機械制圖與CAD基礎課程教學改革與實踐探索

蒙建國 于文妍 王斌

摘 要：機械制圖與CAD基礎是一門與實際工程緊密結合的技術基礎課程，本文以工程教育模式培養工程技術型人才作為出發點，分析目前機械制圖與CAD基礎教學過程中存在的問題，并從工程教學改革角度提出了工程教育培養過程中教學與學習過程的重要途徑和方法，在教學過程中，通過有效的交流和靈活的實踐培養環節；以主動和實踐相結合進行思維轉換模式進行學習，領會課程的學習目的和意義，為建立工程專業教學新體系提供借鑒。

關鍵詞：機械制圖 實踐 創新 工程教育

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（a）-0163-02

創新人才培養是實現“中國制造2025”目標的關鍵之一[1]，培養大學生的創新意識和創新思維能力已成為高等教育改革的重要內容，它也是工程圖學教育中的關鍵問題[2]。工程圖學是許多工程類專業的基礎課程， 與生產實際結合緊密[3]。機械制圖與CAD基礎是機械類相關專業的一門重要課程，以培養工程技術型人才為目的，其課程教學內容包括兩部分教學內容：機械制圖、CAD基礎，課程理論性和實踐性強。從學科角度，機械制圖與CAD基礎是一門必修的基礎課程，為后學課程的學習打下堅實的基礎；從綜合教育方面角度，機械制圖與CAD基礎卻是銜接多課程、多分支的一門重要課程，與機械設計、機械原理等課程形成緊密聯系，其教學和學習效果的好壞直接影響學生后續課程學習興趣培養的關鍵課程。

1 教學實踐存在問題剖析

在多年的教學實踐環節和改革實踐中取得成果的同時，也發現了新的問題。

（1）學生對老師課堂教學接受情況與課后自主完成作業的能力不協調，學生的綜合學習效果提高不明顯。

（2）通過與企業交流、對畢業生情況調查，比較在讀學生和畢業后從事專業相關類職業的學生，主要表現為以下兩個方面：

①學期初學生對本門課程學習目的不明確，在學習過程中沒有很好的方向，對學習的目的和意義沒有深刻認識；很難將機械制圖應用到后續課程的學習當中。

學生在大一學完制圖課程后，將在陸續開設的后續課程中應用，由于學生在學習過程中并沒有聯想到后續課程的性質和內容，因此單純的為學習制圖課程而學習，這樣獨立的學習方法必然會使學生難于將所學的制圖知識應用到后續課程學習當中，主要表現在畢業設計的完成情況不客觀。如果在學生學習制圖課程的過程中將后續課程應用較多的課程與制圖課程形成一個整體概念，這樣必然會使制圖課程的學習更具有目的性，更直截了當，學生也會更主動的學習。

②已修完本課程的學生不能將機械制圖很好地應用到后續課程學習當中；剛進入工作崗位的學生很難快速進入工作角色，很難做到在專業領域中獨當一面。

在學生完成本科四年的學習后，將帶著專業知識面向實際工作應用，但大多數學生卻無法適應新工作對專業知識的需求，因為學校教學中很難接觸到真實的機械和圖紙，也不明白制圖對工作的重要性，所以在學習制圖過程對重要知識點掌握不扎實，在工作崗位及業領域中很難一面，如果能在制圖課程學習當中將機械和圖紙予以展現，學生必然會明確學習制圖的目的和應用范圍，做到有目的學習并掌握制圖知識，將來工作的時候就會很快進入角色。

（3）教學方法單一，缺少實踐聯系和體驗。

教學環節對整個機械制圖教學改革有較大影響，因此針對提出新的問題，采用新的思路以完善本課程的教學改革，使之投入教學、更好地為學生服務，更好的為國家培養工程型人才。機械制圖與CAD基礎本來就是一門實踐性很強的學科，在教學中既需要基本理論知識的講授，更需要實踐技能的訓練。在教學中忽略了實踐訓練，導致學生所學理論在實踐中脫節。

（4）教學過程中出現上述問題的主要原因如下。

①機械制圖與CAD基礎課程是針對工科學生所開設的一門專業基礎課程，工科學生在大一就要學習的內容，在其后續課程如機械原理、機械設計以及課程設計和畢業設計都要應用的這門非常重要的課程，但很多學生僅僅是為了修學分而學習。究其原因有兩個，一是學生剛步入大學，對大學的課程設置、作用以及將來的工作性質了解甚少，因此很狹隘地、沒有針對性地去學習機械制圖；二是思維方式轉變。他們認為大學的學習方式高中不同，其中不少學生養成——“課前手中無、課堂一本書、課后眼過目”的習慣，主要表現為：上課前不懂得預習、課堂上不懂得做筆記、課后還不自主認真完成作業。這就顯得學生開始學習機械制圖時無論從思維方式還是動手能力都無從下手，因此利用機械制圖與CAD課程的特點來啟發學生，讓其從被動了解學習目的變成主動明確學習目的，培養良好的學習習慣就顯得尤為重要。

②機械制圖與CAD基礎是一種用“圖形”來表達各種機器零部件內容的工程語言，而工程圖是利用二維平面投影圖表達三維物體結構形狀，除了學生具有良好的學習習慣外，還要求學生在學習制圖的過程中不斷的變換思維方式，即三維——二維——三維相轉換，但是學生的這種變換很難建立，也就很難進入學習機械制圖課程的角色，因此需要改變傳統教學方式和方法，用新的教學方法和手段對學生進行引導，讓其建立這種思維變換模式，形成一種新的思維模式，只有這樣才能使學生更有效地學習并掌握這種工程技術語言。

③教學環節的完善。在機械制圖與CAD基礎教學環節中，多數情況采用傳統的灌輸式教學，由于教學方法單一，缺乏互動，容易使學生產生疲勞感，導致課堂氣氛沉悶，教師在講授中又很難與學生產生共鳴與回應，教學效果差。

2 教學內容改革是實現工程教育計劃的重要途徑

機械制圖與CAD基礎課程的教學目的就是為國家培養工程專業人才，出現上述問題的主要原因是教與學過程問題，如果把合適的教學方法溶于多年的教學改革成果中，使他們有機的結合，形成一個教與學的新體系，以工程教育實踐和成果等緊密結合，以達到實現培養高標準工程型人才的目的，使教學效果達到新高度，使學生真正能面對后續課程學習和未來就業。針對以上所提出幾個問題做出具體分析，進行改革規劃：

以培養教育模式為核心，以達到實現培養高標準實用工程型人才為目的機械制圖與CAD基礎改革。工程教育是以構思、設計、實現、運行為一體的精髓理念，其目的是讓學生以主動實踐的、課程之間有機聯系的方式學習，是為社會培養高素質工程型人才。機械制圖與CAD基礎課程的教育理念是培養學生設計產品的能力，其教學指導思想是思維構建-模型測繪-圖紙手繪-計算機實現，教學模式是以社會培養高素質工程型人才為目的其教育理念和工程教育的精髓相呼應。在理工類高等院校創新人才培養中，機械制圖發揮著不可替代的作用；提高教學質量和學習效率是現代教育的基本要求，課堂是人才培養的主戰場[4]；將課程教學改革以工程教育模式為核心，改變傳統的教學模式，創新學生參與的教學方式，以學生為主體，課程教學內容與工程實踐緊密結合，通過課程學習，掌握工程技術知識及具備一定的工程師技能，讓學生以主動的、 實踐的、課程之間有機聯系的方式學習機械制圖，以實現畢業生的實際能力為目的，為學生提供一種強調工程基礎訓練為背景環境基礎上的工程教育，此方式的教學改革對學生和教師都具有重要指導意義。

2.1 構思階段

在學習理論知識課程前安排實踐學習，在課堂外邀請企業技術人員進入課堂，開展座談活動，不僅激勵學生學習的興趣，同時也能讓學生在與企業技術人員接觸交流過程中了解當今企業發展的現狀和專業學習需求必要性；讓學生進一步了解機械制圖與CAD基礎課程的學習目的、學習過程和學習方法。在課程前期就建立機械制圖與CAD學習的思維方式，以主動思考為主，帶著問題去學習，從而形成制圖的構思階段。

2.2 設計階段

在課程中期，帶領學生進行實地機器的拆裝參觀，并利用模型引導讓學生進行學習和測繪，安排學生進行零件測量和手工繪制，掌握機械制圖知識點的基礎要點，并且適當開展標注尺寸及技術要求等實踐與理論結合的內容，提高動手能力，了解實際工程對工程師的具體要求，這樣利于學生從整體方向把握課程主線，從而形成制圖的設計階段。

2.3 試驗階段

在課程后期階段，安排學生去機械實驗室或者實習單位，閱讀實驗室和單位機械零件圖紙，進一步了解機械設備、機器零部件之間的裝配關系和技術要求等實用內容，明確學習制圖的目的和要求，學會機械制圖的設計理論和方法，從而形成機械制圖的實現階段。

2.4 運行階段

學期末組織知識競賽和考核，以簡單機械設備為主，以小組形式區分部件進行拆裝、測量，并利用AutoCAD軟件進行二維繪圖，并以此作為學期重要考核目標，學習和考核的過程，是將理論與實踐相結合，實現自主學習和靈活應用的培養目標，增強學生測繪能力、尺規繪圖和計算機繪圖能力，更培養了學生良好的學習興趣，明確了學習目的，利于學生從全局角度將機械制圖運用到后續學習中。

3 結語

機械制圖與CAD基礎課程中機械制圖部分是以理論知識積累和手繪能力培養作為出發點，結合自主學習和創新學習方法進行學習；而CAD基礎部分則是以實體模型為例，以計算機繪圖為主，培養綜合學習能力。本文論述的課程教與學過程不拘泥于固定的學習方式，靈活地展現學生的綜合學習、測繪和制圖能力，將理論與實踐有機地結合起來，有利于學生掌握本門課程，更好地應用到后續課程學習中，也為未來工程型人才培養打下堅實基礎。

參考文獻

[1] 賀正楚，潘紅玉.“德國工業4.0”與“中國制造2025”[J].長沙理工大學學報：社會科學版，2015，30（3）：103-110.

[2] 熊志勇，羅志成，陳錦昌等.基于傳銷性構型設計的工程圖學教學體系研究.圖學學報，2012，2（33）：108-112.

[3] 陳西府，惠學芹，吳進，等.基于卓越工程師計劃的工程圖學教學改革.考試周刊，2012（84）：10-11.

[4] 徐國玉，蘭朝鳳.機械制圖融合式交互課件研究與教學實踐[M].北京：中國科學技術出版社，2015.