楊慧 謝峰 劉永斌

摘 要：基于卓越工程師培養(yǎng)需求，結(jié)合工程應(yīng)用的背景，以安徽大學(xué)機(jī)械專業(yè)為對(duì)象，進(jìn)行機(jī)械制圖教學(xué)模式進(jìn)行探索。卓越班的教學(xué)不能局限于書本內(nèi)容，需要將理論知識(shí)、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、科研訓(xùn)練、科研項(xiàng)目和各類創(chuàng)新實(shí)踐大賽相結(jié)合，拓展出一條全新的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：卓越工程師計(jì)劃；機(jī)械制圖；教學(xué)模式；工程應(yīng)用

一、 實(shí)施背景

目前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處在由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)發(fā)展的階段。中國(guó)制造是中國(guó)工業(yè)化發(fā)展的一個(gè)體現(xiàn)，中國(guó)制造雖然解決了一大批人員的勞動(dòng)用工問(wèn)題，但中國(guó)制造更深層次體現(xiàn)了中國(guó)處于工業(yè)化發(fā)展的初級(jí)階段，制造的產(chǎn)品精度不高、缺乏新意等。為了改善此類現(xiàn)象，2010年國(guó)家教育部實(shí)施的卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，旨在培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)人才。為了適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展，安徽大學(xué)對(duì)機(jī)械專業(yè)實(shí)行了卓越班的培養(yǎng)計(jì)劃，本文以此為案例，圍繞教學(xué)質(zhì)量、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)目標(biāo)等進(jìn)行改革的探索。

二、 機(jī)械制圖現(xiàn)狀和問(wèn)題分析

機(jī)械制圖是高等工科院校機(jī)械類專業(yè)必修的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，在整個(gè)培養(yǎng)方案中具有舉足輕重的作用，其中畫法幾何是作為其先導(dǎo)課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)幾何物體的空間想象能力。機(jī)械制圖是在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，按照一定的繪圖方法和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，把物體的空間幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化到圖紙上來(lái)表達(dá)其設(shè)計(jì)思想的方法，通過(guò)圖紙進(jìn)行生產(chǎn)指導(dǎo)、設(shè)計(jì)意圖交流，是工程界特殊交流形式。

目前，卓越班的制圖課程全部安排在一個(gè)學(xué)期的時(shí)間內(nèi)完成，學(xué)生們很難在這么短暫的時(shí)間內(nèi)接收如此之多的新內(nèi)容，導(dǎo)致在后續(xù)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)以及各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等眾多實(shí)踐類課程中存在問(wèn)題，比如對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用不清晰、不能實(shí)現(xiàn)二維圖和三維立體模型的相互轉(zhuǎn)換等。

除此之外，機(jī)械制圖課程教學(xué)還存在教材內(nèi)容缺乏針對(duì)性，理論與實(shí)踐脫節(jié)，教學(xué)方式傳統(tǒng)等問(wèn)題。為此，采取什么樣的方式、方法能夠激發(fā)學(xué)生們對(duì)制圖課的興趣、加強(qiáng)對(duì)繪圖基本知識(shí)的理解、增強(qiáng)空間想象能力，是機(jī)械專業(yè)任課教師需要思考和解決的問(wèn)題，這樣才能適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展和需求，培養(yǎng)出真正的卓越工程師。

三、 卓越工程師計(jì)劃的機(jī)械制圖改革措施

（一） 課程體系改革：課程體系是指同一專業(yè)內(nèi)不同課程按照門類排列，其排列順序決定了學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)架構(gòu)。而對(duì)于一個(gè)具體課程，課程體系決定了各個(gè)要素之間的排列順序。就機(jī)械制圖而言，畫法幾何先介紹對(duì)點(diǎn)、線、面這些基本元素的投影進(jìn)行介紹，其次是基本元素的相對(duì)位置、投影變換，再到平面立體、回轉(zhuǎn)體投影及截交線、相貫線進(jìn)行介紹，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步深入，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)立體進(jìn)行空間想象。在對(duì)空間幾何形狀有了一定的想象能力之后，引入介紹機(jī)件的常用表達(dá)方法，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件和常用件進(jìn)行定義和分類，再介紹零件圖和裝配圖。其中關(guān)于孔、軸配合部分，一定保證學(xué)生們能看懂表，并且會(huì)查表。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，為了能夠讓學(xué)生加深理解，可以帶領(lǐng)同學(xué)們到機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理和工程實(shí)訓(xùn)中心去觀摩常用的標(biāo)準(zhǔn)件和常用件，如齒輪、軸承、銷、軸、螺母、螺栓等。如此，學(xué)生們能夠更直觀的學(xué)習(xí)到機(jī)械設(shè)計(jì)中常用幾何結(jié)構(gòu)有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，達(dá)到預(yù)定的學(xué)習(xí)效果。

（二） 教材改革：卓越班在大學(xué)一年級(jí)整個(gè)學(xué)年結(jié)束之后按照成績(jī)和平時(shí)表現(xiàn)進(jìn)行選拔，這些學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)，各方面能力都非常優(yōu)秀。而目前機(jī)械卓越班和普通班在教學(xué)模式上并未有太大的區(qū)別，很多課程都是同一個(gè)老師同一個(gè)教材不分班上課，這樣就沒(méi)有能夠把卓越班學(xué)生的才能得到更大的激發(fā)。另外畫法幾何和機(jī)械制圖是在一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成，這樣不僅任課教師工作量大，學(xué)生們也存在對(duì)教學(xué)內(nèi)容不能消化的現(xiàn)象，使機(jī)械制圖的教學(xué)效果不理想。

卓越班由于學(xué)生自身的優(yōu)越條件，可以在實(shí)行分班教學(xué)，挑選內(nèi)容稍難的教材。畫法幾何和機(jī)械制圖應(yīng)分成上、下兩部分，安排在兩個(gè)學(xué)期內(nèi)完成。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中增加在工程實(shí)踐中應(yīng)用較多的孔軸配合、公差帶、零件圖等內(nèi)容的講解。

（三） 教學(xué)方法：目前的課堂教學(xué)，大多是對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行講解，整個(gè)過(guò)程比較死板，學(xué)生們不易于理解。為了改善這種現(xiàn)象，應(yīng)結(jié)合多媒體軟件，增加工程實(shí)例動(dòng)畫，對(duì)零件的裝配、加工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)教學(xué)。在課堂中，存在滿堂灌的現(xiàn)象，另外對(duì)于一些安排在下午的課程，由于本科生課程較多，容易在課堂上出現(xiàn)疲倦，對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題、常識(shí)進(jìn)行提問(wèn)、演板，增加互動(dòng)環(huán)節(jié)，加深學(xué)生們對(duì)知識(shí)的理解，參與到課堂中來(lái)。因?yàn)楝F(xiàn)在科技迅猛發(fā)展，許多設(shè)計(jì)工作都是借助計(jì)算機(jī)完成的，所以，在課程的后半部分除了手工繪圖的任務(wù)之外，還應(yīng)增加二維軟件和三維軟件繪圖環(huán)節(jié)，分別安排一定的課時(shí)來(lái)學(xué)習(xí)通用二維軟件AutoCAD，三維軟件Pro/E、Solidworks、CATIA等。

課堂教學(xué)是機(jī)械制圖課程的基礎(chǔ)；課程設(shè)計(jì)是鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不同課程對(duì)應(yīng)不同的設(shè)計(jì)對(duì)象，通過(guò)課程設(shè)計(jì)讓同學(xué)們把所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到特定對(duì)象中，對(duì)提高制圖能力有一定的幫助；而課外訓(xùn)練，如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、科研訓(xùn)練、教師的工程項(xiàng)目，則是學(xué)生們把自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際對(duì)象，學(xué)以致用并解決一定問(wèn)題，是具有創(chuàng)新性的工作。這三個(gè)環(huán)節(jié)緊密相連，缺一不可。

四、 結(jié)論

本文在適應(yīng)卓越工程師計(jì)劃需求背景下，對(duì)機(jī)械制圖課程改革模型進(jìn)行了一定的探索。首先分析了機(jī)械制圖課程存在的具體問(wèn)題，對(duì)這些問(wèn)題提出了具體的課程改革方法，并以安徽大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化卓越班為典型案例進(jìn)行了剖析，把具體的改革方法實(shí)施到具體的情景教學(xué)中。

五、 致謝

該文章受安徽省高等教育振興計(jì)劃?rùn)C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化新專業(yè)建設(shè)（2015zytz002）資助。

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作者簡(jiǎn)介：楊慧，謝峰，劉永斌，安徽省合肥市，安徽大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院。