制圖類課程群建設的探索與實踐

張靜 趙濤 郝龍

摘 要：結合我校培養應用技術型人才的特點，面向機械設計制造及其自動化專業本科生，建設制圖類課程群。制圖類課程群應該以培養學生制圖能力、設計能力和創新能力為目標，建設制圖類課程群體系;明確每一門課程在課程體系中的定位和任務;找出不同課程間的內在知識和邏輯關聯;明確課程與能力培養之間的對應關系，科學設定每一門課程的教學目標。從而，優化課程結構和教學內容，形成教、學、實踐一體的教學模式。

關鍵詞：制圖類課程群;課程體系;教學目標;教學模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.201

0 引言

制圖類、設計類課程是高等院校機械設計制造及其自動化專業普遍開設的重要的專業課程，也是實踐性很強的能力培養課程，在課程體系中具有十分重要的地位。制圖類課程旨在教會學生閱讀、繪制工程圖樣的基本原理和方法，培養學生空間思維能力、構形設計能力、工程表達能力等，并使學生掌握制圖相關的國家和行業標準[1];設計類課程則是制圖類課程在一個方向的延伸，其目的是使學生樹立正確的設計思想，掌握機械設計的一般方法和步驟，提高學生的工程設計能力和創新能力。制圖是基礎，設計是手段，創新是目標，這三方面能力是一名機械工程師最核心的專業能力，這三方面能力的培養對本科學生成為一名優秀的工程技術人員至關重要[2]。

1 制圖類課程群建設與研究分析

1.1 制圖類課程群的建立

以我校機械設計制造及其自動化專業2016級人才培養方案為例，畫出機械設計制造及其自動化專業課程關系圖（如圖1所示）。明確了各個學期課程，并用顏色區分課程性質，橙色-公共基礎課，藍色-專業基礎課，粉色-專業方向課，黃色-專業選修課，綠色-集中實踐環節。

從圖1中，找出培養學生制圖、設計、創新能力的制圖類課程和設計類課程。制圖類課程包括《機械制圖》、《裝配體測繪實訓》、《AutoCAD機械制圖實訓》、《CAD/CAM軟件實訓》等;與制圖類課程聯系緊密的設計實踐課程有《機械設計課程設計》[3]等。

兩類課程包含的課程數量較多，共同特點是都需要學生制圖，前者是學習制圖方法，后者是應用專業知識和制圖進行設計，最終出設計圖。將兩類課程合稱為“制圖類”課程群，因此，確定以上6門課作為制圖類課程群的研究對象。

1.2 現有課程體系中存在的問題

從培養學生的目標出發，發現現有制圖類課程體系中存在一些問題需要改進，主要問題有以下幾點。

（1）課程、能力定位不明。制圖類課程數量較多，但因其都需要繪圖（建模），因此不同課程間教學手段比較相似，教學目標部分重疊，課程在課程體系中的定位不清，課程與能力培養之間的關聯不明，沒有一條明確的教學主線貫穿相關課程，學生學習效率較低。

（2）課程間缺乏內在聯系。目前，制圖類課程群中《機械制圖》、《機械設計課程設計》、《CAD/CAM軟件實訓》課程已經進行了或正在進行重點課程建設工作，但所有課程都是在各自獨立進行改革，從未真正探討過不同課程間內在知識的邏輯聯系，這就導致課程內容重疊或無連貫銜接，課程對能力培養的遞進層次不清晰。

（3）教學內容傳統、教學方法單一。制圖類課程整體來看內容傳統，很多課程的教學尚未依據我校應用型轉型發展的新形勢做出對應調整，仍然側重于知識的講授和考試，教學方法與考核方式單一，已很難滿足學生應用能力和創新能力培養的需求。

2 研究思路及主要研究方法

2.1 明確課程定位

首先，將相關能力的提升科學地劃分為“學習-練習-設計-創新”四個階段，分析制圖類課程群中每一門課程與能力培養之間的對應關系，如表1所示。

研究課程群中每門課程教學內容間的邏輯關聯，設定每門課程的教學目標，將課程分類歸屬到不同能力提升階段中，合理地進行教學安排，確定每門課程在教學體系中的角色及任務，即明確課程定位。

2.2 以減速器為主線，明確整個課程群的建設和改革

根據課程群中課程定位的不同，進一步開展課程建設與改革工作，以知識和技能的連貫性教授為目標，對課程群中全部課程的教學內容、教學方式進行調整，以實現不同課程間相互配合，層層遞進的效果，避免出現課程間知識點重疊或缺乏連貫性的情況。同時增加大作業、習題、實際操作、答辯等多種考核形式，由知識型考核向能力型考核過渡。

以工業生產中常見的減速器為主線，貫穿整個課程群[4]，其中《機械制圖》是理論基礎，以減速器中零件的剖視圖、斷面圖、放大圖等為案例，講授制圖的基本知識和技能——學習階段;《裝配體測繪實訓》通過測繪一級減速器并進行手工繪圖，對制圖理論知識進行實踐——練習階段;《AutoCAD機械制圖實訓》在學生有一定手工繪圖能力的基礎上，用計算機進行減速器二維零件圖和裝配圖的繪制，鍛煉學生的二維制圖能力——練習階段;《機械設計課程設計》培養學生應用所學手工制圖、二維制圖和機械設計的理論知識對二級減速器進行綜合設計的能力——設計階段;《CAD/CAM軟件實訓》要求學生用計算機設計減速器三維零件圖和裝配圖，并進行運動仿真，分析校核設計結果——設計+創新階段;《機械制造課程設計》培養學生應用所學手工制圖、二維制圖和機械制造的知識對二級減速器中零件加工需要的夾具進行綜合設計——設計+創新階段。

2.3 課程體系中各課程的具體改革工作

（1）對《機械制圖》課程教材進行改編。依據課程體系的研究、課程群建設、課程改革的要求，編寫并出版一部適合于我校學生使用的《機械制圖》課程教材，同時改編《機械制圖》實驗指導書。在理論課程中加入減速器元素，比如在齒輪那一章節，引入減速機內部結構圖，便于學生初步認識齒輪的用途。在零件圖那一章節，加入減速器的相關零件的零件圖。為后續《裝配體測繪實訓》和《機械設計課程設計》中減速器的繪制打下基礎。

（2）添加《裝配體測繪實訓》課程。添加《裝配體測繪實訓》課程，選擇對一級圓柱齒輪減速器進行測繪的教材，購買一級圓柱齒輪減速器設備，并編寫32課時的教學大綱。該課程培養學生測繪能力和手工制圖能力，在《機械制圖》和《機械設計課程設計》兩門課程之間，起到承上啟下的作用。保留《機械設計課程設計》二級圓柱齒輪減速器的內容。

（3）《機械設計課程設計》課程改革。將《機械設計實驗》中的減速器拆卸實驗、減速器測繪實驗、軸系結構設計實驗貫穿于整個課程設計過程中，以便培養出理論聯系實際的設計思想，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識[5]。另外，首堂課進行任務分配，采取任務驅動的現代教學模式，積極引導學生獨立思考、樂于實踐。

（4）《CAD/CAM軟件實訓》課程改革。在建模階段，練習軸和齒輪的建模。在工程圖練習中，給學生提供軸的零件圖練習，學生自己進行零件圖的建模，然后導出工程圖，并進行標注。在運動仿真階段，提供減速器的零件實體模型，讓學生練習裝配和運動仿真。

在教學考核方面，轉變半開放式考核，以前是給學生提供圖形，讓學生照著畫圖的形式，改革后，是提供曲柄滑塊機構的數據要求，提高學生設計能力。

2.4 加強師資隊伍建設，提升青年教師教育教學能力

對青年教師進行重點培養和鍛煉，如鼓勵教師參與企業實踐鍛煉，承擔課改任務，參與教改項目，編寫出版教材，為其提供教育部高校教師網絡培訓機會等，努力打造一支專業技術優良的教師隊伍。

2.5 檢驗教學效果

經過2017～2018學年和2018～2019學年，將各項研究成果付諸于實踐，在實際教學中檢驗項目成果，包括教材的應用、改革后課程的教學實施、新考核方式的應用等。經驗證，學生的主動性更強，上課聽課率明顯提高，學生對于系統設計機構的能力提升很快，接受起來更容易，能達到預期的良好效果證明了改革的工作的必要性。

3 總結

（1）以減速器為主線，建立了制圖類課程群。明確每門課程的定位，增強課程間知識與能力的銜接，提高教學效果，減少教學資源的浪費。

（2）提出了“能力提升的四個階段”。將不同課程歸屬到不同能力階段，以此來確立每門課程的任務、目標，進而確定每門課程的教學內容和方式。“處于什么階段——承擔什么任務——采用什么方法——講授什么內容”這樣的課程改革思路，使得課程改革更合理，教學安排更科學，能力提升更顯著。

（3）提出課改應由“知識的講授與考試”向“能力的培養與考察”轉變。摒棄制圖類課程“一門課程、獨立講授”的傳統教學方式，提出理論與實訓相結合，逐年逐步提升學生應用型能力的設想，同時改革考核機制，設立多種考核渠道，使得課程成績真正體現學生的應用技術能力。

（4）優化了課程結構和教學內容，形成教、學、實踐一體的教學模式，并將此教學模式用于實際教學，教學效果提升較明顯。

參考文獻：

[1]童秉樞等.10年來我國工程圖學教學改革中的問題、認識與成果[J].工程圖學學報，2008（04）.

[2]羅云霞.三維設計能力培養的系列課程改革與探索[J].機械設計，2018，35（S2）：11-13.

[3]唐劍兵.機械設計課程群建設的探索與實踐[J].機械設計，2018，35（S2）：319-320.

[4]韋鴻鈺等.基于課程群的工科專業制圖能力培養[J].現代農業裝備，2014（04）.

[5]任金波等.機械設計課程群多層次實驗課教學體系的構建與探討[J].機械管理開發，2018，33（08）：225-226.