模型庫、視頻庫等）、習題集、模擬試題庫、參考文獻、教學法研究、教學效果與成果（校外專家評價、學校教學督導專家評價、校內同行評價、學生評價等）、教學錄像、學生典型的二維CAD零件圖及裝配圖作品集、典型CAD三維實體造型的作品集、學生獲得的相關CAD操作技能證書等，為高校師生和社會學習者提供了內容豐富的優質課程教學資源，實現了優質資源的公開、共享和交流。

10.積極建設精品教材，服務課程教學。1988年11月，前國家教育委員會頒發的《高等學校教材工作規程（試行）》中指出：“高等學校教材是體現教學內容和教學方法的知識載體，也是深入教學改革，提高教學質量的重要保證。”幾年來，課程組一直十分重視并積極加強精品教材及其輔助教材的建設工作，以便為課程教學提供優秀的知識載體和工具。2014年，課程組主編出版教材兩部：《機械制圖礎》、《機械制圖習題集》（西南交通大學出版社，2014）；幾年來，課程組還參編出版課程輔助教材三部：《UG NX4 CAD精通篇》（化學工業出版社，2006）、《AutoCAD2007機械設計實例精解》（化學工業出版社，2008）、《AutoCAD2010實例教程》（西北工業大學出版社，2010）。這些教材在“機械制圖”課程教學和應用型人才培養中均發揮了重要作用。

二、課程教學的實踐效果

在加強能力培養的“機械制圖”精品課程教學改革與實踐中，課程組先后取得的主要實踐成果如下：

1.先后獲得校級教學成果獎4項：《機械制圖》教學內容的整合與更新（校教學成果優秀獎，2009.3）；機械制圖與AutoCAD一體化教學模式研究（校教學成果優秀獎，2012.12）；緊貼應用型人才培養需要，機械基礎系列專業基礎課程改革與建設（校教學成果獎一等獎，2012.12）；應用型工科人才培養的課程建設與改革（校教學成果獎一等獎，2015.7）。

2.完成校級教改項目3項：《機械制圖》教學內容的整合與更新（2009B5）；以教促學——以學生為中心的交互式教學法在省級精品課教學中的應用研究（2015B9）；融合第二課堂，提升CAD能力，推進工程制圖教學改革與實踐（2015B10）。

3.2012年4月，本課程獲得校級精品課程；2013年12月經專家評選，被省教育廳批準為“陜西省省級精品資源共享課”。

4.主編出版課程精品教材兩部：《機械制圖基礎》、《機械制圖習題集》；參編出版課程輔助教材三部：《UG NX4 CAD精通篇》、《AutoCAD2007機械設計實例精解》、《AutoCAD2010實例教程》。有力支持了本課程的教學需要和學生CAD技能培養的需要。

5.建設出“機械基礎系列”專業基礎課校級優秀教學團隊一支；課程組一位教師被表彰省級教書育人先進個人；一位教師獲得校教學名師獎；先后有四名教師獲校優秀教師和校先進個人。

作為應用型本科院校的一門重要技術基礎課，“機械制圖”課程的教學改革對培養具有較強設計實踐能力和創新能力的應用型人才具有重要的促進作用。幾年來，課程組在培養應用型本科技術人才的實踐過程中，對“機械制圖”課程的教學內容、教學方法、實踐性教學環節以及增強學生能力培養上進行了一些改革與探索，已取得較好的教學效果，這不僅提高了本課程的教學質量，而且還先后獲得了校級精品課程和省級精品資源共享課程，出版的精品教材和課程輔助教材已得到全國多所高校的使用，教學實踐證明本課程的改革是成功的，對應用型工科人才的能力培養起到了積極作用。

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