寧利川　謝元敏　肖立　周艷

摘 要 機(jī)械制圖主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力以及創(chuàng)新能力，目前的機(jī)械制圖課程教育遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到所期望的目標(biāo)，學(xué)生們對于各種圖形總是感到迷茫，對其理解也不夠透徹，不能在腦海中想象出具體的模型，老師教授的知識學(xué)生大部分都沒有吸收，而且教學(xué)也沒有和實(shí)踐結(jié)合起來，讓知識只是停留在課本上，并沒有運(yùn)用到實(shí)際中去。為了培養(yǎng)出高素質(zhì)的技能型人才，本文提出了教材改革、小組式課堂交流、基于AR技術(shù)的教學(xué)、三維軟件繪圖以及變革考核方式鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新等措施，幫助學(xué)生生動(dòng)形象的理解機(jī)械制圖的相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力以及創(chuàng)新能力，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，積極參與學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 機(jī)械制圖 改革 教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.10.034

Abstract Mechanical drawing is mainly aimed at cultivating students' spatial thinking ability and innovative ability. However， the current course of mechanical drawing education is far from the desired goal， The students are always confused about various kinds of graphics， and their understanding is not thorough enough， they can't imagine a specific model in their mind. Most of the knowledge that the teacher taught was not absorbed by the students， and the teaching has not been combined with practice， they let the knowledge just stay in the textbook， and didn't use it in practice. In order to train high-quality skilled personnel， This paper puts forward some measures， such as teaching material reform， group class communication， teaching based on AR technology， 3D software drawing， reform examination， and encouraging students to practice innovation， those can help students vividly understand the relevant knowledge of mechanical drawing and train students' actual operation ability and innovative ability， so that students can stimulate the enthusiasm of learning， and actively participate in learning.

Keywords mechanical drawing； reform； teaching practice

0 引言

機(jī)械制圖主要是對圖形進(jìn)行理解和繪制，能夠培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力和抽象思維能力，在生產(chǎn)實(shí)踐之中，擁有識圖繪圖的能力是十分重要的，就如機(jī)械生產(chǎn)車間的工人，只有讀懂圖紙的內(nèi)容，了解各種尺寸和形狀要求，才能操作機(jī)器對零部件進(jìn)行加工。但是如今的機(jī)械制圖課程存在嚴(yán)重的不足，課本理論沒有運(yùn)用到實(shí)踐中去，沒有系統(tǒng)有效的教育方法，學(xué)生無法熟練掌握相關(guān)的專業(yè)知識，并且不能獨(dú)立的識圖繪圖，不能滿足社會(huì)對于專業(yè)人才的要求。為了培養(yǎng)出高素質(zhì)高水平的技能型人才，我們必須對機(jī)械制圖課程進(jìn)行改革，采用新型的教育模式和教育方法，跟上時(shí)代的發(fā)展和科技進(jìn)步的步伐，將理論和實(shí)踐結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，促使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，具備良好的專業(yè)知識，規(guī)范繪圖能力，為以后解決生產(chǎn)實(shí)際問題奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 機(jī)械制圖課程目前的現(xiàn)狀

1.1 教材體系不完善

學(xué)校給機(jī)械制圖課程安排的課時(shí)少，而機(jī)械制圖的教學(xué)知識點(diǎn)又多。老師為了在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)盡快上完課，往往會(huì)加快教學(xué)速度，采取主講的方式，并沒有時(shí)間理會(huì)學(xué)生是否聽懂。[1]很多學(xué)生上課之前并沒有預(yù)習(xí)課本，對于要學(xué)的知識沒有一定的了解，加上之前沒有接觸過機(jī)械類課程，所以基礎(chǔ)知識很差，空間想象力和邏輯思維能力不夠，不能很好的跟上老師的節(jié)奏，課后對于各種問題感到十分迷茫，學(xué)到的知識也就十分有限。教材中有著大量的習(xí)題，老師上完課之后一般會(huì)抽取一些題目給學(xué)生作為作業(yè)，課本的習(xí)題是沒有答案的，學(xué)生做完之后也不知道是對是錯(cuò)，無法根據(jù)作業(yè)的內(nèi)容來反饋思考自己所學(xué)的知識。老師下次上課也并沒有講解上次布置的習(xí)題，而是繼續(xù)講解新的內(nèi)容，這就導(dǎo)致學(xué)生的困惑越來越大，所學(xué)的專業(yè)知識也變得很不牢固。

1.2 師生缺乏互動(dòng)

老師還是沿用以往的教學(xué)方式教導(dǎo)學(xué)生，一邊講解課本內(nèi)容一邊將重點(diǎn)板書在黑板上，學(xué)生則是一邊聽講一邊做筆記，沒有培養(yǎng)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。老師和學(xué)生缺乏交流，無法了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果，如果學(xué)生不能全神貫注的聽老師講課，就很有可能跟不上老師的節(jié)奏，對于問題會(huì)越來越迷茫，對這門專業(yè)課感到畏懼，最后喪失學(xué)習(xí)機(jī)械制圖這門課的信心。[2]老師講授知識，學(xué)生被動(dòng)的接受知識，沒有主動(dòng)的參與到學(xué)習(xí)過程中去，學(xué)習(xí)知識完全依賴于老師，自己沒有獨(dú)立思考的空間，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識，學(xué)生們所能學(xué)到的知識就會(huì)十分有限。

1.3 教學(xué)模式陳舊

當(dāng)今的社會(huì)正處于高速發(fā)展的狀態(tài)，教學(xué)模式和方法卻是沒有與時(shí)俱進(jìn)，雖然現(xiàn)在老師上課運(yùn)用了多媒體和PPT課件等手段，但只是將以往寫在黑板上的內(nèi)容搬到了多媒體掛圖上，內(nèi)容依舊死板枯燥，老師對著PPT課件講授知識，學(xué)生還是無法形象的理解各種抽象的視圖，沒有基于現(xiàn)實(shí)的實(shí)物模型給予學(xué)生們參考，無法培養(yǎng)出學(xué)生的空間想象能力。[3]就比如給出一個(gè)實(shí)物的剖面圖，有的基礎(chǔ)差的同學(xué)想象不出其原有形狀，如果利用三維虛擬技術(shù)給學(xué)生們演示，效果會(huì)大大不同。

1.4 缺乏實(shí)踐性教學(xué)

現(xiàn)在的機(jī)械制圖課本上面都有介紹CAD繪圖，然而老師只是簡要的介紹了一下CAD繪圖，學(xué)生也只是初步聽了一下，并沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生對于CAD繪圖并不精通，無法在電腦上畫出各種視圖，所學(xué)知識不能運(yùn)用到實(shí)際中來。[4]而且學(xué)校開設(shè)的三維CAD課程和機(jī)械制圖是分開的，兩者并沒有真正的銜接起來?，F(xiàn)在的社會(huì)是信息高速發(fā)展的社會(huì)，傳統(tǒng)的手工繪圖需求越來越少，電腦繪圖逐漸變?yōu)榇髣菟?，所以精通電腦繪圖軟件也是必不可少的。[5]同時(shí)現(xiàn)在的大學(xué)生與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系甚少，學(xué)生只是在學(xué)校學(xué)習(xí)知識，但并不明白自己所學(xué)知識到底有什么用，自己今后應(yīng)該去做些什么事，遇到工程實(shí)際問題應(yīng)該怎樣解決，所學(xué)知識和生產(chǎn)實(shí)際沒有結(jié)合起來。

1.5 考核模式單一 學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識

現(xiàn)在大學(xué)的學(xué)生只是為學(xué)而學(xué)，課程的主要考核機(jī)制還是最后的期末考試，通過筆試來檢驗(yàn)學(xué)生掌握知識的程度，平時(shí)課堂成績所占比重太少，并且成績的內(nèi)容也只是包含了上課的出勤率和作業(yè)的完成度，這樣的考核方式?jīng)]有注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，而且學(xué)生在完成作業(yè)時(shí)存在嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象，有些老師為了提高班級的整體平均分，在考試前劃定考試內(nèi)容和重點(diǎn)，所以以最后的考試方式來決定學(xué)生對于機(jī)械制圖的掌握程度，這樣的方法并不可取，學(xué)生們沒有體會(huì)到機(jī)械制圖課程的魅力，所以也就沒有動(dòng)力去創(chuàng)新自己的思維方式，發(fā)揮想象力繪制出自己創(chuàng)新性的模型，[6]而現(xiàn)代社會(huì)正是缺乏這種創(chuàng)新型人才。

2 機(jī)械制圖課程的改革與實(shí)踐

2.1 改革課程

機(jī)械制圖作為機(jī)械類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，需要花費(fèi)時(shí)間去打好基礎(chǔ)，不能熟練掌握機(jī)械制圖課程知識，今后學(xué)習(xí)其他的課程都會(huì)感到吃力，因此學(xué)校應(yīng)該將機(jī)械制圖課程作為主打課程，增加它在學(xué)生心目中的地位，通過嚴(yán)格的考核制度要求學(xué)生，同時(shí)適當(dāng)增加機(jī)械制圖的課時(shí)，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間學(xué)習(xí)這門功課，讓老師能夠?qū)⒅R點(diǎn)面面俱到的教給學(xué)生。在上課之前，鼓勵(lì)學(xué)生對課本進(jìn)行預(yù)習(xí)，對于將要學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)有一定的了解，做到心中有數(shù)，同時(shí)還可以上網(wǎng)查找一些相關(guān)的資料，這樣老師上課的時(shí)候才能更好的學(xué)習(xí)。

2.2 “互助小組”教學(xué)模式

老師講課不能一味將知識強(qiáng)行灌輸給學(xué)生，而是應(yīng)該通過引導(dǎo)的方式讓學(xué)生來思考所講知識點(diǎn)的可行性。老師上課時(shí)可以將學(xué)生分成幾個(gè)小組，對于所講的知識點(diǎn)提出相關(guān)的問題，可以讓小組內(nèi)的學(xué)生討論問題，然后小組內(nèi)派出代表在課堂上發(fā)言，學(xué)生們在小組內(nèi)可以發(fā)表自己對于問題的看法，同時(shí)聽取其他人對于問題的分析，從而引發(fā)自己的深思，激發(fā)自身學(xué)習(xí)的興趣，[7]老師在最后做出總結(jié)性的發(fā)言，針對不同的學(xué)生出現(xiàn)的問題提出解決方案，幫助他們解答心中的疑惑，這樣學(xué)生才會(huì)對于自己的錯(cuò)誤印象深刻，并且保證以后盡量避免相類似的錯(cuò)誤，通過小組討論老師總結(jié)的方式，每個(gè)人都能學(xué)到相應(yīng)的知識，并且對于機(jī)械制圖課程產(chǎn)生濃厚的興趣，學(xué)生們也都會(huì)處于一種勤奮好學(xué)的狀態(tài)。每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力各有差異，對于那些基礎(chǔ)差跟不上教學(xué)節(jié)奏的學(xué)生，老師應(yīng)該對其進(jìn)行集中的額外輔導(dǎo)，對于他們存在的問題一一進(jìn)行分析，找出相應(yīng)的解決方法，同時(shí)安排那些學(xué)習(xí)好的同學(xué)來帶動(dòng)他們，同學(xué)間互相交流、互相幫助，課堂氛圍更加融洽，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣也會(huì)越來越高。[8]

2.3 基于AR技術(shù)的課堂教學(xué)

相比于二維的抽象平面圖形，三維可視化圖形顯然更容易被學(xué)生們理解和接受。AR技術(shù)融合了現(xiàn)實(shí)和虛擬，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)實(shí)信息和虛擬信息之間的交互，并且能夠生成高精準(zhǔn)的虛擬物體。課堂上老師運(yùn)用AR技術(shù)教學(xué)，將各種抽象的三維圖形通過AR技術(shù)生成虛擬實(shí)體多角度的展示給學(xué)生，AR技術(shù)能夠和學(xué)生的各種感官相適應(yīng)，讓學(xué)生身臨其境的感受各種圖形的奧秘。AR技術(shù)具有實(shí)時(shí)性的特征，可以實(shí)時(shí)的觀察圖形的演變過程，理解剖面圖、裝配圖、相貫線等一系列的構(gòu)造。AR技術(shù)的實(shí)際動(dòng)態(tài)演示，可以彌補(bǔ)學(xué)生空間想象力的不足，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生這方面識圖的能力。老師還可以拿出具體的實(shí)物模型配合AR技術(shù)給學(xué)生們進(jìn)行展示，對比實(shí)體和虛體的圖形，啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維，啟發(fā)他們進(jìn)一步的探索，讓學(xué)生對于教學(xué)課堂更加感興趣。[9]

2.4 理論與實(shí)踐相結(jié)合

學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程當(dāng)然是為了最后的繪圖，無論是手工繪圖還是CAD繪圖，都有其重要的意義。學(xué)校應(yīng)該安排相應(yīng)的上機(jī)練習(xí)，讓學(xué)生熟悉CAD三維制圖，現(xiàn)在網(wǎng)上有很多關(guān)于機(jī)械繪圖軟件的教學(xué)，學(xué)生們可以自行在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，了解更多的繪圖技巧。[10]將機(jī)械制圖和三維CAD的課程合并是十分有意義的，學(xué)生們可以更加系統(tǒng)的學(xué)習(xí)相關(guān)的知識然后運(yùn)用于實(shí)踐，加深自己對于圖形繪制的認(rèn)識。學(xué)?？梢远喟才乓恍┱n程設(shè)計(jì)作為檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準(zhǔn)，例如減速器的設(shè)計(jì)、飛剪的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生將自己所學(xué)的知識運(yùn)用到繪圖作業(yè)中，在繪圖的同時(shí)檢驗(yàn)自己所學(xué)知識的扎實(shí)度，手工繪制結(jié)束后還要進(jìn)行計(jì)算機(jī)CAD繪圖，兼顧兩種不同的作圖方法，有利于學(xué)生知識和能力的提高。[11]為了與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，組織學(xué)生去工廠進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生在車間進(jìn)行零件加工，加強(qiáng)學(xué)生的工作能力和實(shí)際操作能力，豐富教學(xué)的內(nèi)容，讓學(xué)生能夠更好的掌握知識。[12]同時(shí)這也可以讓學(xué)生們在工廠實(shí)習(xí)的過程中認(rèn)識到自己的不足，欠缺哪一方面的能力，事后自己可以就不足的方面深入學(xué)習(xí)，向老師和工人師傅們請教經(jīng)驗(yàn)，將自己培養(yǎng)為一名專業(yè)型的人才。[13]

2.5 完善考核體系 推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新

學(xué)校應(yīng)該改變現(xiàn)有的成績考核方式，不再只是將重點(diǎn)放在期末考試上，加入多元化的考核評價(jià)方式，側(cè)重學(xué)生多種學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，[14]平時(shí)的手工繪圖，計(jì)算機(jī)繪圖工作還有與企業(yè)的實(shí)踐工作，這些都應(yīng)該納入考核評價(jià)體系，讓平時(shí)考核成績的比重上升到總體的70%。成績考核體系的完善，能夠促使激發(fā)更多的學(xué)生的發(fā)散性思維，同時(shí)培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加一些機(jī)械類的比賽項(xiàng)目有助于創(chuàng)新能力的提高，[15]比如三維CAD建模大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，積極參與到這些比賽之中，可以不斷的活躍自己的思維，提出自己的奇思妙想，然后利用科學(xué)的方法將它實(shí)踐出來，在設(shè)計(jì)比賽之中可以讓自己所學(xué)知識得到升華。機(jī)械制圖的魅力就在于此，不斷的構(gòu)思之中感受到學(xué)習(xí)給自己帶來的樂趣。

3 總結(jié)

總而言之，學(xué)習(xí)機(jī)械制圖時(shí)要明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，選擇合理的學(xué)習(xí)方式，做到課前預(yù)習(xí)，課間積極主動(dòng)地參與到課程之中，通過小組模式和同學(xué)們還有老師多多交流。運(yùn)用三維虛擬現(xiàn)實(shí)工具和實(shí)物模型對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，解決學(xué)生遇到的抽象問題，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。熟練掌握CAD等三維繪圖軟件，在電腦上多進(jìn)行圖形的繪制，加深自己對知識的理解。改變以往的考核方式，推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。理論和實(shí)踐相結(jié)合，安排學(xué)生進(jìn)入工廠實(shí)習(xí)，提高學(xué)生的生產(chǎn)加工能力，不斷的激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力，發(fā)揮出學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生對學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程的興趣。只有經(jīng)過這樣的改革，今后才能培養(yǎng)出有本領(lǐng)的大學(xué)生，可以解決各種實(shí)際問題，同時(shí)還能創(chuàng)新研究，響應(yīng)國家對創(chuàng)新型人才的需求，為國家的未來貢獻(xiàn)自己的一份力。

基金項(xiàng)目：湖北省教學(xué)研究項(xiàng)目（2012218；2013221；2015234；2016230）；武漢科技大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目（2013059）

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