《機械制圖》教學模式的改革與創新

彭進 許紅巧 蔣正權 凌自成 周孟杰

摘要： 機械制圖是機械類專業的專業基礎課，要求學生既要掌握繪圖的理論知識同時還要具備獨立完成圖紙繪制的能力。為此，本文首先簡述了本課程的教學結構，進一步著重從課堂授課方面、理論知識與實踐結合方面、師資方面進行剖析本課程的教學現狀，并提出了本課程教學模式的改革與創新路徑。

Abstract： Mechanical drawing is a professional basic course for mechanical majors. It requires students not only to master the theoretical knowledge of drawing， but also to have the ability to complete drawing independently. To this end， this article first briefly describes the teaching structure of this course， and further focuses on analyzing the current teaching situation of this course from the aspects of classroom teaching， the combination of theoretical knowledge and practice， and the teaching staff， and proposes the reform and innovation path of the teaching model of this course.

關鍵詞： 繪圖;教學模式;教學改革;教學創新

Key words： drawing;teaching mode;teaching reform;teaching innovation

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0235-03

0? 引言

隨著我國經濟以及科學技術的飛速發展，企業對大學畢業生的要求越來越嚴格，以理工科為例，企業要求理工科大學畢業生在掌握本專業理論知識的基礎上，要具備綜合的實踐能力[1]。這就要求高校在育人方面也要跟隨時代發展的步伐，在教學模式上對課程內容、教學方式等方面進行改革創新[2]。機械制圖是機械類專業的專業基礎課，要求學生既要掌握繪圖的理論知識同時還要具備獨立完成圖紙繪制的能力[3]。

1? 本課程的教學結構

《機械制圖》課程以正投影理論為基礎，研究用二維圖形表達三維形體的原理和方法、培養學生的空間想象力[4]。以我校材料學院材料加工工程專業為例，學生入學第一學期先學《工程圖學概論（機電類）》課程，課程內容包括：點、直線、平面的投影的學習、立體的投影的學習、組合體的視圖及尺寸注法的學習、軸測投影圖的學習、機件的常用表達方法（如：視圖、剖視圖、斷面圖等）的學習。在大一第二學期學生進一步學習標準件與常用件的表達，零件圖及裝配圖內容、特點，研究機械工程圖樣的繪制與閱讀。學生在掌握上述知識的基礎上進行實踐環節：機械測繪與計算機繪圖，通過本環節讓學生初步了解測繪內容、方法和步驟，正確使用測量工具測量零件尺寸。訓練學生徒手繪制零件草圖，并能夠熟練運用繪圖工具繪制各種機械圖樣，培養學生具有較高的機械繪圖表達能力。訓練學生查閱和使用有關圖表和手冊，掌握機械繪圖方面的相關規定及國家標準。

2? 本課程的教學現狀

對于這門課程，授課教師在授課過程中，把過多的精力集中在教師的“教”上，忽略了學生學習知識的主動性和創造性上，留給學生思考和參與的時間很少，這樣學生被動學習繪圖知識，課堂氣氛不活躍，出現老師在講臺上賣力講，而學生本堂課掌握的知識量和教師所講授的知識量差距較大的情況。

本課程的內容比較抽象，學生僅僅通過課堂聽懂老師的授課內容，課下不做作業習題的話也很難完全掌握所學內容;教師在授課過程中注重培養學生的學習能力和對幾何圖形的想像力，但卻忽略了學生自主創新能力的訓練。本課程缺少雙師型教師，由于教師與企業接觸較少，不能將課程內容與工廠生產實踐的圖紙（機械的零件圖、裝配圖）內容相結合。

3? 本課程的教學模式改革與創新

3.1 改變教學模式

在機械制圖教學模式的改革上，可以采用三維軟件、視頻影像、實物模型展示以及師生互動的教學模式來激發學生的學習熱情和創新能力。例如：在講授標準件和常用件這一章節的雙頭螺柱連接時，為了培養學生獨立思考問題和團隊協作的能力，教師可以創造雙頭螺柱連接的情境，這需要教師對所授知識十分熟悉，能夠抓住問題的重點難點，同時具備現場解答學生提問的知識儲備和應變能力，通過教師的一步步引導，讓學生對所學知識一步步深入，最終能夠完全掌握所學知識。在講授雙頭螺柱連接時教師可以分發幾個雙頭螺柱連接的實物模型讓學生交替觀看，之后介紹雙頭螺柱連接的概念，同時借助ppt展示雙頭螺柱連接的三維形貌（如圖1所示），之后為了增強學生的感官認識，可以播放雙頭螺柱連接的視頻（如圖2所示），之后可以讓學生以3-5人為一組進行討論雙頭螺柱連接的畫圖順序，之后通過教師講授雙頭螺柱連接的畫圖步驟及需要注意的問題，之后通過雙頭螺柱連接的改錯題讓學生現場指出此練習題中的錯誤畫法，老師對學生們的回答現場評判并重新強調需要注意的細節問題，通過這種方式可以加深學生對雙頭螺柱連接的知識點的學習，而且能夠激發學生的學習熱情。

學生在上課過程中由于被動式的聽教師講授的內容，很容易犯困。為了提高學生的學習效率和聽課效果，在課題授課過程中可以增加互動環節，調動課題氣氛。筆者在本課程的授課過程中采用本校的學習通的選人功能，提前告訴同學在學習到這個知識點時會向同學提問，回答正確的同學可以記成平時表現分，學習通的選人功能進行操作時是在系統里隨機選擇學生，這樣可增大學生的趣味性，通過筆者嘗試，這種模式學生互動性很高，課堂氣氛較好。

教師在授課時，可以引入幾道例題讓學生現場完成，學生提交后教師公布答案，分析解題過程。同時課下還要給學生留一些習題，作為課后作業，這樣有利于增加學生對課程內容的理解。課程學習過程中可以增加一些師生互動的討論環節，比如：在讀立體視圖與構形分析的這一章中可以給出一個三維立體的主視圖和俯視圖（如圖3所示），讓學生以3-5人為一組，討論左視圖的形狀及三維立體形狀的可能性有幾種，回答正確的組可以加計平時表現分，通過這種方式，學生學習的興趣較高，同時也提高了學生運用知識解決問題的能力。

授課內容涉及三維形體的章節時（如：三維立體的構形與分類、基本立體及復合立體的投影、切割體和相貫體的投影等）可以借助三維軟件（例如：Creo、SolidWorks）提前繪制的三維形體向學生展示或者通過實物模型向學生展示，這樣有利于學生對相關知識的理解。

由于本課程開設對象為大一學生，學生沒有接觸機械相關的實踐課程，沒有機械相關工程經驗和基礎，當學習到讀立體視圖、畫立體視圖、零件圖、裝配圖的章節時就會力不從心。教師講授這幾部分知識時，可以搜集相關的視頻資料、三維立體視圖資料同時穿插一些互動環節，這有利于提高學生的學習興趣和學習效率。例如：講到部件的測繪和裝配圖的畫法時，可以以球閥為例，首先介紹球閥（如圖4所示）的性能、工作原理、結構特點，為下一步的拆裝和測繪工作打下基礎，這時可以以視頻的形式展示球閥的工作過程同時展示球閥的拆卸和裝配的視頻，進一步以三維立體視圖的形式介紹球閥的各個零件名稱及作用。授課期間可以采用提問的形式和學生互動，例如：哪位同學能說下，球閥的上部是如何實現密封的？要實現良好的密封需要用到哪些材料？在學生學習完零件圖、裝配圖的章節后，學生可以以3-5人為一組，之后教師把前幾屆學生的零件圖和裝配圖分給每個小組，小組成員找零件圖和裝配圖的錯誤，并寫出錯誤的原因和改正方法，這樣通過轉換角色，以學生為主體進行繪圖知識點的分析，可以提高學生對零件圖和裝配圖繪制要求的認識。

在學生進行機械測繪與計算機繪圖的環節時，教師可以推薦中國大學慕課等一些網絡資源，讓學生充分利用網絡資源的情況下深入的學習Auto-CAD軟件的操作，同時課下留相應的練習題來鞏固學生本次課所學的繪圖知識，最后可以在機房進行Auto-CAD繪圖考試來檢驗學生的學習效果。

3.2 增加校企合作的教學、科研環節

由于學生在大一期間還未接觸到機械零部件的實際加工及運行情況，在學習標準件、常用件和零件圖、裝配圖方面比較困難。學校可以組織學生去校實習工廠進行參觀，或者通過校企合作的形式建立實踐基地，讓學生去企業參觀學習，通過工廠專業師傅的介紹，讓學生了解機器的構造及組成，以及機器的運行原理、加工工藝，對齒輪、軸承等零部件有感觀的認識，這對學生后期繪制相關圖形提供了幫助。而且學校要鼓勵學校教師與企業建立機械相關的產學研合作項目，這樣教師通過完成企業的項目，也能提高自身機械相關的認知水平，有利于其教學效果的提升。同時教師選取本課程學習成績比較好的同學參與到產學研合作項目中，通過輔助教師完成本項目，有利于提高學生解決實際問題的能力。

3.3 增加競賽環節

本著“以賽促教，以賽促改，以賽促學”的原則，學院或者學校可以舉辦《機械制圖》的學科競賽或者讓學生參加機械相關的全國競賽（如：全國大學生機械創新設計大賽），通過比賽學生可以“查漏補缺”，不斷提高自身的制圖水平以及制圖的設計創作能力。

4? 結語

為了順應時代的發展和企業對高校畢業生的需求，高校要對機械制圖課程教學模式進行改革與創新。在機械制圖教學模式的改革上，采用三維軟件、視頻影像、實物模型展示以及師生互動的教學模式以及校企合作、學科競賽等方式有利于激發學生的學習熱情和創新能力，提高學生獨立思考解決問題的能力，提高學生的工程意識和能力，不斷培養出懂理論、實踐能力強的創新型人才。

參考文獻：

[1]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（03）：1-6.

[2]吳華.傳統教學模式與現代教學模式的比較[J].遼寧師范大學學報：社會科學版，1996（4）：30-31.

[3]李萍，李維軍，高興軍.基于“卓越計劃”的機械制圖課程教學改革初探[J].大學教育，2016（07）：147-148.

[4]楊薇，張京英，張輝，等.機械制圖三結合實踐教學模式的探索[J].圖學學報，2014，35（1）：127-130.