基于卓越工程師培養需求的機械制圖教學模式探索

楊慧 謝峰 劉永斌

摘 要：基于卓越工程師培養需求，結合工程應用的背景，以安徽大學機械專業為對象，進行機械制圖教學模式進行探索。卓越班的教學不能局限于書本內容，需要將理論知識、課程設計、創新創業訓練、科研訓練、科研項目和各類創新實踐大賽相結合，拓展出一條全新的教學模式。

關鍵詞：卓越工程師計劃；機械制圖；教學模式；工程應用

一、 實施背景

目前，我國的經濟發展正處在由制造大國向制造強國發展的階段。中國制造是中國工業化發展的一個體現，中國制造雖然解決了一大批人員的勞動用工問題，但中國制造更深層次體現了中國處于工業化發展的初級階段，制造的產品精度不高、缺乏新意等。為了改善此類現象，2010年國家教育部實施的卓越工程師教育培養計劃，旨在培養出具有創新能力和適應經濟社會發展需要的工程技術人才。為了適應新形勢發展，安徽大學對機械專業實行了卓越班的培養計劃，本文以此為案例，圍繞教學質量、課程結構、教學目標等進行改革的探索。

二、 機械制圖現狀和問題分析

機械制圖是高等工科院校機械類專業必修的重要技術基礎課，在整個培養方案中具有舉足輕重的作用，其中畫法幾何是作為其先導課程，旨在培養學生對幾何物體的空間想象能力。機械制圖是在進行機械設計時，按照一定的繪圖方法和國家標準，把物體的空間幾何關系轉化到圖紙上來表達其設計思想的方法，通過圖紙進行生產指導、設計意圖交流，是工程界特殊交流形式。

目前，卓越班的制圖課程全部安排在一個學期的時間內完成，學生們很難在這么短暫的時間內接收如此之多的新內容，導致在后續的機械設計、機械制造技術基礎、機電一體化課程設計、本科生畢業設計以及各類創新設計大賽等眾多實踐類課程中存在問題，比如對國家標準使用不清晰、不能實現二維圖和三維立體模型的相互轉換等。

除此之外，機械制圖課程教學還存在教材內容缺乏針對性，理論與實踐脫節，教學方式傳統等問題。為此，采取什么樣的方式、方法能夠激發學生們對制圖課的興趣、加強對繪圖基本知識的理解、增強空間想象能力，是機械專業任課教師需要思考和解決的問題，這樣才能適應新形勢的發展和需求，培養出真正的卓越工程師。

三、 卓越工程師計劃的機械制圖改革措施

（一） 課程體系改革：課程體系是指同一專業內不同課程按照門類排列，其排列順序決定了學生學習的知識架構。而對于一個具體課程，課程體系決定了各個要素之間的排列順序。就機械制圖而言，畫法幾何先介紹對點、線、面這些基本元素的投影進行介紹，其次是基本元素的相對位置、投影變換，再到平面立體、回轉體投影及截交線、相貫線進行介紹，由簡單到復雜逐步深入，引導學生對立體進行空間想象。在對空間幾何形狀有了一定的想象能力之后，引入介紹機件的常用表達方法，對標準件和常用件進行定義和分類，再介紹零件圖和裝配圖。其中關于孔、軸配合部分，一定保證學生們能看懂表，并且會查表。整個教學過程中，為了能夠讓學生加深理解，可以帶領同學們到機械傳動、機械設計、機械原理和工程實訓中心去觀摩常用的標準件和常用件，如齒輪、軸承、銷、軸、螺母、螺栓等。如此，學生們能夠更直觀的學習到機械設計中常用幾何結構有個清晰的認識，達到預定的學習效果。

（二） 教材改革：卓越班在大學一年級整個學年結束之后按照成績和平時表現進行選拔，這些學生基礎扎實，各方面能力都非常優秀。而目前機械卓越班和普通班在教學模式上并未有太大的區別，很多課程都是同一個老師同一個教材不分班上課，這樣就沒有能夠把卓越班學生的才能得到更大的激發。另外畫法幾何和機械制圖是在一個學期內完成，這樣不僅任課教師工作量大，學生們也存在對教學內容不能消化的現象，使機械制圖的教學效果不理想。

卓越班由于學生自身的優越條件，可以在實行分班教學，挑選內容稍難的教材。畫法幾何和機械制圖應分成上、下兩部分，安排在兩個學期內完成。在整個教學過程中增加在工程實踐中應用較多的孔軸配合、公差帶、零件圖等內容的講解。

（三） 教學方法：目前的課堂教學，大多是對理論知識進行講解，整個過程比較死板，學生們不易于理解。為了改善這種現象，應結合多媒體軟件，增加工程實例動畫，對零件的裝配、加工過程進行動態教學。在課堂中，存在滿堂灌的現象，另外對于一些安排在下午的課程，由于本科生課程較多，容易在課堂上出現疲倦，對常見問題、常識進行提問、演板，增加互動環節，加深學生們對知識的理解，參與到課堂中來。因為現在科技迅猛發展，許多設計工作都是借助計算機完成的，所以，在課程的后半部分除了手工繪圖的任務之外，還應增加二維軟件和三維軟件繪圖環節，分別安排一定的課時來學習通用二維軟件AutoCAD，三維軟件Pro/E、Solidworks、CATIA等。

課堂教學是機械制圖課程的基礎；課程設計是鍛煉學生動手能力的一個重要環節，不同課程對應不同的設計對象，通過課程設計讓同學們把所學理論知識應用到特定對象中，對提高制圖能力有一定的幫助；而課外訓練，如創新創業、科研訓練、教師的工程項目，則是學生們把自己所學知識應用到實際對象，學以致用并解決一定問題，是具有創新性的工作。這三個環節緊密相連，缺一不可。

四、 結論

本文在適應卓越工程師計劃需求背景下，對機械制圖課程改革模型進行了一定的探索。首先分析了機械制圖課程存在的具體問題，對這些問題提出了具體的課程改革方法，并以安徽大學機械設計制造及自動化卓越班為典型案例進行了剖析，把具體的改革方法實施到具體的情景教學中。

五、 致謝

該文章受安徽省高等教育振興計劃機械設計制造及其自動化新專業建設（2015zytz002）資助。

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作者簡介：楊慧，謝峰，劉永斌，安徽省合肥市，安徽大學電氣工程與自動化學院。