《机械制图》教学模式的改革与创新

彭进 许红巧 蒋正权 凌自成 周孟杰

摘要： 机械制图是机械类专业的专业基础课，要求学生既要掌握绘图的理论知识同时还要具备独立完成图纸绘制的能力。为此，本文首先简述了本课程的教学结构，进一步着重从课堂授课方面、理论知识与实践结合方面、师资方面进行剖析本课程的教学现状，并提出了本课程教学模式的改革与创新路径。

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.

关键词： 绘图;教学模式;教学改革;教学创新

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

中图分类号：G642.0                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）18-0235-03

0  引言

随着我国经济以及科学技术的飞速发展，企业对大学毕业生的要求越来越严格，以理工科为例，企业要求理工科大学毕业生在掌握本专业理论知识的基础上，要具备综合的实践能力[1]。这就要求高校在育人方面也要跟随时代发展的步伐，在教学模式上对课程内容、教学方式等方面进行改革创新[2]。机械制图是机械类专业的专业基础课，要求学生既要掌握绘图的理论知识同时还要具备独立完成图纸绘制的能力[3]。

1  本课程的教学结构

《机械制图》课程以正投影理论为基础，研究用二维图形表达三维形体的原理和方法、培养学生的空间想象力[4]。以我校材料学院材料加工工程专业为例，学生入学第一学期先学《工程图学概论（机电类）》课程，课程内容包括：点、直线、平面的投影的学习、立体的投影的学习、组合体的视图及尺寸注法的学习、轴测投影图的学习、机件的常用表达方法（如：视图、剖视图、断面图等）的学习。在大一第二学期学生进一步学习标准件与常用件的表达，零件图及装配图内容、特点，研究机械工程图样的绘制与阅读。学生在掌握上述知识的基础上进行实践环节：机械测绘与计算机绘图，通过本环节让学生初步了解测绘内容、方法和步骤，正确使用测量工具测量零件尺寸。训练学生徒手绘制零件草图，并能够熟练运用绘图工具绘制各种机械图样，培养学生具有较高的机械绘图表达能力。训练学生查阅和使用有关图表和手册，掌握機械绘图方面的相关规定及国家标准。

2  本课程的教学现状

对于这门课程，授课教师在授课过程中，把过多的精力集中在教师的“教”上，忽略了学生学习知识的主动性和创造性上，留给学生思考和参与的时间很少，这样学生被动学习绘图知识，课堂气氛不活跃，出现老师在讲台上卖力讲，而学生本堂课掌握的知识量和教师所讲授的知识量差距较大的情况。

本课程的内容比较抽象，学生仅仅通过课堂听懂老师的授课内容，课下不做作业习题的话也很难完全掌握所学内容;教师在授课过程中注重培养学生的学习能力和对几何图形的想像力，但却忽略了学生自主创新能力的训练。本课程缺少双师型教师，由于教师与企业接触较少，不能将课程内容与工厂生产实践的图纸（机械的零件图、装配图）内容相结合。

3  本课程的教学模式改革与创新

3.1 改变教学模式

在机械制图教学模式的改革上，可以采用三维软件、视频影像、实物模型展示以及师生互动的教学模式来激发学生的学习热情和创新能力。例如：在讲授标准件和常用件这一章节的双头螺柱连接时，为了培养学生独立思考问题和团队协作的能力，教师可以创造双头螺柱连接的情境，这需要教师对所授知识十分熟悉，能够抓住问题的重点难点，同时具备现场解答学生提问的知识储备和应变能力，通过教师的一步步引导，让学生对所学知识一步步深入，最终能够完全掌握所学知识。在讲授双头螺柱连接时教师可以分发几个双头螺柱连接的实物模型让学生交替观看，之后介绍双头螺柱连接的概念，同时借助ppt展示双头螺柱连接的三维形貌（如图1所示），之后为了增强学生的感官认识，可以播放双头螺柱连接的视频（如图2所示），之后可以让学生以3-5人为一组进行讨论双头螺柱连接的画图顺序，之后通过教师讲授双头螺柱连接的画图步骤及需要注意的问题，之后通过双头螺柱连接的改错题让学生现场指出此练习题中的错误画法，老师对学生们的回答现场评判并重新强调需要注意的细节问题，通过这种方式可以加深学生对双头螺柱连接的知识点的学习，而且能够激发学生的学习热情。

学生在上课过程中由于被动式的听教师讲授的内容，很容易犯困。为了提高学生的学习效率和听课效果，在课题授课过程中可以增加互动环节，调动课题气氛。笔者在本课程的授课过程中采用本校的学习通的选人功能，提前告诉同学在学习到这个知识点时会向同学提问，回答正确的同学可以记成平时表现分，学习通的选人功能进行操作时是在系统里随机选择学生，这样可增大学生的趣味性，通过笔者尝试，这种模式学生互动性很高，课堂气氛较好。

教师在授课时，可以引入几道例题让学生现场完成，学生提交后教师公布答案，分析解题过程。同时课下还要给学生留一些习题，作为课后作业，这样有利于增加学生对课程内容的理解。课程学习过程中可以增加一些师生互动的讨论环节，比如：在读立体视图与构形分析的这一章中可以给出一个三维立体的主视图和俯视图（如图3所示），让学生以3-5人为一组，讨论左视图的形状及三维立体形状的可能性有几种，回答正确的组可以加计平时表现分，通过这种方式，学生学习的兴趣较高，同时也提高了学生运用知识解决问题的能力。

授课内容涉及三维形体的章节时（如：三维立体的构形与分类、基本立体及复合立体的投影、切割体和相贯体的投影等）可以借助三维软件（例如：Creo、SolidWorks）提前绘制的三维形体向学生展示或者通过实物模型向学生展示，这样有利于学生对相关知识的理解。

由于本课程开设对象为大一学生，学生没有接触机械相关的实践课程，没有机械相关工程经验和基础，当学习到读立体视图、画立体视图、零件图、装配图的章節时就会力不从心。教师讲授这几部分知识时，可以搜集相关的视频资料、三维立体视图资料同时穿插一些互动环节，这有利于提高学生的学习兴趣和学习效率。例如：讲到部件的测绘和装配图的画法时，可以以球阀为例，首先介绍球阀（如图4所示）的性能、工作原理、结构特点，为下一步的拆装和测绘工作打下基础，这时可以以视频的形式展示球阀的工作过程同时展示球阀的拆卸和装配的视频，进一步以三维立体视图的形式介绍球阀的各个零件名称及作用。授课期间可以采用提问的形式和学生互动，例如：哪位同学能说下，球阀的上部是如何实现密封的？要实现良好的密封需要用到哪些材料？在学生学习完零件图、装配图的章节后，学生可以以3-5人为一组，之后教师把前几届学生的零件图和装配图分给每个小组，小组成员找零件图和装配图的错误，并写出错误的原因和改正方法，这样通过转换角色，以学生为主体进行绘图知识点的分析，可以提高学生对零件图和装配图绘制要求的认识。

在学生进行机械测绘与计算机绘图的环节时，教师可以推荐中国大学慕课等一些网络资源，让学生充分利用网络资源的情况下深入的学习Auto-CAD软件的操作，同时课下留相应的练习题来巩固学生本次课所学的绘图知识，最后可以在机房进行Auto-CAD绘图考试来检验学生的学习效果。

3.2 增加校企合作的教学、科研环节

由于学生在大一期间还未接触到机械零部件的实际加工及运行情况，在学习标准件、常用件和零件图、装配图方面比较困难。学校可以组织学生去校实习工厂进行参观，或者通过校企合作的形式建立实践基地，让学生去企业参观学习，通过工厂专业师傅的介绍，让学生了解机器的构造及组成，以及机器的运行原理、加工工艺，对齿轮、轴承等零部件有感观的认识，这对学生后期绘制相关图形提供了帮助。而且学校要鼓励学校教师与企业建立机械相关的产学研合作项目，这样教师通过完成企业的项目，也能提高自身机械相关的认知水平，有利于其教学效果的提升。同时教师选取本课程学习成绩比较好的同学参与到产学研合作项目中，通过辅助教师完成本项目，有利于提高学生解决实际问题的能力。

3.3 增加竞赛环节

本着“以赛促教，以赛促改，以赛促学”的原则，学院或者学校可以举办《机械制图》的学科竞赛或者让学生参加机械相关的全国竞赛（如：全国大学生机械创新设计大赛），通过比赛学生可以“查漏补缺”，不断提高自身的制图水平以及制图的设计创作能力。

4  结语

为了顺应时代的发展和企业对高校毕业生的需求，高校要对机械制图课程教学模式进行改革与创新。在机械制图教学模式的改革上，采用三维软件、视频影像、实物模型展示以及师生互动的教学模式以及校企合作、学科竞赛等方式有利于激发学生的学习热情和创新能力，提高学生独立思考解决问题的能力，提高学生的工程意识和能力，不断培养出懂理论、实践能力强的创新型人才。

参考文献：

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（03）：1-6.

[2]吴华.传统教学模式与现代教学模式的比较[J].辽宁师范大学学报：社会科学版，1996（4）：30-31.

[3]李萍，李维军，高兴军.基于“卓越计划”的机械制图课程教学改革初探[J].大学教育，2016（07）：147-148.

[4]杨薇，张京英，张辉，等.机械制图三结合实践教学模式的探索[J].图学学报，2014，35（1）：127-130.