原恩桃　邵兵

摘要：為了提高“卓越工程師教育”背景下學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，探討了機械制圖現(xiàn)教學(xué)過程中存在的問題，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及考核方法三方面進行了改革。在教學(xué)方法改革過程中，采用“構(gòu)思-設(shè)計-實施-操作”的方法，減少課堂上枯燥的授課，增加學(xué)生的動手能力及設(shè)計能力，使得學(xué)生能更好地理解一個零件的立體圖和平面圖的繪制。

關(guān)鍵詞：機械制圖 教學(xué)方法 教學(xué)內(nèi)容 考核方法

一、引言

面對我國經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與全面提升國際競爭力的緊迫要求，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)我國經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類工程技術(shù)人才，是增強我國核心競爭力、建設(shè)創(chuàng)新型國家、走新型工業(yè)化道路的必然選擇。為此，教育部啟動實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量的各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)，對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。

機械工程專業(yè)是一個學(xué)科交叉特性鮮明的專業(yè)，從國際一流大學(xué)機械工程類本科生培養(yǎng)的模式來看，有幾個比較顯著的發(fā)展方向：一是更加注重學(xué)科的綜合，無論從培養(yǎng)方面還是課程設(shè)置及內(nèi)容上，都能夠得到充分的體現(xiàn)，比如在MIT的機械工程專業(yè)的課程設(shè)置中，開設(shè)了17門專業(yè)核心課程，這些課程的內(nèi)容都體現(xiàn)了學(xué)科的交叉特點；二是更加注重創(chuàng)新思維和能力的訓(xùn)練，特別是完整的創(chuàng)新思維的訓(xùn)練；三是注重學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)，特別是在教學(xué)的過程中發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，將很多的自主設(shè)計節(jié)貫穿在課程的講授過程之中。

機械制圖課程是工科院校中機械類、近機類專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要研究對象是常用機械零部件之圖樣的表達、閱讀與繪制，其主要的任務(wù)和目的是培養(yǎng)學(xué)生能夠閱讀和繪制機械圖樣的基本技能，同時還要培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和個人綜合素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。多年來，國內(nèi)眾多高校曾圍繞機械制圖課程在改革傳統(tǒng)教學(xué)模式、優(yōu)化教學(xué)方法、改進教學(xué)手段以及創(chuàng)建精品課程等方面都做了大量的研究工作，在實際的教學(xué)中也取得了一定的成效。然而，由于各種原因的影響，在一些高校的課程教學(xué)中仍然是以教師為中心，教師重理論輕實踐、重分數(shù)輕能力的現(xiàn)象還相當嚴重，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)、缺乏實際動手和工程訓(xùn)練的機會，導(dǎo)致高分低能，久而久之，勢必造成工程人才短缺和工程教育質(zhì)量的問題會更加突出。

為了解決未來創(chuàng)新工程人才的培養(yǎng)問題，2004年，由4所國際大學(xué)組成的跨國研究組合創(chuàng)立了CDIO工程教育理念并成立了國際合作組織。所謂CDIO教學(xué)，就是以構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的一種基于構(gòu)建主義理論的教學(xué)方式，它是“作中學(xué)”和“基于項目教學(xué)”的概括和表達。

機械制圖是大一新生學(xué)習(xí)的一門課程，學(xué)生基本無生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和工程背景。結(jié)合學(xué)校應(yīng)用技術(shù)型人才教學(xué)改革的需要，研究機械制圖項目教學(xué)的構(gòu)建和改革實踐，探索培養(yǎng)大學(xué)生機械工程素質(zhì)和機械創(chuàng)新能力的思路和途徑，對于提高大學(xué)生機械制圖能力和創(chuàng)新能力具有重要的意義。機械制圖的項目教學(xué)和CDIO教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、認知能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生的二維和三維軟件繪圖能力，提高教學(xué)質(zhì)量，因此，機械制圖教學(xué)方法的改革研究具有重要意義。

二、教學(xué)方法的改革

根據(jù)本?！吨虚L期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出的培養(yǎng)和造就卓越的高等工程技術(shù)應(yīng)用型人才的核心理念和“技術(shù)立校、應(yīng)用為本”的辦學(xué)方略，以“具有卓越工程師素質(zhì)”定位人才培養(yǎng)目標，面向CAD/CAM行業(yè)發(fā)展需求，以培養(yǎng)學(xué)生理解和動手能力為主線，制定機械制圖項目教學(xué)實施方案，優(yōu)化授課方法，增強學(xué)生的理解力、畫圖和讀圖的能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

1.教學(xué)方法的改革探討

現(xiàn)在我校的機械制圖教學(xué)多采用課件和教師板書相結(jié)合的方法，圖文并茂，以教師教授為主，學(xué)生回答老師的問題為輔，這樣的教學(xué)方式導(dǎo)致對該門課程無興趣的學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)，其學(xué)習(xí)效果較差。

如在教師上課時，能采用“構(gòu)思-設(shè)計-實施-操作”的方法，無論講授哪一個章節(jié)，均可提前給學(xué)生分組且布置好下次課時需要學(xué)生準備的模型，這樣學(xué)生就會先構(gòu)想該模型的立體圖樣，并在腦海中設(shè)計出實體，然后采用硬紙板或橡皮泥折疊并挖切出模型，最后可以對做出的零件模型進行裝配或者測繪后繪制機械圖樣，這樣學(xué)生在前面一系列過程中遇到的問題在課堂上就會引起足夠的重視，認真聽講并充分發(fā)揮了學(xué)生做主設(shè)計零件圖樣的目的，從而學(xué)生在踏出校門后很快就能稱為一名真正的工程師。

（1）“構(gòu)思”即學(xué)生在看到零件的一部分給定的視圖后先構(gòu)思該零件的可能的實體形狀，如根據(jù)零件的主視圖可構(gòu)思出一系列的零件結(jié)構(gòu)，然后再結(jié)合別的視圖去掉一部分不吻合的零件結(jié)構(gòu)；

（2）“設(shè)計”即根據(jù)“構(gòu)思”出的零件結(jié)構(gòu)勾勒出其基本的立體形狀，即零件的最終結(jié)構(gòu)，并和以給定的視圖相結(jié)合看是否符合；

（3）“實施”是鍛煉學(xué)生動手能力的一個部分，同時也有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)機械制圖的興趣，因為當學(xué)生看到自己完成的作品和自己腦海中想象的作品一致時會有成就感，此時就增加了學(xué)生探索的好奇心，因此會對該門課程的興趣增加?！皩嵤敝饕歉鶕?jù)構(gòu)思和設(shè)計出的零件結(jié)構(gòu)，采用橡皮泥或紙板折疊或挖切出該零件的具體模樣，并和以后視圖對照是否符合原圖想要表達的要求；

（4）“操作”即完成題目的要求。在有實體圖例的基礎(chǔ)下，完成零件的繪制要簡單容易的多，因此在多練習(xí)、多“構(gòu)思-設(shè)計-實施-操作”的基礎(chǔ)下，學(xué)生勢必會掌握該門課程。這樣學(xué)生在畫圖時不會覺得太過于枯燥，也不會覺得該部分內(nèi)容太難想象。該教學(xué)方法尤其在學(xué)生難以理解的立體的截交線和相貫線部分有不可忽略的優(yōu)勢。

該教學(xué)方法在2014年新生中已得以應(yīng)用并取得良好的效果。

2.教學(xué)內(nèi)容及考核方法的多元化

現(xiàn)在的機械制圖實際上包含了畫法幾何和機械制圖兩個部分。畫法幾何部分主要講授點、線、面和投影等，其內(nèi)容繁瑣且應(yīng)用面較窄，實際上在講授組合體部分內(nèi)容點線面部分的知識全部包含，且學(xué)生學(xué)習(xí)組合體的興致要遠大于學(xué)習(xí)單純的點線面（組合體可以作出實體），因此可以刪減該部分內(nèi)容。學(xué)生在自己動手作出實體后希望可以采用二維或三維軟件畫出該零件的圖樣，因此可以適當?shù)脑黾覣utoCAD及Solidworks課時（由于課時的限制，該部分內(nèi)容可采用集中講授錄制視頻學(xué)生課后學(xué)習(xí)的方法），如剖視圖和斷面圖部分學(xué)生都可以采用三維軟件畫出實際的斷面，從而增加學(xué)生的理解力。

任何一門課程學(xué)習(xí)完成后教師都希望有一個合適的考核方法，能反應(yīng)出學(xué)生的綜合能力，但現(xiàn)在唯一考核的方法就是學(xué)期末的考試。在學(xué)生學(xué)習(xí)了二維和三維軟件后，可以采用軟件繪圖的方法對學(xué)生進行綜合能力評價，如教師發(fā)給每一位學(xué)生一個三視圖中的任意兩個視圖，讓學(xué)生補畫第三面投影，要求學(xué)生先完成尺規(guī)繪圖，然后實現(xiàn)AutoCAD繪圖并進行三維造型，這樣學(xué)生不僅要掌握尺規(guī)繪圖的方法，還要掌握二維和三維繪圖軟件，為走上工作崗位做足準備，真正稱為一名以能力為主，知識、能力與素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的應(yīng)用型人才。

本次教學(xué)方法改革主要以完成零件實體圖為目的，在完成該實體圖的過程中學(xué)生可以充分利用已經(jīng)掌握的機械制圖相關(guān)知識，對于未掌握的部分在授課時可以針對性地提出并在老師講解后進行分組討論，從而達到學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。

三、總結(jié)

基于“卓越工程師”的機械制圖教學(xué)方法改革培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成“構(gòu)思-設(shè)計-實施-操作”的良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而掌握機械制圖課程的核心內(nèi)容；培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和個人綜合素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識；培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、認知能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生的二維和三維軟件繪圖能力。完善“知識+能力+素質(zhì)”三位一體的工程人才培養(yǎng)體系，形成教師現(xiàn)場教學(xué)、工程訓(xùn)練、學(xué)生現(xiàn)場加工零件的人才培養(yǎng)方式。課堂教學(xué)和實踐教學(xué)交替進行，提升工程素質(zhì)和工程實踐能力。

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基金項目：上海高校青年教師培養(yǎng)資助計劃（G2-12AZ20）。