基于學生創新思維培養的機械制圖課程教學改革

中圖分類號：G424

文獻標識碼：A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2025.17.016

Teaching Reform of Mechanical Drawing Course Based on Cultivating Students' Innovative Thinking

LIU Xinwei

(Beijing University of Chemical Technology， Beijing )

AbstractMechanicaldrawing is an important foundationalcourse in mechanicalengineering，which playsa crucial role intalentcultivation.The article analyzes theconnotationofinnovative thinking and its importance inmechanicaldrawing learning，points out the problems existing inthecurrent curriculumin terms of teaching content，methods，andevaluation system，and proposes targetedreform measures and specificimplementationsteps，including innovative teachingcontent， changing teaching methods，optimizing teaching evaluation，etc.Research has shown that the reform of mechanical drawing course teaching based oninnovative thinking can effectively stimulate students'innovative potential，enhance their problem-solvingability，meet thedemand ofenterprises for mechanical drawing talents，and provide strong support for improving the quality of mechanical professional teaching and cultivating innovative talents.

eywordsmechanical drawing; teaching reform;innovativethinking; teaching methods;teaching evaluation

在科學技術飛速發展的今天，機械行業迫切需要具有創新思維的人才。機械制圖作為機械專業的基礎課程，不僅能培養學生機械設計與制造等必備技能，更是培養其創新思維的重要載體。但是，傳統的機械制圖教學模式在一定程度上限制了學生創新思維的發展。突破傳統教學的束縛，通過教學改革培養學生的創新思維，成為機械制圖教學面臨的重要課題。本文旨在探討以創新思維培養為導向的機械制圖教學改革，為提升機械制圖教學質量、培養適應時代發展需求的創新型機械人才提供有益參考。

1創新思維培養的理論基礎

1.1創新思維的內涵

創新思維并非憑空產生，而是融合了發散思維、聚合思維和逆向思維等思維活動的高級過程。發散思維讓思維如同散射的光線，從一點出發，往各個方面去尋找可能，例如，在機械制圖中，教師給出一個機械部件的功能要求，學生借助發散思維，能構思出多種不同的設計方案。而聚合思維則是將眾多信息匯聚，經過分析、篩選，得出最佳的解決方案，如在多個制圖方案里，依據材料特性、加工工藝等因素，篩選出最契合實際生產的方案[。逆向思維突破了傳統的思維定式，從問題的反方向思考，比如在制圖時不按照傳統的從全局到局部進行繪制，而是從局部關鍵性結構進行反向推理，可能產生意想不到的創新效果。

1.2創新思維對機械制圖學習的重要性

傳統機械制圖教學偏重規范化和標準化，容易形成固定思維。通過引入三維建模軟件(如CAD)和項目驅動學習，學生能結合理論與實踐，在設計中加入創意，提升圖紙的實用性和創新性。具備創新思維的學生繪制的圖紙不

|科教導刊

再局限于常規樣式，其能在滿足基本制圖規范的基礎上，融入自己的創意，讓設計更具創新性。傳統設計可能因缺乏創新性而反復修改，而創新思維加持下的制圖設計，能一次性命中關鍵，極大提高了設計效率，為企業節省時間和成本，幫助我國機械工業進入一個創新驅動發展的新階段。

2機械制圖課程教學現狀

2.1教學內容分析

當前機械制圖的教學內容在一定程度上難以完全滿足培養學生創新思維的需求。從基礎知識板塊來看，大量時間被花在投影原理、視圖表達等常規內容上，這些內容固然是機械制圖的根基，可占比過重，導致新的設計理念、前沿的機械制圖軟件應用拓展不足，使得部分學生雖然掌握了基本繪圖技能，但在面對實際復雜設計任務時，因缺乏對新工具、新理念的了解，創新設計的施展空間受限[2]。而且教學內容多聚焦于成熟、經典的機械結構制圖，對新興的、跨學科的機械產品，如仿生機械、智能可穿戴機械裝備等相關制圖內容涉及甚少，無法讓學生接觸多元制圖場景，不利于開拓他們的創新視野。

2.2教學方法問題

在教學方法上，傳統灌輸式教學依舊占據主導地位。課堂上，教師多以講解制圖規范、演示繪圖步驟為主，學生被動接受，缺乏主動思考與探索。以某職業院校的機械制圖課堂為例，超過 70% 的課程時間是教師在黑板或通過多媒體展示繪圖流程，學生依葫蘆畫瓢進行模仿練習。這種模式下，學生機械地記住了操作流程，卻未深入理解制圖背后的邏輯與設計思維。小組合作、項目式學習等能促進學生交流、碰撞出創新火花的教學方法應用較少。即便有小組作業，也常因任務分配不合理、缺乏有效引導，變成少數學生主導，多數學生參與度低，無法真正實現通過團隊協作激發創新思維的目的。教學與實際生產場景脫節嚴重，學生在課堂繪制的圖紙與企業實際生產所需的圖紙存在較大差異，導致學生難以將所學知識遷移到實際工作中，創新更是無從談起。

2.3教學評價體系存在缺陷

現有的機械制圖教學評價體系過度側重學生對知識與技能的掌握，忽略了對創新思維等綜合素養的考核。成績評定多以期末考試成績為主，占總成績的 60%-70% ，考試內容又大多圍繞教材中的知識點和繪圖規范，學生只要死記硬背、規范繪圖就能拿到不錯的分數。平時作業也主要關注繪圖的準確性，對學生是否有創新性思路、獨特的設計想法缺乏考量。例如，在作業評分標準里，繪圖準確性占比達 80% ，而創意性僅占 10% 。這種評價導向下，學生為了取得好成績，更傾向于按部就班完成任務，不愿花費時間嘗試創新。而且評價主體單一，基本由教師主導，缺少學生自評與互評環節。學生無法從同伴處獲取不同視角的反饋，難以發現自身思維的局限，不利于創新思維的培養與持續提升。

3以創新思維為導向，創新教學改革

3.1創新教學內容

為契合創新思維培養需求，機械制圖教學內容亟待革新。在保留投影原理等基礎核心知識的同時，應大幅增加前沿知識占比。例如，將3D打印、虛擬現實（VR)輔助制圖等新興技術引入課堂，這些技術能讓學生直觀感受設計從虛擬到現實的轉變，激發創新靈感。據調查，接觸過此類新興技術教學的學生，在后續設計作業中，創新性方案的數量比未接觸者高出約 35% 。拓展跨學科知識融合，如機械與生物、電子等領域結合的制圖案例。以仿生機械制圖為例，通過分析生物結構，學生可將生物獨特的形態運用到機械設計中，拓寬設計思路。在教學內容的編排上，減少傳統單一、固化的機械零件案例，增加開放式、可拓展的設計任務，如給定一個模糊功能需求，讓學生自主構思機械結構并制圖，促使學生突破常規思維。

3.2創新教學方法

傳統的灌輸式教學方法難以激發學生的創新思維，因此需要推行多樣化的創新教學方法。項目式學習是一種行之有效的教學方法，教師可以將課程內容分解為多個實際項目，如設計一條小型自動化生產線的機械制圖。讓學生分組協作，共同完成項目的調研、方案設計、圖紙繪制等環節。在這個過程中，學生不僅能夠提高團隊協作能力，還能在交流討論中碰撞出創新的火花。實踐表明，參與項目式學習的學生，其解決復雜問題的能力提升了約 35% 創新思維活躍度也明顯提高。

啟發式教學同樣重要。教師在課堂上可通過提出開放性問題，引導學生思考和討論。例如，“如何改進傳統的齒輪傳動結構，使其在減小噪音的同時提高傳動效率？”這類問題能夠激發學生主動探索制圖新思路。虛擬仿真軟件的運用也為教學帶來了新的活力，學生可以在虛擬環境中模擬機械的運行狀態，隨時調整設計并觀察效果，設計迭代速度比傳統方式提升約 50% ，大大提高了學生創新設計的效率。

3.3創新教學評價

構建全面且多元的教學評價體系是培養學生創新思維的重要保障。在評價指標方面，應減少知識記憶和繪圖規范的權重，加大對創新思維和問題解決能力的考核力度。

評價方式也應多元化，除了教師評價，還要增加學生自評和互評環節。學生在自評過程中，能夠反思自己的設計思路和創新點，發現自身的不足之處；在互評環節中，學生可以從同伴那里獲取不同的視角和建議，從而擴展自己的思路。據統計，引入自評互評后，學生對自身創新能力的認知清晰度提升了約 60% 。評價應貫穿教學的全過程，包括日常作業、課堂表現、項目階段性成果都應納入評價范圍，教師還應及時反饋學生創新思維的發展情況，并給予學生有針對性的指導和鼓勵，全面提高學生的創新能力。

4教學改革的實施步驟與建議

4.1教學改革實施步驟

機械制圖課程教學改革的推進需分階段有序進行。第一階段為準備階段，學校與教師團隊要全面梳理現有教學體系，精準找出與創新思維培養相悖的環節。學校要通過調研企業對機械制圖人才的實際需求，結合前沿行業動態，明確改革的方向。經調研發現，超 80% 的企業期望制圖人才具備創新設計能力，據此確定創新思維培養的具體目標與重點內容。第二階段是實施階段，按照既定改革策略，逐步落實教學內容、方法與評價體系的創新。先在部分班級進行試點，如選取1一2個班級率先開展項目式學習，運用新的教學評價標準。在實施過程中，密切關注學生的學習反饋，定期收集數據，統計學生在創新設計作業中的得分情況、參與課堂討論的積極性等。第三階段為總結推廣階段，分析試點班級的數據與效果，若試點班級學生在創新思維相關測試中成績平均提升20分以上，證明改革成效顯著，便可將成功經驗在全校范圍內推廣，全面鋪開教學改革。

4.2師資隊伍建設

教師是教學改革的關鍵推動者，加強師資隊伍建設至關重要。學校可組織教師參加專業培訓，尤其是創新設計思維、新興制圖技術應用等方面的培訓。如安排教師參與為期2一3周的3D打印與參數化設計軟件培訓課程，培訓后要求教師將所學融入日常教學[5。調查顯示，參與此類培訓的教師，在課堂上引入創新教學內容的頻率提升了60% 。鼓勵教師深入企業實踐，了解行業最新制圖規范與創新需求。教師在企業實踐3一6個月后，能帶回實際項目案例用于課堂教學，使教學更貼合實際。學校還可聘請企業資深制圖專家擔任兼職教師，定期舉辦講座、指導學生項目，優化師資結構，為學生帶來行業一線的創新理念

與經驗。

4.3教學資源建設

豐富優質的教學資源是改革的有力支撐。在教材方面，編寫融合創新思維培養的新型教材，增加大量實際案例與創新設計引導內容，開發數字化教學資源，制作高質量的教學視頻，涵蓋復雜機械結構的3D演示、創新設計思路解析等。據學生反饋，觀看數字化教學資源后，其對機械制圖知識的理解程度提升了 40% 。建設在線學習平臺，提供互動交流空間，學生可隨時分享創意、討論問題。平臺還應配備智能輔導系統，依據學生學習情況提供個性化學習建議。打造校內制圖創新實踐基地，購置先進的繪圖設備、3D打印機等，為學生提供實踐創新的硬件條件，讓學生能將創意快速轉化為實際作品，切實提升創新能力。

5結語

傳統教學在內容、方法與評價體系均存在短板，難以激發學生創新潛能。而以創新思維為導向的改革策略，從教學內容融入前沿知識、創新教學方法以及構建多元評價體系著手，為打破困局提供了路徑。通過分階段實施改革步驟，強化師資隊伍建設，豐富教學資源，為改革落地筑牢根基。改革實施后，學生創新思維得到激發，解決實際問題的能力得到提升，能更好對接企業需求。持續推進機械制圖課程教學改革，以創新思維為核心優化教學各環節，是提升機械制圖教學質量、培育適應時代發展創新型機械人才的可行之路。

參考文獻

[1]賈涵杰，王正倫，詹森，等.面向創新能力培養的機械制圖教學改革[J].中國冶金教育，2023(4):39-41，45.

[2]張靜.深化機械制圖教學改革培養高技能創新型人才[C]//中國管理科學研究院教育科學研究所，2022:3

[3]王宏斌.深化機械制圖教學改革培養高技能創新型人才[J].現代職業教育，2020(51):160-161.

[4]華琴.機械制圖教學中學生創新思維能力的培養[J].現代職業教育，2018(32):213.

[5]李聰，韓興國，熊威.深化機械制圖教學改革，培養高技能創新型人才[J].當代教育實踐與教學研究，2018(1):217.