機械制圖實踐環節教改探索

蔣 薇，門朝威

(長江大學 機械工程學院，湖北 荊州 434023)

0 引言

課程是人才培養模式的核心要素，課程來自于學科，學科通過課程影響專業，只有高質量的課程支撐，才能構建一流的學科。機械制圖是培養工科學生機械繪圖、讀圖能力的一門專業基礎課，是學習相關機械課程和從事機械產品設計的必備基礎。新時代對人才培養提出了新的要求，傳統教學方法暴露出諸多弊端，制圖課程的教學改革勢在必行。

國內各高校在教學方法、教學手段，以及實踐環節等方面都進行了大膽嘗試。如北京師范大學鄭東海博士、貴州理工學院曾萍教授、深圳大學曹媛媛博士等，湖北省內如武漢科技大學謝元敏老師、湖北大學熊娟老師等，均通過各類教研項目，全方位、多角度的進行了改革與實踐，從結果看，都取得了非常好的效果，對提高人才培養質量起到了助推的作用。

機械制圖是一門具有極強綜合性、創新性、實踐性和社會性的專業基礎課，教學內容安排是否合理是影響人才培養質量的關鍵，而能否達到應用型人才的培養目標，實踐環節是重中之重。

作為重要的教學訓練，實踐環節是制圖基本理論知識向繪圖、讀圖等實踐應用能力過渡的極其重要的節點[1]。實踐環節的設置及執行對后續專業課程的學習甚至畢業后的實際工作，都有著直接或間接的影響，如何打破傳統、固有的實踐模式，設計合理、有效的教學內容，并貫徹多樣高效的教學方法，是機械制圖實踐環節教改探索的核心內容。

1 機械制圖實踐教學中存在的主要問題

目前，國內高校機械制圖課程的實踐環節，普遍存在內容設置不充分、教學方法落后、缺乏擴展性，以及沒有合理的考核機制等問題。這些現象明顯與“雙一流”背景下的工程教育發展戰略不匹配，無法滿足社會對綜合性人才的需求。

1.1 實踐環節內容設置不夠充分

機械制圖課程自誕生之初，遵循的就是“教師講、學生聽”為主的傳統模式，至今已有200多年。目前教學過程中實踐環節主要是尺規繪圖、計算機繪圖及零部件測繪、金工實習等，實踐教學內容零散、隨意，且系統性、操作性不強[2]。雖然隨著時間推移，已逐步增加了課外科技活動、學科競賽等相關內容，但仍表現出內容薄弱、形式單一，甚至與實際脫節或者滯后等問題。

1.2 實踐環節教學方法落后

實踐環節的教學方法、手段對課程的教學質量和最終效果，有著至關重要的作用。盡管為提高教學效果，許多高校已打破傳統、不斷改進創新教學方式，如從基本的多媒體課件擴充到微課、金課或慕課、雨課堂等，引入了很多新的教學元素與教學手段，但仍存在諸多問題。

從長江大學近五年教學效果及學生回訪情況來看，部分教師教學方法過于簡單落后，且內容未能與時俱進緊密結合工程實際。測繪實踐就是教師集中示范，學生依葫蘆畫瓢，導致工程圖樣表達不合理、錯誤多、雷同多，違背了國家標準的相關要求。金工實習也是千篇一律，車、銑、刨、磨、鉆、焊接各工種實習內容對學生而言沒有差異性，操作過程就是簡單機械的模仿與重復，缺乏創新性。因此，實踐環節沒有體現其教學優勢，并一定程度上扼殺了不同層次、不同類別學生的學習熱情[3]，導致教學效果與預期相差甚遠。另外，由于時間和安全等諸多因素限制，部分觀摩性或示范性環節浮于表面，只能看一看、聽一聽，不能深入了解落實，也沒有機會讓學生鍛煉實際技能，教學效果大打折扣。

1.3 實踐環節的設置缺乏擴展性

目前，制圖課程普遍存在理論教學內容系統完整，但實踐環節的延展性和應用性體現不明顯等問題。教師只注重知識的理論性和系統性，忽略了其實踐性和擴展性，也沒有考慮到培養過程的層次與遞進，實踐環節的內容與后續相關課程、畢業設計，甚至與生產實際聯系不夠緊密。

例如，在學生的畢業設計中，經常出現表達不合理、標準件常用件畫法錯誤或使用已淘汰的制圖標準等問題。或者在學生進入工作崗位之后，由于實踐應用知識的缺乏，難以將課程中學習的應用環節和產品設計開發有機整合，繪圖、識圖和表達能力薄弱，出圖質量差或技術要求不符合國家標準，再加上經驗不足，極可能對工作信心造成沖擊，甚至影響個人的后續發展[4]。

四次調查鑒定出浮游動物共28種，種類組成如表1所示，其中原生動物最多，輪蟲次之，原生動物16種，占浮游動物總物種數的57.1%；輪蟲9種，占32.2%；枝角類1種，占3.6%；橈足類2種，占7.1%。總體說，汾河二庫浮游動物主要組成部分是原生動物和輪蟲，橈足類和枝角類較少。對每個季節來說，浮游動物物種數在2017年春，夏季相對比2016年較多，分別為16種和14種，2016分別為12種和10種。見表2，浮游動物優勢種分別為旋回俠盜蟲，鼻枳毛蟲，急游蟲，雙環枳毛蟲，多肢輪蟲，螺形龜甲輪蟲和緣板龜甲輪蟲，這些優勢種大多為中營養化水體的指示種類。

1.4 實踐環節缺乏合理的考核機制

缺乏相應的考查機制來約束限制學生，也是目前實踐環節不受重視、教學效果不佳的一個主要原因。教學階段學時少、內容多，學生只注重畫圖、做題、應付筆試，忽略了對動手能力和創新實踐能力的鍛煉。大部分高校制圖課程對實踐環節的考核，主要是計算機繪圖測試、手工測繪及精工實習等，機械制圖課程仍打破不了傳統應試教學的條條框框，學為考、考即忘，淪為一門應試課程，在很大程度上背離了課程的培養目標。

2 機械制圖實踐教學改革的實施對策

針對上述問題，在經過詳細的調研和近兩年的教學實踐后，總結了以下幾點解決辦法。

2.1 修訂大綱，增加實踐環節

機械制圖實踐環節教改的第一步應該是了解“雙一流”背景下工程教育發展的真正內核和指導方針，認清實踐環節在教學過程及學生就業后的重要作用，明確課程培養目標和培養方案，合理分配理論學時和實踐環節的權重，減少理論學時，增加實踐環節。可通過調研、訪談等方式了解學生在實踐過程中的具體問題或者興趣所向，也可通過與企業溝通了解具體需求，從而修訂教學大綱，設計恰當具體的實踐內容。

2.2 采用多元化實踐教學模式

為提升實踐環節的教學效果，必須徹底打破以教師為主體的“教師操作+學生模仿”傳統教學模式，從學生角度出發，針對教學大綱中確定的具體實踐內容，選用恰當的教學方式。在以“學生為主體”的前提下，大幅加強實踐教學力度，通過引導、啟發式教學，激發學生學習興趣。教師需不斷專研，挖掘先進可行的教學模式，探索如何推廣除傳統手工繪圖、板書演示之外的新方法、新技術，充分運用多媒體等手段，綜合慕課、微課、翻轉課堂、網絡教學等多元化的教學手段，讓課堂信息更豐富、教學更生動，實現教學效果的最優化[5]。

2.3 建立多元化、過程化的考核方式

目前，制圖課程的評價考核方式以考試為主，雖然平時成績占一定比例(30%)，但由于考試時間有限及課程本身的特殊性，仍無法全面考查學生的真實水平。如課程需重點掌握的繪制零件圖和裝配圖等知識點，很難在普通考試中完整考查。通過改革考核方式，增加平時成績、實訓成績、期中成績、上機成績等多方面內容，以及分段式、多角度的考查，可綜合考查學生的課堂表現、實踐能力、專業素養及團隊協作意識，實現考核方式的多樣化，全面考核學生的綜合素質。

廢除單一考核模式，構建更公平、公正的成績評價體系，可讓學生從被動接受轉向主動探索，從模仿走向創造，有利于教師從注重知識傳授向重視學生能力培養和素質培養轉變。

2.4 引入學科競賽，構建實踐平臺

在保證理論學習、操作實踐的基礎上，鼓勵并指導學生積極參加各類競賽，鍛煉培養學生的綜合能力與團隊合作精神。推廣制圖創新教育，通過各類大賽，如“大學生先進成圖大賽”“互聯網+”“機械創新設計大賽”等，理論與實際緊密結合，提高學生的綜合素質和創新能力。

3 機械制圖實踐教學體系劃分

根據《長江大學國內一流大學建設方案》中對各專業及課程的統籌安排，本著培養應用型高級專業人才的目標定位，實踐教學體系可由四個部分組成。分別為技能實訓模塊、部件測繪模塊、綜合實訓模塊及創新設計模塊，四個模塊既相互獨立，又有緊密的內在聯系。學生通過親身參與各實踐環節，可以培養使用繪圖軟件的能力、理論和實踐相結合的能力、綜合運用知識的能力，以及團隊合作精神等，為以后的實際工作奠定堅實的基礎。

圖1 實踐教學體系框圖

3.1 技能實訓模塊

是實踐教學體系中最基礎的部分，整體可分為兩類。產品認知、線型練習、平面圖形及機件表達等內容屬于傳統實踐，能實現學生從高中幾何到畫法幾何的過渡，并訓練學生掌握扎實的繪圖技能；在螺紋連接、齒輪嚙合、繪制裝配圖及拆畫零件圖階段就開始與生產實際銜接，通過與理論教學的相互穿插，讓學生接觸工程圖樣，實現了理論到實踐的平穩過渡。

3.2 部件測繪模塊

由技能實訓模塊衍生出來，是專門針對零部件測繪的一項系統訓練。首先通過組合體測繪，讓學生掌握測繪的基本方法與步驟，并通過軸套、盤蓋及箱體類零件的測繪，讓學生深入認識零件圖繪制的相關要領，熟練掌握技術要求及國家標準，并保證工程圖樣的完整性。這部分內容可以小組協同的方式進行，按照“分組測繪——集中討論——方案比較——方案優化”的順序進行，既保證了作業完成的質量，又鍛煉了學生協同合作的能力，便于取長補短、效益最優化。

3.3 綜合實訓模塊

與前兩類模塊不同，該實踐過程會有若干針對性較強的命題，如手壓閥測繪、齒輪油泵測繪或減速器測繪等，在制定教學大綱時就已擬定。該模塊一般采取集中實踐的操作模式，實踐周期較長，內容包含從測繪到出圖的全過程，且對零件圖、裝配圖的測繪均有詳細要求。除手工繪圖外，還要求學生熟練掌握計算機繪圖(平面及三維)方法，并通過集中測試的方式考核掌握程度。通過綜合實訓，學生可將理論運用于實踐，更好地理解課程內核。

3.4 創新設計模塊

該模塊是對上述幾項訓練的拔高與提升。在前期實踐環節中選拔出來的優秀學生，通過集訓可參加“全國高教杯制圖大賽”“全國機械創新大賽”“全國大學生挑戰杯”等比賽。通過大賽，學生的綜合素質和創新實踐能力進一步提高。此外，鼓勵學生積極參加教師的科教研項目，在研究中運用相關知識解決問題并積累經驗，為今后的實際工作打下堅實的基礎。

4 機械制圖實踐教學改革的執行效果

采取以“學生為主體”“今天我是小教師”等多元化教學模式，通過引導、啟發式教學，激發學生學習興趣，可大幅提升實踐教學效果。同時建立多元化、過程化的考核方式，鼓勵指導學生積極參加各類競賽，讓學生在實踐中鍛煉培養綜合能力與團隊合作精神。

同時，在長江大學“雙一流”建設背景下，機械制圖課程的實踐部分經過一系列教學改革，其課程的科學性、先進性將體現的更具體，并能對其他課程和專業產生示范和輻射作用。輻射面包括機械工程學院、化學與環境工程學院、城市建設學院、石油工程學院、電子信息學院等工科院系，并涵蓋二級學院的所有學生，形成的教學模式也可被相關兄弟院校所借鑒。

5 結論

機械制圖實踐教學中的主要問題體現在：實踐環節內容設置不夠充分、實踐環節教學方法落后、實踐環節內容設置缺乏擴展性，以及實踐環節缺乏合理的考核機制等四個方面。通過深入的教改研究，并經歷約兩年的教學實踐，本文提出了相應的解決辦法，即修訂大綱，增加實踐環節、采用多元化實踐教學模式、建立多元化、過程化的考核方式，以及引入學科競賽，構建實踐平臺等。從教改結果來看，解決了實踐環節中的若干問題，教學效果顯著提高，大大提升了學生的綜合素質和就業競爭力。