應用型本科院校機械工程制圖教學改革探索

耿金萍 劉強

摘? 要 機械工程制圖課程是工科專業的重要基礎課，在應用型人才培養要求及課堂學時不寬裕的背景下，為了提升學生的素質能力，提高就業競爭力，開展課程教學改革勢在必行。課改采用讓學生從大一到大四經過與社會接軌模式的教學訓練方法，提高學生的自學能力、解決實際問題的能力，四年的制圖貫穿教學模式，讓學生在解決問題的同時學習識圖、讀圖和繪圖知識，提高就業競爭力，使抽象、多課時的制圖教學感官化學習，把理論跟實踐巧妙地融合在一起。

關鍵詞 應用型本科院校;機械工程制圖;教學改革;慕課;課程思政

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）06-0094-03

Reform and Exploration of Mechanical Engineering Drawing in?Teaching of Applied Undergraduate Colleges//GENG Jinping， LIU?Qiang

Abstract Mechanical engineering drawing course is an important basic course for engineering majors. Under the background of appli-cation-oriented talents training requirements and insufficient class hours， in order to improve the quality and ability of students and improve employment competitiveness， it is imperative to carry out the curriculum teaching reform. The curriculum reform adopts the teaching and training method of integrating students from freshmen to seniors to improve their self-study ability and ability to solve practical problems. The four-year drawing teaching mode enables stu-dents to learn the knowledge of recognizing， reading and drawing while solving problems， so as to improve the competitiveness of?employment， the abstract and multi class drawing teaching is sensory?learning， and the theory is followed practice is cleverly integrated.

Key words application oriented universities; mechanical engineering?drawing; teaching reform; MOOC; ideological and political educa-tion in courses

0 引言

機械工程制圖是機械類專業重要的專業基礎課程之一，也是學生畢業后從事研發設計工作的基礎。工程圖是生產中必不可少的文件，也是行業內通用的工程技術語言。正確繪制規范的工程圖、準確讀圖是一名合格工程技術人員的基本技能。機械工程制圖課程以培養學生創造性思維、提高解決問題的能力為目標，這門課程的教學改革對于提高應用型本科院校機械制圖教學水平具有重要意義。

機械工程制圖屬于機械機構和空間思維能力相結合的應用型課程，對于應用型本科院校來說，要突出應用性和創新能力的培養，不能沿用傳統的教學方法照本宣科，教師講、學生聽，而需要學生主動參與，進行理解學習。因課時太少，內容較多，教師口若懸河地講解，學生聽得一知半解。因此，傳統的教學模式必須改革，以適應應用型本科院校的教學要求，培養學生實際應用能力，擺脫紙上談兵、只會考試的弊端。

1 機械工程制圖課程教學現狀與存在的問題

機械工程制圖課程教學方法陳舊? 制圖課主要是用PPT講解制圖的標準和畫法以及工程中常用的一些零件及裝配圖的畫法。教師課件做得比較詳細，講授也很到位，學生卻聽得云里霧里、一知半解，即使課堂內容完全聽懂，做課程設計還是無從下手，動手能力較差。比如，教師講解點、線、面之間的關系及投影變換時，學生還是聽不懂哪些屬于遮擋部分，哪些屬于可見部分，任憑教師怎么講，學生還是理解不透[1]。教學跟企業實際脫節，學生在學校不懂得企業的生產規范和生產流程，連帶企業標志的規范圖紙都沒有見過。雖然課上會講述明細欄包含哪些內容，圖紙包含哪些內容，可學生對用于生產的圖紙還是沒有真實的感官體驗。過去都是曬藍圖用于加工零件，現在大企業不曬藍圖，都是采用三維數字化工藝的加工模式，電子圖紙的規范化也是學生必須學習的一部分。

教學內容與企業脫節? 教學局限于課本的教學內容，忽略與企業的接軌。畢業的學生進入工作崗位，不會安裝ProE、UG、SolidWorks等軟件，對自己出的圖紙也沒有底氣，裝配圖尺寸中關于重要的配合面都不知道標注什么等級的配合符號。課堂教學很少提及關于企業生產的問題，如企業實力和設備各有不同，可以達到的加工質量等級也不同，要把用途、設計、加工工藝和圖紙四者緊密聯系在一起，圖紙才有意義。再美好的設計如果加工制造困難，成本很高或者標注了過高的要求，造成不必要的浪費，也是失敗的設計。

教學時雖然完成了教學任務，卻忽略了“授之以魚不如授之以漁”的做法，學生只會紙上談兵，給用人單位的感覺就是動手能力太差。

理論和實踐融合度低? 制圖課程以機制專業為例，80學時的分配是理論課時60學時，實踐教學包括ProE和零件測繪兩個環節，只有20學時。理論課是按照教材知識體系講解制圖規范、制圖基礎知識、零件圖和裝配圖等，占據絕大多數課時，ProE和零件測繪只學了入門知識，沒有充分發揮實踐課程的真正意義。制圖知識的理論和實踐應該很好地融合在一起，而目前的教學方法還局限在傳統的教學模式，都是先在教室純PPT講述基礎理論知識，與ProE、

UG、SolidWorks等軟件的融合度不夠，導致學生聽完課覺得制圖很難學。傳統教學形式單一，難以調動學生積極性，教學效果差。從企業的角度看，學生僅僅是學了一些理論知識，缺乏對企業基本問題的處理能力，要達到勝任崗位的要求還需要花時間培訓，學生就業優勢不明顯。

課程體系不完善? 在人才培養課程安排上，機械工程制圖安排在大一，與這門課相關的機械設計、機械原理開設在大二，相關深入培養的機械工具軟件如AutoCAD、ProE、

SolidWorks、UG沒有安排深入學習，做課程設計時讓學生利用制圖軟件和制圖知識完成二級減速器的設計圖紙，大部分學生覺得很難，究其原因是大一軟件教學課時太少。課程設計出的圖紙質量較差，標注的尺寸不全，配合尺寸缺失，畫圖較慢;畫圖時的組件設計命名混亂，裝配關系沒有完全約束。設計的圖紙質量不高，學生僅僅是應付考試，沒有主動性。

2 課程教改探索與方案

根據時代發展的節奏適當調整上課內容? 根據應用型本科院校的培養目標和定位，對所選教材內容進行優化和刪減：對于點、線、面的投影變換等抽象內容進行精簡、減少課時，這部分內容在走上工作崗位后的產品設計中很少涉及;增加鈑金件設計零件圖和焊接圖的內容，如展開圖的繪制，薄板件的焊接標注方法與選擇。機械專業的學生將來走上工作崗位做設計，不僅會設計車架、前橋等，還涉及覆蓋件或者外殼類的薄板件設計，薄板件的設計當下比較流行減重和強度的完美結合，教師應根據社會的發展節奏進行教學。

教學方式改為采用計算機軟件教學，邊畫圖邊講相關知識點，取代滿堂PPT播放的教學模式。最早的教學是“粉筆+板書”，效率低下，教學效果差;后來是PPT教學，雖然比“粉筆+板書”課堂教學效果好些，可是對于制圖這種實戰性較強的課程還是存在不足。現在不論是大小工廠都是三維圖設計，學生從課堂學習就應適應這種思維方式。三維圖直觀，也可以360°旋轉模型，用三維展示抽象的點、線、面的變換投影，比用PPT講學生要更容易理解，從而提高課堂效率。

組織學生參觀工廠，培養學生對零件生產、裝配、噴涂、調試等的感官認識，提升尺寸標注、形位公差及加工工藝的理解和直接感官認知，提高學生的學習興趣和職業意識。增加以下知識點的教學：

1）裝配圖中螺栓、螺母等標準件及防松件的選用，三維軟件練習將螺栓等裝配到裝配圖中;

2）增加鑄件、銑削類零件的設計及出圖方式、技術要求的寫法;

3）圖紙中標注的尺寸公差及形位公差，要讓學生親自去實驗室測量，體會標注的數值的意義;

4）練習裝配圖的出圖。

一個合格的設計人員必須懂得三維軟件的使用和出二維圖的方法，在應用型本科教育教學中要充分結合書本和教學目標，柔性地刪減和增加教學內容，對于陳舊的知識點要一帶而過，對于當前熱門的知識點要引入課堂。

課堂教學結合企業實際生產? 傳統課程教學是以章節為單位按順序講解，有些很抽象的理論比如投影變換等內容與實際聯系不緊密，學起來很難理解，屬于研究性的理論內容，學生對此感受不到實際應用的直觀印象，甚至不知道自己學這個跟生產實際有什么關系。如果每部分內容都講解，又會出現課時不夠的問題，學生也不知道在實際工程圖中體現在何處。因此，傳統的教學方法不適合應用型本科院校人才的培養初衷[2]。

一些教改文章提及校企雙導師合作，其實實行起來非常困難，因為企業設計人員工作量比較大，很難有時間給學生進行指導。部分的技校教師下企業鍛煉，實際情況也是走馬觀花，企業的設計人員不放心交給本企業外的人員做，萬一做錯耽誤生產，還要重新設計。對此問題的解決辦法是招聘從企業來的教師，他們具有企業研發設計經驗，帶機械制圖課和實習指導是最佳的選擇。

課堂理論教學講述基本的投影視圖和尺寸標注以后，把徐工集團、三一集團等大公司不涉及保密范疇的簡單零件圖紙拿到課堂，用ProE等計算機軟件讓學生學習制圖知識，先繪制三維圖，再出二維圖，根據學生繪制的三維圖和二維圖講述制圖知識，從零件圖到裝配圖，由淺入深地練習三維和二維的繪圖技能。學生看到工廠的實際加工圖紙，學習興趣濃厚，也為以后做研發設計奠定了基礎，提高自己的動手設計能力。經過根據圖紙繪制三維圖，然后三維圖出二維圖，學生的動手能力和對制圖知識的理解程度都得到提高。再把學生設計的零件找3D打印廠家用塑料材質打印出來并分發給學生，學生的學習興趣有了，再學習制圖就不是難事。經過一輪一輪的鍛煉，學生的創新能力大大提高，也解決了機械制圖內容多而課時少的難題。這種教改方法把機械制圖從枯燥、抽象、難懂的傳統方式中徹底解放出來，培養的學生的動手和創新能力都上了一個臺階，而與社會接軌才是教育的目標。

思政元素融入課堂? 習近平總書記全國高校思想政治工作會議上指出：“要把思想政治工作貫穿教育教學全過程，推動‘思政課程’向‘課程思政’轉變，挖掘梳理各門課程的德育元素，完善思想政治教育的課程體系建設，充分發揮各門課程的育人功能，實現全程育人、全方位育人和全員育人的大思政格局。”專業課程思政是課程思政建設中極其重要的一部分。專業課不同于專注于思想政治教育的思想政治理論課，亦有別于綜合素養課即通識課程所致力追尋的育人訴求，更直接地表達了一種成才式的教育。當然，這并不代表專業課程“唯育才”而與育人無涉，專業課程落實人才“雙育”是必要的[3]。

目前仍有不少學校受制于原有的工作路徑，使得“課程思政”變為“思政課程”，最多是“思政課程0版”。那么，專業課教師如何實現課程思政？在專業課上融合哪些內容才算是課程思政？這些都成為教師之問！制圖專業教師目前面對的最大困難是不知道如何正確進行課程思政，對此，本文從以下幾個方面闡述機械制圖課程思政。

1）從機械工程制圖專業課的學科發展史、大師成長道路、教師個人經歷等方面完成對學生的“價值觀塑造”。

2）通過典型的工程事故案例引發學生思考，師生共同探討如何預防事故發生，引入思政教育：合格的工程師要以人民為中心，具有家國情懷，堅守職業道德和大國工匠精神;一個設計錯誤有可能導致一場悲劇的發生，在高速車輛的初期調試過程中尤其明顯。

3）闡述《中國制造2025》。《中國制造2025》是中國政府實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。行動綱領指出，要立足國情，立足現實，力爭通過“三步走”實現制造強國的戰略目標。圖樣是工程界進行交流的技術語言，是傳遞設計思想的信息載體，是生產過程中加工（或裝配）和檢驗（或調試）的依據。圖紙出錯，生產的產品將成廢品，或給生產帶來損失甚至是嚴重的生產事故。嚴格設計自己的每一個尺寸，腳踏實地地對待每一個數據，精益求精就是最好的實現思政目標的方式。

充分利用校園慕課? 慕課是一種新型在線課堂模式，是“互聯網+教育”的產物，方便學生課外補充學習，對于課上沒理解透徹的內容，還可以網上補充課堂的內容[4]。慕課的課程環節不局限于課時，可以更詳細地講述重要部分的內容，讓學有余力的學生繼續深入研究學習。慕課中還增加了計算機繪圖的視頻教程，比如CAD、ProE、UG、SolidWorks等軟件教學，學生學起來不局限于空間的限制，對于自己感興趣的內容可以自行學習補充，大大提高教學質量。同時增加了企業圖紙的實戰畫法，先畫三維圖，然后出二維圖，對照圖紙解讀工程制圖的知識點，增強針對性，教學效果非常明顯，提高學生學習興趣的同時，學生解決實際問題的能力也在潛移默化中提升。

因課時限制，教學學時不夠，很難在課上把將來工作崗位上會用到的大部分軟件都教給學生，因此，校內慕課增加軟件仿真教學部分，如圖1慕課教學板塊結構圖所示。比如ANSYS、Workbench等板塊，方便學生自學，增強應用型本科院校學生的就業優勢。

將機械制圖能力培養由淺入深融入大學四年? “冰凍三尺非一日之寒”，能力的提升也要循序漸進，光靠學生的自覺性是不夠的，課程設置上要體現出貫穿四年的安排[5]：

大一要上機械制圖課，學基本的繪圖知識，包含理論和ProE

等軟件的學習;大二要做課程設計，主要是二級減速箱的設計，要重視說明書的編寫是否規范和正確，三維圖和二維圖都要按照企業的標準來設計;大三開展機械制圖創新設計大賽，用三維軟件（ProE、UG、SolidWorks等）設計創意模型，要求每個學生都必須參加，造型不準有雷同，避免有學生為應付大賽而出現拷貝等現象，達到督促學生勤練習的教學目標;大學第四學年，讓學生根據畢業課題完成畢業設計，畢業設計質量會大幅度提高。

3 總結

制圖能力的培養在應用型本科院校中占據重要地位，新教改的方法能讓學生從大一到大三經過企業化的、與社會接軌模式的教學訓練，自學能力和獨當一面的能力都得到大幅提升，思維定位不再停留于學校的應付考試層面，而是面對問題解決問題的能力，在大四畢業設計階段，綜合能力會再一次得到提升。通過四年的制圖貫穿教學，學生的能力提升主要表現在：與企業接軌、與社會接軌的教學模式，讓學生在解決問題的同時學習識圖、讀圖和繪圖，提高就業競爭力;讓學生在解決問題的過程中學習制圖知識，將抽象多課時的制圖實現感官化學習，把理論跟實踐融合在一起，而不是劃分得清清楚楚，學生會表現出積極的學習熱情。興趣是最好的老師，實戰是加深理論知識理解的最好方式。通過改革，讓學生徹底擺脫紙上談兵的狀態，不但提高了學生解決問題的能力，達到學以致用的目標，而且就業優勢也大幅度提高。

參考文獻

[1]吳明明.應用型本科機械制圖課程教改與實踐：以安徽三聯學院為例[J].湖北函授大學報，2018（1）：162-163.

[2]李玉根，馬小莉，李冬梅，等，應用型院校工程圖學教學模式改革與實踐[J].圖學學報，2017（2）：114-118.

[3]唐德海，李裊鷹，郭新偉.“課程思政”三問：本質、界域和實踐[J].現代教育管理，2020（10）：52-57.

[4]趙藝漩.機械類專業《工程制圖》課程教改存在的困境與探索[J].貴州農機[J].2018（4）：31-32.

[5]王力.“四年不斷線”制圖能力培養的研究與實踐[J].裝備制造技術，2019（2）：236-239.

作者：耿金萍，江蘇師范大學科文學院，講師，主要從事工程車輛及無人化平臺研發設計、本科生機械制圖教學工作（221132）;劉強，徐州工程學院，高級工程師/實驗師，主要從事礦山機械設計研究（221018）。