創新驅動背景下“機械制圖”教學改革與實踐

柳文清，謝朝明

(梧州學院 機械與材料工程學院，廣西 梧州 543002)

制造業在我國國民經濟中具有舉足輕重的地位，是國民經濟的主體。打造具有國際競爭力的制造業，是提升我國綜合國力、建設世界級的制造強國的必由之路。2014年12月，我國首次提出“中國制造2025”這一概念。這是我國政府為了實施世界制造強國戰略，提出的第一個十年的行動綱領。“中國制造2025”提出，我國要堅持以市場為主導的基本原則，堅持創新驅動的基本方針，到新中國成立一百周年的時候，我國的綜合實力進入世界制造強國之列。為了響應“創新驅動”的號召，為我國的強大作出自己應有的貢獻，筆者就高等學校“機械制圖”課程的改革進行探索。

1 進行創新性的教學研究

高等學校是培養既有專業理論知識，又有工作技能的高級專門人才的學校。高等教育的根本目的是為社會培養人才[1]。“機械制圖”課程是工科的一門必修的技術基礎課，目標是培養學生的空間思維能力和創新設計能力。機械圖樣是工程界的語言，是交流和表達技術思想的重要工具，是企業工程技術部門的一項重要技術文件。“機械制圖”課程研究繪制和閱讀機械圖的基本方法和基本原理，培養學生繪制工程圖的能力、構形設計能力、空間思維能力和利用計算機進行繪圖的能力。讓學生學習、貫徹機械制圖最新的國家標準和有關規定。本課程理論結構嚴謹，實踐性很強，與工程實踐有密切的聯系，對于培養學生掌握科學思維方法，增強工程實踐意識和創新意識有著非常重要的作用。

要培養學生具有創造性的構型設計能力。就要進行創新性教學設計。這種教學方法使得老師的教與學生的學、老師傳授課本知識和提高學生實踐能力并重，是新型的教學方法。它教學靈活，非常有利于培養學生的構形設計能力和創新意識。筆者在“機械制圖”課程的教學中作了創新性的教學研究。

2 備好教案是邁出創新性教學的第一步

教案要體現準確完整的知識點，難點的突破手段，重點的突出方法[2]。如何訓練和培養學生的能力？教案是教師傳授知識給學生的重要依據。備好教案很重要。備課中不但應考慮課堂目標，而且要體現學生的學習方法和老師的教學方法。學生通過整個課程的學習，達到預期的目的。教師通過對本課程的教學大綱、教材和主要參考資料的研究分析，確定本課程教學的內容及重點、難點。在教學中，教師要注意的是教會學生會主動學習，積極掌握知識，并將所學到的知識轉變成服務社會的能力。教師根據教學大綱進行教學內容的組織，教學方法的設計，師生互動的安排，課后進行分析和總結。

在“機械制圖”課程里，教師不僅要懂得畫法幾何，而且要懂得機械制圖。在熟悉最新的國家標準的基礎上，準確熟練地畫圖。這樣備出來的教案才完整。以“投影法與三視圖”這一節為例，應該如何準備好教案？首先在領會教學大綱的前提下，先將整節課程的內容分解成一個一個的問題，然后逐一地檢查。在視圖這一節里，可分解為(一)什么是三視圖？然后講清三視圖概念；(二)畫三視圖前要準備哪些知識點？要掌握正投影的基本性質；(三)三視圖是怎樣形成的？要講清三投影面體系及它的建立方法；(四)如何畫三視圖？要講清三視圖的投影規律。這樣寫出的教案就會將分散的內容連貫起來，條理性強，清晰完整。可極大地提高教學效率，也邁出創新性教學的第一步。

3 運用“形體分析法”的教學方法，提高學生畫三視圖的能力

在講授“機械制圖”課程時，在開始上課的幾分鐘內提出問題，然后將模型拿出來演示，培養學生的觀察能力。這樣學生在摸得著、看得見的情況下獲得對零件的初步印象，如教師提問：如何把剛才的零件畫出來呢？這樣學生會對學習很有興趣。學生對實物有了初步印象后，教師再加以啟發引導，讓學生獨立分析問題，這樣學生可以將圖一點一點地畫出來。引入課題以后，教師開始重點講授內容。例如，講授組合體三視圖的畫法的時候，首先對組合體的形體進行分析，弄清楚它的左右、前后和上下6個面的形狀，然后根據組合體的結構特點，可以分成哪幾個組成部分，每一個組合部分的相對位置是怎么樣的？其組合形式又是怎么樣的？弄清楚以上的問題之后，就可以用三視圖之間的對應關系來引導學生開始畫圖。明確每一個組合部分的投影對應關系：主視圖和俯視圖長度是對正的關系；主視圖和左視圖高度是平齊的關系；俯視圖和左視圖寬度是相等的關系。每一個組合部分的方位對應關系：俯視圖反映物體的前、后和左、右的相對位置關系；主視圖反映物體的上、下和左、右的相對位置關系；左視圖反映物體的前、后和上、下的相對位置關系。通過這些關系，將每一個組合部分的三視圖畫出來。按每一個組合部分的相對位置，逐一畫出它們的投影及它們之間的表面連接關系，綜合起來就能畫出整個組合體的視圖，最終達到課程教學的目的。這樣能極大地提高學生畫三視圖的能力。重點講授階段，是將感性知識上升到理性知識的階段，這是學生掌握課堂知識的關鍵階段，這階段很重要，要從培養學生的注意力和理解力著手。講授中應該做到深入淺出，詳略得當，對于學生容易掌握的知識可以略講，最主要的是講清關鍵點，教師能做到突出重點，突破難點，做到以點帶線，以線帶面，這樣就能充分體現出教師“導”的作用。例如，在“機械制圖”課程中，講課的畫龍點睛之處是知識的銜接點，在講授三視圖的形成規律時，位置關系是整個“機械制圖”課的“銜接點”。位置關系這節一定要講清、講透，為學生學習后面的內容打下良好的基礎。“補第三視圖、補漏線”這一節是難點，可以采用線面分析法逐一講解，可以達到提高學生讀圖能力和培養學生空間想象能力的目的。在重點講授之后，用大約5min進行小結。在這個階段，濃縮教學內容，指出重點、難點。這一階段是對學生的思維進行整理，使教師在課堂上所講的知識在學生頭腦里形成比較系統的、完整的知識，這是必要的。小結后可以選擇有代表性的練習題，由學生完成。讓學生鞏固理解所學的知識，有助于學生加深記憶，檢查教學效果。教師發現問題后，對學生及時輔導，讓學生掌握[3]。要采用多種方法調動學生學習的積極性和主動性，這樣學生分析問題和解決問題的能力會大大提高。

4 采用“形式多樣化”的教學手段、將教與學有機地結合起來，走出創新性教學的新路

學生作為主體，學生要提高主體意識[4]。在教學工作中，教與學是相互起作用的。學是內因，教是外因，外因只有通過內因才能起作用。在當今時代，多媒體的教學設備已經進入學生的課堂教學中[5]。這一現代化的教學手段具有很好的作用，可以很好地用來進行課堂教學，教師和學生而且能夠利用多媒體網絡調節課堂氣氛進行學習資源的互動，幫助學生理解內容，拓展學生學習的廣度和深度，能夠激發起學生很強的學習興趣，進行主動學習。多媒體教學不僅對學生掌握基礎知識有作用，而且對學生的空間想象能力的提高也很有幫助。在“機械制圖”這門課程中應用多媒體教學可以將教材中的一些內容，通過多媒體課件動畫演示的形式，創造出很好的課堂氛圍，使學生獲得三維立體感的效果，能很大程度地提高學生的理解能力，讓學生學得輕松有趣，使學生很容易接受，能夠極大地提高學習效率，得到很好的教學效果。不僅大大地節約了時間，而且還極大地提高了教學質量。例如，在講解正投影基礎、組合體組成方式、機件的常用表達方法等章節都可以應用多媒體教學。在課堂中老師還要注意，對于重點難點，可以用動畫演示，活躍課堂氣氛，讓學生容易理解和掌握，這樣學生就會對所講內容表現出濃厚的學習興趣。

教師還可以用任務驅動的教學方法，根據課程的教學目標，明確教學要求，增加思考題。讓學生提出問題的解決方案，學生互相討論，上網查找資料，最后教師總結歸納。如，在講投影法時，先講點的投影，讓學生清楚點的投影規律，然后講直線的投影。提出問題，直線是由兩點連起來得到的嗎？學生回答是。然后教師總結歸納，直線的投影可以通過直線兩端點的投影連接起來得到。這樣，可以使學生把知識學得扎實。教師在課堂上一方面要和藹可親，讓學校的教學工作在愉快的課堂氛圍中進行，讓學生的情緒處于最佳狀態中。教師另一方面還要引導學生辯論，使課堂氣氛熱烈。教師吐字要做到清楚圓潤，表達簡單明了，生動準確，這樣才能幫助學生理解課堂內容，掌握制圖的知識和技能。教師還要在課堂上于教于樂，將機械制圖的知識性和趣味性結合起來。教學的效果才會大大增強。學生喜聞樂見，喚起學生強烈的求知欲，激發學生勇于探索的精神。如，在“機械制圖”中講授線和面的投影時，如果是鉛垂線，那么它在水平面的投影為點，在正面投影面、側面投影面的投影為直線。平行線的投影特性可概括為，如果它在一個投影面的投影傾斜于投影軸，那么它在另外兩個投影面的投影必定平行于投影軸。投影面垂直面的投影特性，如果它在一個投影面的投影為直線，那么它在另外兩個投影面的投影必定為多邊形。投影面平行面投影特性，如果它在一個投影面的投影為多邊形，那么它在另外兩個投影面的投影必定為直線。這樣講就簡單、明了，學生容易記得牢。

“創新驅動”是在新時代“中國制造2025”的國際環境下，中國政府立足于全世界制造行業產生大變革的趨勢，從而作出的全面提高中國制造水平，發展高質量的制造業產品的重大的戰略部署。筆者通過對高校機械制圖的教學方式的研究探索，極大地調動了學生學習知識，學習技能的積極性、自覺性、創新性。不僅使高校學生牢固地掌握了機械制圖的最新標準，最新知識，而且極大地提高了學生看機械工程圖、畫機械工程圖的技術能力。三維空間的想象能力和實際應用知識能力也得到了很大加強。能夠把高校學生培養成實現“創新驅動”目標，提高中國制造世界競爭力的主力軍。通過課程改革，積累經驗，走出創新性教學、提高教學質量的新路。