從傳統到數字化：機械制圖教學模式的轉型與優化

摘要：在傳統的機械制圖教學中，教師通常依賴圖紙、模型和實物進行教學。然而，隨著科技的進步，數字化技術的應用為教學模式帶來了新的可能，它不僅可以提高教學質量，降低教學成本，還能培養學生的創新能力和實踐能力。基于此，探討從傳統到數字化轉型過程中機械制圖教學模式的轉變和優化，研究結果可供教育工作者參考。

關鍵詞：機械制圖；數字化技術；教學模式

中圖分類號：G712 收稿日期：2024-02-27

DOI：1019999/jcnki1004-0226202408035

1 機械制圖教學的傳統模式

1.1 傳統機械制圖教學的特點和問題

在傳統的機械制圖教學中，教師通常依賴圖紙和模型進行教學。然而，這些工具往往只能提供二維或三維的靜態圖像，難以生動地展示機械結構的動態變化和復雜關系，不利于學生的直觀理解和掌握［1］。傳統的實物模型需要大量的實物材料和制作成本，而且在使用過程中容易損耗，需要不斷更新和維護。這不僅增加了教學成本，還可能影響教學的連續性和穩定性。傳統的機械制圖教學方式在表達復雜的機械結構時存在一定的局限性，由于圖片和模型的限制，學生難以全面、深入的理解和掌握復雜的機械結構，影響學生的學習效果和創新能力。

1.2 機械制圖教學的挑戰和需求

機械制圖教學面臨著適應現代工業發展、降低教學成本、提高教學效率以及培養學生的創新能力和實踐能力的挑戰和需求。數字化技術的應用可以為機械制圖教學提供新的解決方案，創新教學方式，提高教學質量和效率，培養出具備現代工業所需技能的人才［2］。具體而言，機械制圖教學的挑戰和需求如下：

a.現代工業正在向數字化、智能化方向快速發展，對機械制圖教學提出了更高的要求。傳統的教學方式已經無法滿足現代工業的需求，需要引入數字化技術，創新教學方式，提高教學質量，培養出具備現代工業所需技能的人才。

b.傳統機械制圖教學需要大量的實物模型和圖紙，制作成本高，且更新和維護都需要耗費大量的人力和物力。數字化技術的應用可以降低教學成本，提高教學效率，同時還可以提高教學的靈活性和可持續性。

c.機械制圖是一門實踐性很強的課程，需要學生具備一定的實踐能力和創新能力。數字化技術的應用可以為學生提供更多的實踐機會和實踐環境，同時還可以引導學生進行創新思考和實踐探索，培養他們的創新能力和實踐能力［2］。

2 數字化技術在機械制圖教學中的應用

2.1 數字化技術應用于機械制圖教學中的內容

數字化技術包括計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、3D打印等技術，它們為機械制圖教學提供了新的手段和方法。具體而言，數字化技術在機械制圖教學中的應用，可以概括為以下幾個方面：

a.利用數字化技術，可以將傳統的紙質圖紙轉化為數字格式，方便存儲、編輯、傳輸和展示。同時，通過三維建模軟件，可以將現實中的物體轉化為數字化模型，方便學生進行觀察、分析、測量和操作。b.數字化技術可以將傳統的課堂教學與互聯網教學相結合，提供豐富的教學資源和學習素材，包括視頻、圖片、聲音、文字等。學生可以在線學習、在線討論、在線測試等，提高教學效率和學生的學習體驗。c.數字化技術可以提供交互性和虛擬現實技術，使學生可以在虛擬環境中進行操作和體驗，提高學生的學習積極性和參與度。

2.2 數字化技術在機械制圖教學中的優勢和效果評估

數字化技術在機械制圖課程教學中的應用優勢明顯，能夠提高教學質量和效率，增強教學效果和學生的參與度。具體如下：

a.數字化技術可以快速地生成和修改圖紙，節省了教師和學生的時間。同時，數字化技術還可以實現教學資源的共享和交流，提高了教學效率。

b.數字化技術可以提供更加生動、直觀的教學方式，幫助學生更好地理解和掌握機械制圖的知識和技能。通過三維建模軟件，可以創建出更加逼真的模型和場景，讓學生更好地理解機械零件的結構和工作原理。

c.數字化技術可以提供更加互動和有趣的教學方式，吸引學生的注意力，提高他們的學習積極性和參與度。例如，通過虛擬現實技術，學生可以在虛擬環境中進行操作和體驗，加深對機械制圖的深入理解。

d.數字化技術可以提供創新設計和優化的工具和方法，讓學生可以在設計過程中進行創新思考和實踐探索，提高設計的質量和效率。通過數字化技術，學生可以在虛擬環境中進行產品的模擬仿真和優化設計，從而更好地掌握機械制圖的相關技能［3］。

3 機械制圖教學模式的轉型

3.1 傳統模式和數字化模式的差異、優勢分析

傳統的教學模式主要依賴手工繪圖，教師通過黑板、紙張等工具進行授課。這種模式有其優點，如直觀性強，學生可以通過手工繪圖加深對圖形的理解。同時，教師可以通過板書示范，幫助學生掌握繪圖技巧。然而，這種模式也有其局限性，如繪圖效率低，需要大量的紙張和時間，對于大規模的教學來說，成本較高。

數字化模式則主要依賴計算機軟件進行繪圖和教學。這種模式具有如下優點：a.繪圖效率高，可以快速地完成大量的繪圖任務。b.數字化模式可以方便地存儲和分享圖形，方便學生隨時復習和參考。c.機械制圖傳統教學模式和數字化教學模式之間還有著一定的差異，能夠顯現出數字化教學模式的優勢，如表1所示。

3.2 機械制圖教學模式的數字化轉型路徑和策略

為了實現機械制圖教學模式的數字化轉型，應完善相關的教學策略和模式，確保教學工作的效果，如表2所示。

3.3 機械制圖教學模式數字化轉型的挑戰和應對措施

機械制圖教學模式數字化轉型面臨一些挑戰，如技術門檻高、學習成本大、師生適應程度不一等。為了應對這些挑戰，可以采取以下措施：a.可提供技術支持服務，幫助師生解決數字化教學中遇到的技術問題。b.通過集中采購等方式降低數字化教學工具的成本，減輕師生的經濟負擔。c.利用培訓和宣傳，幫助師生了解數字化教學模式的優勢和特點，提高他們的適應能力。

4 機械制圖教學模式的優化

4.1 機械制圖教學模式的優化需求和目標

機械制圖是機械工程專業的一門核心課程，其教學目標是培養學生具備基本的機械繪圖和讀圖能力。隨著科技的發展，傳統的教學模式已經無法滿足現代機械工程教育的需求。因此，優化機械制圖教學模式的需求日益凸顯。

具體目標如下：a.通過數字化工具和資源的應用，提高教學的直觀性和有效性，使學生能夠更好地理解和掌握機械制圖的知識和技能。b.通過數字化教學模式，為學生提供更加靈活、個性化的學習方式，增強學生的學習積極性和主動性。c.通過數字化教學，鼓勵學生進行創新性思考和實踐，培養其創新意識和能力。d.根據行業發展的需求，及時更新教學內容和方法，培養出符合行業需求的機械制圖人才。

4.2 優化機械制圖數字化教學課程設計

優化機械制圖數字化教學課程設計是實現教學模式轉型的重要保障，需要完善相關的課程內容，如表3所示。

4.3 機械制圖教學數字化模式

在推進機械制圖教學數字化模式轉型的過程中，需要注意以下幾點：a.在數字化教學模式下，教師的角色需要從傳統的知識傳授者轉變為學生的指導者和伙伴。教師需要掌握數字化工具和資源的應用方法，能夠有效的組織和管理數字化教學活動。b.在數字化教學模式下，學生需要一定的適應期。教師需要關注學生的適應情況，及時調整教學策略和方法，幫助學生更好地適應數字化教學模式。c.數字化教學模式雖然具有很多優點，但并不能完全替代傳統的教學模式。因此，在推進數字化轉型的過程中，需要注重教學質量和效果，確保學生能夠真正掌握機械制圖的技能和知識。d.通過與企業合作，可以更好地了解行業的需求和發展趨勢，及時更新教學內容和方法，培養出符合行業需求的機械制圖人才［4］。

4.4 優化機械制圖教學評估和反饋機制

優化機械制圖教學評估和反饋機制是推進教學模式轉型的重要環節。具體優化措施如下：a.采用多元化的評估方式，包括考試、作業、實踐操作、小組討論等，全面了解學生的學習情況和能力。b.教師需要及時對學生的作業和實踐操作進行批改和反饋，幫助學生發現自己的不足之處并加以改進。同時，也需要及時將評估結果反饋給學生，讓學生了解自己的學習情況和進度。c.建立學習支持系統，為學生提供學習輔導、答疑等服務，幫助學生解決學習中遇到的問題和困難。同時，也可以通過系統收集學生的學習數據和反饋意見，為改進教學模式提供參考。

5 結語

數字化技術在機械制圖課程教學中的應用優勢明顯，能夠提高教學質量和效率，增強教學效果和學生創新能力。傳統機械制圖教學存在一些問題和挑戰，如教學成本高、教學效果不佳等。而數字化技術的應用可以為教學模式帶來新的可能性，解決這些問題和挑戰，提高教學質量和學生的實踐創新能力。

參考文獻：

[1]郝芳中職機電一體化專業課程數字化教學資源應用研究——以機械制圖課程為例[J]現代職業教育，2021（12）：136-137

[2]林奔豪，趙遠航中職機械專業課程數字化教學資源應用研究——以《機械制圖》課程為例[J]電腦知識與技術，2020，16（24）：127-128+148

[3]趙英，李源，孫美英數字化、信息化教學在技工院校機械制圖課程中的應用[J]職業，2020（16）：80-81

[4]蒙建國，任學平，解文霞，等以"三創"型培養目標的機械制圖數字化改革與實踐[J]山東化工，2019，48（22）：184-187

作者簡介：

王衛芳，女，1981年生，講師，研究方向為機械工程及自動化。

基金項目：2022年江蘇高校“青藍工程”項目資助（202219QL001）；2022年度蘇州工業職業技術學院院級自科與社科培育項目“林木生物質與廢輪胎共熱解協同作用及產物特性調控研究”（2022kypy02）；2023年度江蘇省高校哲學社會科學研究一般項目“產教融合背景下機械類專業校企深度合作對策研究”（2023SJYB1591）