高職院校機械制圖課程教學改革實踐研究\t

摘 要 機械制圖是高職院校機械類專業學生的必修課，兼具理論性與實踐性，對培養學生二維、三維識圖與繪圖能力至關重要。傳統的教學方式存在諸多不足，如課程設置與實際崗位需求不匹配、學生主觀能動性差、理論與實踐相脫節、缺少思政元素融入等。針對上述問題，課題組總結多年教學經驗，基于OBE理念開展課程教學改革，通過引入三維數字化建模技術與手工實踐結合，有效提高學生的學習熱情與課堂參與度，學生的團隊協作意識、敬業精神、工匠意識等得到顯著提高，課程教學改革取得良好效果。

關鍵詞 機械制圖；課程改革；OBE理念；課程思政

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）16-0094-05

0 引言

隨著中國制造國家戰略的深入推進，企業對高校畢業生要求越來越高，一般要求高職院校畢業的學生具備較強的動手實踐能力。這就要求高職院校在深入了解企業崗位技能需求的基礎上，制定合理的人才培養方案，改進課程教學方法。機械制圖是高職機械類專業學生的必修課，兼具理論性與實踐性，要求學生通過學習基礎知識正確識讀與繪制機械零件圖和裝配圖。機械制圖教學中如何提高學生的理論知識、識圖與繪圖能力是本門課程重點要解決的問題，實施機械制圖課程改革對于提高課堂教學效果，達到技能型人才培養目標具有重要意義[1-2]。本文在總結高職院校機械制圖課程教學現存不足的基礎上，基于OBE理念，提出融入工匠精神等課程思政的教學改革方法，以期全面提高高職院校機械制圖課程教學效果。

1 高職院校機械制圖課程特點與教學重點

機械制圖課程是研究繪制工程圖樣、圖解空間幾何問題、計算機繪圖和貫徹國家有關標準為主要內容的課程，是大多數工科專業必不可少的一門技術基礎課。絕大多數高職院校工科類專業都開設了這門課程，旨在培養學生掌握基本的機械制圖技能和知識，為后續其他專業課的學習奠定基礎。這門課程具有以下特點。

1）形象性。機械制圖是以實物為原型，按照投影原理將其繪制成三視圖。所以認識實物原型的特點，建立實物形象是機械制圖課教學的起點，學生通過對實物的直觀觀察在大腦里形成物體的基本形象（表象），這是學生對物體的最初印象。

2）抽象性。課程主要是利用投影原理闡明物與圖之間的相互關系，最終目標是讓學生能把實物利用投影原理按一定規則制作成圖形。投影原理具有抽象性，制作圖形同樣具有抽象性，若沒有實物或立體圖的對照，就難以用語言表達清楚。

3）實踐性。教師在教學過程中應鼓勵學生多觀察、多想象、多分析和多動手，注意舉一反三，做到虛實相結合、空間與平面相結合、具體與抽象相結合、教師引路與學生自學相結合，邊講邊練，鼓勵學生動手實際繪圖。因此，要想學好機械制圖不僅需要理論知識，更需要通過大量的實踐操作提升制圖技巧和理解能力。

機械制圖課程的主要內容包括制圖基本知識和技能、投影理論及基本幾何元素投影、立體投影作圖、常用標準件與連接的表達方法、識讀與繪制零件圖和裝配圖等。其中制圖知識與基本技能章節應重點介紹機械制圖和技術制圖國家標準的有關規定，以及機械圖樣的表達和尺寸標注的基本方法等內容；投影理論及基本幾何元素投影章節應重點介紹點、線、面等元素投影作圖方法；立體投影作圖章節主要介紹基本立體的三視圖投影、截交線和相貫線的畫法等內容；常用標準件的表達方法章節重點介紹螺紋與螺紋緊固件、齒輪、鍵、銷、軸承、彈簧等零部件畫法；零件圖章節重點講授零件的視圖選擇、尺寸標注、讀零件圖、繪制零件圖等內容；裝配圖章節重點講授裝配圖的視圖表達方法、裝配圖的尺寸標注、由零件圖畫裝配圖、由裝配圖拆畫零件圖等內容。整個課程內容由淺入深、循序漸進，前面的內容為后面零件圖和裝配圖繪制打基礎。

2 機械制圖課程教學中存在的問題

2.1 課程設置與實際崗位需求不匹配

大多數高職院校機械類專業都是用同一本教材和同一個課程標準，教師授課時過分依賴教材，沒有將制圖知識與專業特色相結合，使得機械制圖課程僅講授課本上的例題畫法，學生缺乏興趣，覺得本門課與將來從事的專業相關性不強，從而不愿意深入學習本門課程。在課程培養目標設置上缺乏針對性，導致教學應用性不強，脫離企業具體崗位技能需求。

2.2 學生主觀能動性差

傳統的教學模式為教師主導，并未以學生需求為中心，課堂上大部分時間是教師講授知識點，引導學生學習。高職院校學生普遍基礎比較差，學習主動性不強、積極性不高，與教師互動較少，教學效果不理想。這導致學生缺乏自主探索與思考、獨立自主學習意識，教師講到哪就學到哪，被教師牽著走。同時，課外拓展比較有限，不利于培養學生的自主學習能力和創新能力。

2.3 理論講授與實踐脫節

機械制圖課程特點是知識點多且比較分散，傳統的教學方式下教師按照書本順序講授課程知識點，注重理論而缺乏設計實踐部分，過多的理論講授使課程變得枯燥。學生剛開始接觸這門課程時對立體空間投影原理不太理解，部分學生空間想象能力不足，導致他們產生厭學心理，進而影響整個課程的后續學習進度。同時，教師與學生互動較少，學生課堂參與度低，理論知識講授完并未設計合理的實踐環節，學生難以及時消化吸收課堂知識。

2.4 教學過程缺少思政元素融入

傳統的思想政治課一般由相關專業教師或輔導員講授，授課內容主要有思想政治、道德觀念、社會責任、法治理念等，講解過程較為枯燥，學生學習熱情不高，認為該類課程沒有用，同時專業課教師對課程思政理解不到位，課堂融入思政元素較少。機械制圖課程是高職院校機械類專業學生的必修課，擁有相對充裕的學時。在實踐教學中，該課程可以結合思政元素，嘗試將課程思政融入整個教學過程，使教學形式更加豐富，激發學生對機械制圖課程的學習熱情。

3 基于OBE理念的機械制圖課程教學改革方法

3.1 將課程思政自然地融入課程教學

機械制圖作為專業學生入門級基礎課程，其思政建設質量在專業課程育人中起著引領與導向作用。通過本課程的教學，不僅可以培養學生的識圖繪圖能力、空間想象思維能力，還可以培養學生嚴謹細致的工作作風、敬業奉獻的思想品格、善于思考的科學思維和精益求精的工匠素養[3-4]。為完成立德樹人根本任務，將課程思政融入教學的每個單元、每個任務，針對不同章節挖掘課程中可融入的思政元素，課程將道德修養、家國情懷、全球關切和文化素養四個維度擴充為政治認同、家國情懷、文化自信、科學精神、法治意識和職業素養等六個維度，凝練本課程每章的重要思政元素。明確思政維度歸屬，將專業知識點和課程思政點相結合，讓學生明白知識點背后的思政邏輯和價值判斷，將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體，如表1所示。

例如：在講授任務一“制圖基本知識與技能”時引入大國重器思政案例，通過介紹天宮一號、遼寧號等大國重器，提升學生民族自豪感和愛國情懷；講解任務二“點、線、面投影”時融入正確看待事物發展規律的處世哲學思政元素，讓學生認識到事物具有多面性，遇到挫折要勇于面對，培養認真的工作作風；任務三“組合體投影”中引入古詩《題西林壁》“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同”，從不同角度觀看描述廬山風景，會得到不同的答案，告訴學生有時答案不是唯一的，培養學生自主探索的科學精神；任務四“標準件與常用件繪制”中引入國產車品牌大幅提高零部件標準化，有效降低生產成本的案例，從產品質量與標準化角度培養學生的標準意識；任務五“零件圖繪制”中引入國有企業零件質量工程案例，培養學生的工匠精神；任務六“裝配圖繪制”中引入中美貿易戰，列舉美方對我國進行技術封鎖的案例，給學生講解我國成立芯片研究中心，組織上千家單位進行攻關，最終實現相關技術突破的事跡，培養學生的團隊合作意識，同時讓學生認識到自己肩負的使命與責任，敢于攀登技術高峰。

3.2 理論與實踐結合，發揮學生主觀能動性

傳統的教學過程中，教師通過PPT、板書等在黑板上講授，學生手工繪圖，這種模式對于簡單的平面圖形和部分立體圖形適用，但對于結構稍復雜的立體圖形，學生光靠想象無法了解其投影原理，且二維圖形表達比較抽象，這些都會制約學生對機械制圖相關知識的學習。為了激發學生的學習熱情，提高課程教學質量，教師可以引入大國重器部分內容，如我國探月工程、大型盾構機等，都是由一張張圖紙經過加工制造而來的，鼓勵學生學好機械制圖。然后，課堂教學中應用SolidWorks三維軟件實體建模，將立體模型直觀地展示給學生，在軟件中操作可分別得到模型的主視圖、俯視圖、左視圖等六個視圖投影，同時可以剖開模型，向學生展示剖面視圖。教師講解的同時，讓學生自己操作，激發學生的自主學習熱情，讓學生提前認識、熟悉三維建模軟件。建好的三維模型可以直接保存建庫，當教學目標與內容變化時，直接調出模型修改尺寸。將SolidWorks三維軟件應用到機械制圖教學課堂中，不僅使抽象的課程變得形象，提高學生學習的積極性和課堂教學質量，還可以提前向學生展示三維建模，為后續學習三維建模打下堅實基礎[5-6]。

3.3 引入OBE理念，提高學生學習積極性

傳統的機械制圖課堂教學中，教師大量講授制圖知識，讓學生跟著學，注重教授知識和技能，而忽略學生的學習成果。教師可以根據學生的學習目標和需求，設計相應的教學活動和評估方式，確保學生能夠達到預期的學習成果。OBE理念強調學生的個體差異和學習需求，鼓勵教師根據學生的不同特點和能力，提供個性化的學習支持和指導。在機械制圖課堂中，教師可以根據學生的學習風格和興趣設計不同的學習任務和項目，激發學生的學習動力和創造力。機械制圖是一門實踐性很強的課程，傳統的教學方法往往注重理論知識的傳授，卻忽視了學生的實踐能力培養[7-8]。引入OBE理念后，可以通過實踐項目、實驗和實習等方式，讓學生eb9ffb096d425cbe59d26a782d28799ed6ddf11f16a7ae28a651b96a45fddd74更多地參與實際的機械制圖工作，提高學生的實踐能力和解決問題的能力。例如：講解零件圖與裝配圖時，講授完理論知識，可以多拿一些零件圖實例讓學生抄畫，加深認識；讓學生動手拆裝減速器，更直觀地認識各零件間的裝配關系，在動手拆裝過程中培養工匠精神。在課堂中，可以組織學生進行小組項目或團隊作業，讓他們共同解決實際問題，培養團隊合作和溝通能力。例如，在繪制減速器裝配圖與零件圖任務中，以5～6人為一個共同學習小組，課前每個小組領取任務卡片，小組成員共同預習，帶著問題查閱資料、書籍，跟同專業學生探討。課中各小組自主學習探討如何繪制，同時派出代表到講臺上講授相關知識，教師只做輔助指導，增強學生的自主學習能力。學生不但要理解相關制圖知識，還要向教師備課看齊，將知識點講解透徹，幫助學生將相關知識點完全掌握，更加深入地學習和理解相關知識，提高學生的語言表達能力和邏輯思維能力。鼓勵學生在課堂上分享實踐學習內容，將所學知識傳授給其他學生，作為聽眾的教師與學生進行討論式學習，探討一些新穎和創新的知識。同時教師還可以解答學生遇到的問題，促進師生之間的互動，共同學習相關實踐課程的內容。每個小組共同完成一個作業，最終成績是小組共同奮斗的結果，培養學生的團隊協作能力。OBE理念強調對學生學習的持續評估和反饋。教師可以通過定期的測驗、作業和項目評估等方式，及時了解學生的學習進展和問題，給予及時的反饋和指導，幫助學生不斷提高學習成果和能力。例如：每個教學任務都安排測試或讓學生上交作業，及時掌握學生的學習情況，安排章節考核與期中考試，最終成績以平時作業、章節考核、期中考試、期末考試等各環節成績累加得出，這樣更有利于掌握學生的學習情況，及時作出教學方案的調整?；贠BE理念的課堂教學模式能夠增強學生自主學習、主動思考探索的能力，激發學生的學習興趣，有效提高課堂教學效果。

3.4 增加實踐部分，培養工匠精神

實踐教學對機械制圖課程教學至關重要，可以讓學生通過動手制作三維模型加深對三維構型及投影視圖的理解，如利用砂泥、積木等構建三維模型，有條件的可以進行3D打印。實際課堂教學中，在講完點、線、面投影后，安排幾次動手實踐課，學生以小組為單位制作實體模型，并嘗試繪制該模型的投影視圖。學生通過實際觀測模型修改二維圖紙上畫錯的部分，找到各投影線在模型上的位置關系，深入理解三維立體模型到二維圖紙轉化的關系，在動手實踐中進一步理解投影原理。在學習剖面視圖時，讓學生以小組為單位制作軟泥立體模型，用硬板或小刀切開，觀察剖開后的模型結構，然后繪制模型二維剖視圖，畫錯的部分由教師糾正，讓學生一邊動手實踐一邊探索，激發學生自主學習熱情，幫助學生加深對知識點的理解與認識，有效提高課堂教學效果。學生畫圖過程中，教師提醒學生要嚴格遵守機械制圖、技術制圖相關國家標準，遵守職業道德，圖紙上每一條線都代表實物的一個尺寸，繪圖過程中要一絲不茍、精益求精，培養學生的工匠精神。有條件的院校可以將實踐課搬到工程技術實踐中心，讓學生參觀圖形繪制。例如：農業類高職院校可以帶領學生參觀學校相關農業機械展示平臺，認識相關農業作業機具，介紹播種機、插秧機、中耕施肥機、收獲機等機具的組成結構與工作原理，同時講解學校主要科研團隊最新的研究成果，培養學生的科技探索興趣，提升學生技能興農的家國情懷。讓學生以小組為單位拆裝部分零件，如小型農用拖拉機減速器機構，拆卸過程中給每個零件貼上標簽，通過小組討論了解每個零件的材質、加工方式及在整個裝置中的作用，然后指定兩個零件，如齒輪、軸，讓學生拿相關量具進行尺寸測量，現場繪制二維零件圖，教師在旁指導。這種參觀+實際操作模式可以大大提高學生的課堂參與度，明顯優于傳統課堂的教學效果，學生在探索實踐中自主學習相關制圖知識，提高空間想象能力。同時，減速器的拆裝過程能很好地鍛煉學生的實際動手操作能力，有效提高學生的榮譽感與自豪感，進一步激發學生對本門課的學習熱情。

4 機械制圖課程教學改革效果

以臺州科技職業學院機電與模具工程學院機械2023級新生兩個班級為課程改革試驗對象，分別為機械23-1班（高考班級，42人）和機械23-2班（職高單考單招，46人），在工匠精神等思政元素融入的背景下，將三維數字化技術、動手實踐、翻轉課堂相結合，不斷激發學生的學習熱情，提高學生的課堂參與度，引導學生懷著實現制造強國遠大理想學習機械制圖課程，通過實踐環節培養學生的團隊協作、創新意識等。兩個班級課堂反饋效果良好，如表2所示，課堂參與度和總成績及格率均明顯提高，整體達到預期課改效果。

在講解剖視圖時，可以用SolidWorks軟件建立三維模型（圖1），向學生展示。正常投影繪制主視圖會有很多虛線，即看不到的部分（現場演示），然后應用軟件功能自動生成剖視圖（圖2），再讓學生觀察，加深理解為什么要繪制剖視圖、什么情況下繪制剖視圖、剖視圖是如何形成的，讓學生帶著問題進行小組討論、自主學習，然后教師自然引入剖視圖的表達方法及表達主要點，最后讓學生繪制抄畫剖視圖。

5 結束語

針對傳統教學存在的課程設置與實際崗位需求不匹配、學生主觀能動性差、理論與實踐相脫節、缺少思政元素融入等突出問題，教研課題組總結多年教學經驗，基于OBE理念，同時引入工匠精神等思政元素，以學生學習成果為導向，大膽開展課程教學改革工作。通過設置實踐環節，將三維軟件與手工實踐相結合，使課程更直觀、不枯燥，有效提高學生機械制圖學習的積極性與課堂參與度，讓學生在大國工程等思政案例的引領下認識到學好機械制圖的重要性，提升學生的民族自豪感和文化自信，弘揚工匠精神，整體課程改革效果明顯。

6 參考文獻

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*項目來源：農業農村部重點實驗室開放項目“基于蟋蟀切齒葉特征的葡萄園割草機仿生割刀設計研究”（編號：NYZS202306）；臺州市科技計劃項目“有機蔬菜大棚智能除草機器人關鍵技術研究”（編號：23nya20）；臺州科技職業學院2023年教改項目“機械設計基礎活頁式教材開發”（編號：Xbjc202316）。

作者簡介：王文明，博士，講師。