產品設計專業《機械制圖》課程教學改革現狀分析及方法研究

曾思銘

摘要：本文通過對產品設計專業現有機械制圖課急需改革進行研究，找尋國內外產品設計專業機械制圖課程改革的現有方式方法，提出一些中國境內特有的改革方式方法，并建立具有產品設計專業的課程資料庫。

關鍵詞：國內外課改研究;產品設計專業制圖改革

中國分類號：G64 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2019）06-0041-02

產品設計專業《機械制圖》課時分配缺乏教學經驗和學情分析的依據，導致學生學習本課程困難，且學生眾多，教師精力有限，教學質量不高，學生成績兩極分化嚴重。教學內容也沒有結合專業特色和教學中的實際問題，難有較高的質量。學生學習本課程缺乏一定的數學幾何基礎，且學習方法不當，導致大部分學生不能用制圖的思考方式學習本課程，基于以上種種，提出產品設計專業制圖教學改革刻不容緩。

1 產品設計專業《機械制圖》課程教學改革的意義

在改革過程中可以讓學生更加理解制圖在以后工作和后續產品工程基礎中的重要性與實用性，化被動學習為主動學習，還可以更多地了解產品造型設計所涉及的知識，讓空間想象力弱的學生通過改革后的教學方式進行思考，達到鍛煉其空間想象能力，提高學生綜合素質和理性思考能力。

2 國內外產品設計專業《機械制圖》課程教學改革現狀

許多學生不夠重視機械制圖這門課，認為與專業關聯不大，導致學習不夠認真，而且這門課程對藝術生來說較難，有可能由于沒有空間想象力而產生抵觸情緒，使得課程成績兩極分化較為嚴重。

現如今制圖課的授課特點是傳遞的信息量大，信息結構復雜，傳遞方式方法多樣化，傳統的數學方式是黑板作圖一掛圖一模型，配合教師講授，由于版圖及教具操作費時，很大程度上限制了課堂時間的有效利用;這樣的教學方法和手段不利于教學內容的迅速貫徹和消化，妨礙了教學質量的提高。

有關制圖的教材大部分更適用于機械或建筑類專業。像產品設計類專業只能選取教材中的部分內容如畫法幾何、制圖基礎等基本知識外，并不能很好地結合相關專業課程和知識進行授課，給學生將所學到的知識直接應用到設計和工程實踐中帶來了很大困難。

2.1 國內教學現狀概述

國內《機械制圖》課程的主要改革方式方法有以下幾類：（1）對多媒體課件的有效使用，如CAI課件的使用，CAI課件通過動態模擬、動畫技術及三維圖形等手段使教學變得生動、直觀、形象。（2）在考核方式的改革，如根據具體模型，讓學生運用所學知識選用合理的表達方法進行繪圖實踐，并能運用AutoCAD軟件繪制圖形;或采用課程答辯的方式進行考核，每人在15分鐘內回答老師的提問。（3）在教學方法中的改革，如直觀教學法：帶學生現場參觀生產、觀看視頻或通過模型、語言的形象描述，實物演示等使學生獲取感性知識和理解抽象概念;再如參與企業實際項目：以實踐為平臺，培養動手能力;還可用項目教學法：以“項目為主線，教師為引導，學生為主體”，將教學過程變為實施一個具體的項目。（4）在教材中的改革：新的教學基本要求增加了計算機輔助構造三維造型的能力，我國高校近幾年出版的制圖教材都有刪減并降低畫法幾何的難度，增加計算機造型技術的基本原理等現代內容。

2.2 國外教學現狀概述

國外一些發達國家的《機械制圖》課程將工程教育這個理念與教學融合。

2.2.1 強調以學生為主體的教學方式

在最近幾年，國外的高校教學強調以學生為主體的教學方式，教師只充當引導學生思考，讓他們最大程度的自主學習。例如新西蘭國立懷卡托大學，不像傳統的教學環境教師講臺居高臨下，而是拼成可大可小的橢圓形討論桌，此種布局形式可以以學生為中心，促進其思維發展，讓每位學生都參與到課堂中來。此情此景溝通更自由、更開放、更平等，學習再也不是被動的接受，而是主動探究的過程。英國CBE教學模式著重于學生的自我評估，和培養學生的反饋能力，教師教學的時候更多的是指導、咨詢，而不是講授知識，讓學生主動學習，而不是被動接受。CBE的教學手段也是輔助調動學生的積極性，如演示、練習、參觀、討論、讀書指導、實習實驗等。

2.2.2 著重理論與實際緊密結合的高效性

國外發達國家中高校在《機械制圖》成功的教學經驗告訴我們，要想培養學生能勝任高技術含量崗位所需的工程能力，就要讓理論與實際相結合，營造一個完整的實踐環境。如德國FH模式的實踐教學特色可以概括為“企業主導，注重實踐過程。”首先，FH的學生要先花時間在企業實習，積累實踐經驗、和感性認識，打好理論基礎后再開始《機械制圖》課程。然后在《機械制圖》課程學習到主要階段后，又會在企業實習一段時間，將校企合作發揮到極致，在學校學習企業實用性內容，還要經常參觀考察企業，并在企業內設置實踐課程，如此方法不僅可以了解企業工作情況以及實際的工作程序和方法，還能讓學生自己動手操作接觸實際。

2.2.3 遵循工程教育標準的科學考核方法

國外先進高校《機械制圖》課程的考核制度是多樣性的，它基于工程教育標準的嚴謹制度，并可促進學生工程能力發展，這比我國采用卷面考試的方法好太多。

如英國BTEC教學模式，課程結束后，為培養學生的自我認識能力，更加客觀公正的對待自己，所以先讓學生對照課業評價標準自行評價，自評完后教師再進行評價，指出學生自評的不足，并和學生達成共識，最后教師按優、良、合格和重做給出評定等級，累計成績，取得課程學分。如對成績有疑義，允許學生在規定時間內按程序進行申訴.既可以體現學生的權利，又給他們指出今后努力的方向。

實踐表明，以上所綜合運用的方法比用試卷考核更能培養學生的實際能力和水平，并激發學生的積極性。

3 產品設計專業《機械制圖》課程教學改革方法

依據產品設計專業特點與制圖需要選擇和組織課程內容。例如刪減與產品設計專業無聯系或聯系結合不密切的傳統內容，以三維立體作為切入點展開課程內容，提出以下幾種課程教學改革方法。

3.1 化繁為簡利用三維軟件成型方式進行教學

全面調查我校學生與制圖相關的知識結構、知識基礎和思維方式。分析總結出適合我校學生的教學方法，如用直角坐標系引出三面投影體系和投影規律，利用學生已儲備的幾何知識幫助其理解抽象內容，使復雜問題簡單化。在本課程中融入三維演示，運用多種媒體技術和演示手段輔助教學，提高教學質量。如將計算機三維構型中的“拉伸成型”法用于軸測圖的繪制，使軸測圖真正成為一種幫助學生閱讀立體視圖并想象其空間形狀的工具。引入現代造型方法，增強學生的空間思維能力。使學生不但能根據二維視圖快速想象出立體的形狀，而且知道立體成型的方法和過程。

除了借助軸測圖幫助學生思考建造空間想象力外，還可以通過AutoGAD進行三維建模或者Rhino、3D MAX等三維輔助軟件建出實體三維模型來快速增加教學效率。但不排除個別學生在看到三維模型后還是無法將立體圖形轉換到二維視圖中，對相對應的點的位置尋找還會思維混亂，對于這類學生最好能找到實體模型進行拆分，并運用長對正，寬相等，高平齊的法則點對點的在視圖中進行分析，或在生活中找最基本的簡單幾何立體分析后，再慢慢過渡到復合柱體，復合回轉體和切割式立體、相貫體、組合式立體等復雜立體。

3.2 根據師寡生多的特點，采用互幫互助法進行教學

每次上課前都可以準備一個或兩個小知識點的習題回顧，對于主動舉手回答的學生進行加分鼓勵。且每一堂課的作業都采用分組互評法，讓學習成績優異的帶學習成績弱的為一組，教師把正確答案公布后，同組學生互相打作業分，接下來成績優異的同學要負責把成績弱的同學教會并寫上評語，完成后再給對方互評組內教學分，教師再根據這兩組分數和評語打出最終成績。

為了保證教師和學生溝通交流的實時性和流暢性，分組和打分以及作業提交都可以用線下比較流行的對分易來進行，這樣在教師給出成績后學生能第一時間在微信看到自己的成績，教師可以允許他們在一周內進行申訴，符合申訴要求的或者想要跟高成績的學生可以將更改后的作業再次提交，如此也能充分體現學生的權利，提高學習自主性，還能保證課程的教學效果。

3.3 以生活中感興趣的產品入手進行制圖實操繪圖

如果所在高校附近區域沒有可以校企合作的公司，或者供學生實習參觀，也沒有合適的項目給學生進行實際操作和鍛煉實踐的話，可以讓學生在生活中選擇一樣暫時用不到的產品進行拆裝，并畫出其一套完整的工程制圖圖紙，畫完紙質圖紙后，需用AutoCAD軟件進行檢驗，檢查一下所繪圖紙是否有標注錯誤、漏標、重復標注等，如標注圓弧是否沒標注圓心位置以及半徑值，而是標注成了直徑值等等，從產品拆分到測量，到選用繪制圖紙的樣式和手段都是學生自己獨立完成，這個過程可以培養學生對產品設計與工程制圖的同一性認識，并提高自主學習和查找資料、動手能力等各項綜合水平。

3.4 考核方式由以往單一的考試改為答辯結題

完成圖紙繪制后，檢驗方式方法可以采用答辯的形式，輪流到講臺上答辯，并讓學生們仔細聽完進行互評，互評之前將評分標準列舉出來，發放到每個學生手上，答辯前教師再準備一些實際操作問題和重要知識點的理論問題，在答辯過程中進行隨機提問，可以面對面給學生進行考核，切實了解他們對所學知識的理解和運用情況，既讓他們對學過的知識有所回顧，又可以分擔教師一對多改作業時的壓力，一舉兩得。此方法還可以培養學生的語言表達能力和分析概括能力，為將來畢業設計答辯做鋪墊，還能提高他們在實際工作中的口語表達能力與項目匯報能力。

以上所說的產品設計專業《機械制圖》課程教學改革方法現下也在實行中，效果有待考證。

4 結語

總之，原有的課程體系不利于充分調動教師和學生的主觀能動性，課程的教與學缺乏創新與活力。所以本文針對現有機械課程進行改革研究，建立產品設計專業的課程資料庫，以期對以后的《機械制圖》課程改革提供一定借鑒。

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