高朋，胡云堂，卓越，胡孔剛，孫國棟

（1.九江學(xué)院機械與智能制造學(xué)院；2.九江學(xué)院圖書館；3.九江學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，江西 九江 332005）

機械制圖是高等工科院校機械類和近機械類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課，既有理論性又有很強的實踐性。國外高校機械制圖教學(xué)發(fā)展較早，距今已有200多年，機械制圖的理論與技術(shù)較成熟，將機械制圖理論、計算機繪圖和機械設(shè)計結(jié)合較好。此外，國外高校應(yīng)用慕課等在線教學(xué)方法較早，并且結(jié)合了OBE、CDIO等先進的教學(xué)理論。隨著計算機技術(shù)及在線教學(xué)的快速發(fā)展，我國高校機械制圖教學(xué)也有了較大的進步，多數(shù)高校采用了線上線下混合式教學(xué)方法，并將OBE、CDIO等教學(xué)理論應(yīng)用到機械制圖教學(xué)中。最近十幾年，我國機械制圖教學(xué)發(fā)展較快，取得了較好的成果。機械制圖課程實踐性要求較高，理論與實踐結(jié)合緊密。盡管國內(nèi)一些高校在機械制圖的教學(xué)改革方面取得了一定的成績，但是仍存在實踐教學(xué)方面的欠缺，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，沒有很好地將項目設(shè)計、機械產(chǎn)品設(shè)計融合到機械制圖教學(xué)體系里。本文根據(jù)國外機械制圖教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國外發(fā)達國家機械制圖教學(xué)的狀況，指出我國今后機械制圖教學(xué)的發(fā)展方向，對我國機械制圖的教學(xué)改革起到一定的參考作用。

1 國外機械制圖的教學(xué)內(nèi)容

美國的許多高校與企業(yè)聯(lián)系緊密，機械制圖的教育強調(diào)內(nèi)容的實用性。對徒手繪圖能力、計算機繪圖能力和和機械產(chǎn)品設(shè)計能力等要求較高。在研究型大學(xué)的機械制圖教學(xué)中，大多包含項目設(shè)計的訓(xùn)練內(nèi)容，在項目設(shè)計中充分體現(xiàn)了研究性訓(xùn)練。機械制圖的教學(xué)主要從三維設(shè)計開始，圍繞機械產(chǎn)品設(shè)計、制造加工的主題，從三維構(gòu)形出發(fā)，向二維的視圖進行輻射，在設(shè)計和加工過程中強調(diào)多種表達方式的應(yīng)用。重視三維構(gòu)形并將其融入制圖的整個教學(xué)過程是美國圖學(xué)教育的精髓所在。與此同時，美國很多大學(xué)非常強調(diào)徒手繪圖能力的培養(yǎng)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在提高空間想象力和視覺方面，有時徒手繪圖的效果比計算機三維造型效果更好。

英國高校重視三維造型軟件與在線教學(xué)相結(jié)合，也強調(diào)徒手繪圖的能力培養(yǎng)。英國CBE采用了“自我培訓(xùn)評估系統(tǒng)”的教學(xué)模式，在教學(xué)過程中，教師主要是知識的指導(dǎo)者、咨詢者。學(xué)生不再是被動地接受知識，而是主動地獲取自己需要的知識，重視學(xué)生對知識反饋能力的培養(yǎng)。

日本高校機械制圖的教育重視和企業(yè)相結(jié)合，注重課程內(nèi)容與機械設(shè)計相融合。機械制圖課程教學(xué)內(nèi)容與我國相近，刪減了圖解空間幾何問題的相關(guān)內(nèi)容，更注重形象思維的訓(xùn)練。

德國高校機械制圖的內(nèi)容主要來自企業(yè)，學(xué)生有大量的接觸實際和動手操作的機會。德國“雙元制”教學(xué)的核心是“以校本培訓(xùn)為調(diào)節(jié)，以企業(yè)培訓(xùn)為主體”。在教學(xué)中根據(jù)企業(yè)的需求，“雙元制”教學(xué)把三維建模技術(shù)融入機械制圖教學(xué)中。充分利用三維軟件的特點建立零件的三維實體，然后將二維圖和三維實體緊密地聯(lián)系起來，可以顯著提高學(xué)生的空間想象力，也可以提高二維圖和三維實體相互轉(zhuǎn)化的能力。

澳大利亞高校以學(xué)生為主體，強調(diào)在線教學(xué)與實踐結(jié)合的重要性。類似機械制圖的課程內(nèi)容包括工程制圖、計算機輔助繪圖、設(shè)計和制造三部分，這三部分內(nèi)容不是獨立的，而是作為一個相互融合的整體進行教學(xué)。

2 國外機械制圖的教學(xué)方法及形式

美國高校的教學(xué)方法突出課程學(xué)習(xí)的實踐性，強調(diào)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)。教師在課堂上僅講解重點、難點內(nèi)容，三維造型技術(shù)等主要內(nèi)容要求學(xué)生自學(xué)完成。學(xué)生不僅通過上課和課下自學(xué)獲取機械制圖的知識，而且主要通過項目設(shè)計在實踐中學(xué)習(xí)，很好地將項目設(shè)計貫穿于學(xué)習(xí)中。通過在項目設(shè)計中的實踐學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練掌握三維造型技術(shù)、機械圖紙繪制、機械產(chǎn)品設(shè)計、加工、標注等內(nèi)容，最后用學(xué)生設(shè)計的圖紙加工零件，這樣可以極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

日本高校機械制圖的教學(xué)非常注重培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力和對技能的掌握。日本采用的是第三角投影法，通常將機械制圖課程分為基礎(chǔ)機械制圖、CAD制圖和設(shè)計制圖三部分內(nèi)容，并合理地安排在大學(xué)的不同學(xué)期內(nèi)進行。機械制圖課程一般安排在第3學(xué)期開始，在機械入門課程和金工實習(xí)后進行。這樣做可以在學(xué)生對簡單的機械結(jié)構(gòu)及加工方法初步掌握后，有利于后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。機械制圖的課程安排較合理，能夠保證學(xué)生在大學(xué)期間有不間斷的繪圖訓(xùn)練，從而使繪圖及設(shè)計能力不斷提高，教學(xué)實效更好。

英國高校在機械制圖的教學(xué)中同時應(yīng)用了第一角和第三角投影方法，并將兩種投影方法放在一起學(xué)習(xí)。使學(xué)生可以掌握第三角投影圖和第一角投影圖的繪圖方法，做到和國際接軌。在教學(xué)過程中，對工程上實用性較強的展開圖進行了較深入的講解，可以提高學(xué)生解決工程實踐問題的能力，同時滿足工程技術(shù)交流的需要。此外，在教學(xué)過程中靈活運用啟發(fā)式、討論式等手段，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和綜合分析技能。英國教育部對課程教學(xué)進行評估時，重視教師在授課時所采用的教學(xué)方法和手段，并制定了考核方法。

澳大利亞高校機械制圖課一般是在大一下學(xué)期開設(shè)的。采用的是第三角投影法，注重讓學(xué)生掌握解決實際工程問題的能力。在學(xué)習(xí)機械制圖課程前，先讓學(xué)生到車間體驗實踐中存在的問題，在具有一定的認知和實踐基礎(chǔ)后，再參加機械制圖課程的學(xué)習(xí)。在機械制圖課程的學(xué)習(xí)中，將產(chǎn)品設(shè)計融入教學(xué)中，通過分組設(shè)計三維產(chǎn)品模型，可以激勵組內(nèi)各個成員的參與熱情。此外，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的鍛煉，學(xué)生練習(xí)和老師授課的比例遠大于1:1，比如，臥龍崗大學(xué)的比例達到了6:1。通過大量的練習(xí)，理論聯(lián)系實踐，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的繪圖、設(shè)計和創(chuàng)新能力。

德國高校機械制圖的教學(xué)主要與企業(yè)的實際項目進行結(jié)合，采用的是第三角投影法，主要的教學(xué)方法有項目式教學(xué)、分組討論教學(xué)方法。這是德國雙元制高校普遍采用的教學(xué)方法。通過企業(yè)提供的項目進行教學(xué)，在課堂教學(xué)中把理論與實際項目設(shè)計有機地結(jié)合起來，有效地發(fā)掘?qū)W生的設(shè)計、創(chuàng)造潛能，提高解決實際問題的能力。

3 國外機械制圖的教學(xué)手段

在美國大學(xué)機械制圖教學(xué)中，教師針對不同的教學(xué)內(nèi)容，常常使用不同的教學(xué)媒介，將計算機、白板、膠片投影儀、多媒體、黑板、實物模型等綜合起來應(yīng)用。只有在講解重要的內(nèi)容時，教師才采用PPT課件的形式進行講課。線上建立的課程網(wǎng)站有內(nèi)容豐富的學(xué)習(xí)輔助資料，可以方便學(xué)生自學(xué)，有效地提高了學(xué)習(xí)效率。

在教學(xué)手段上，英國CBE教學(xué)模式綜合運用了演示法、練習(xí)法、討論法、模擬法等個性化教學(xué)方法，最大限度地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過這些教學(xué)手段，使學(xué)生的工程實踐能力得到鍛煉，心理素質(zhì)和綜合技術(shù)能力都得到了提高。

日本高校機械制圖任課教師通常由機械設(shè)計、金工實習(xí)、機械制造等專業(yè)課的教師擔(dān)任。由于這些老師具有豐富的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，對后續(xù)專業(yè)課程又很了解，因此，在教學(xué)過程中能恰當(dāng)?shù)貙⒆约旱目蒲谐晒葍?nèi)容穿插在教學(xué)中。在教學(xué)中采用光學(xué)投影儀和黑板教學(xué)的方法較多，采用CAI課件的方法較少。教師講課以教材的內(nèi)容為主，也會根據(jù)講授的內(nèi)容，結(jié)合設(shè)計、加工、材料等相關(guān)知識，對教材進行補充。

4 國外機械制圖的成績評定

美國高校機械制圖課程的總評成績一般由出勤率、作業(yè)、測驗、項目設(shè)計和期末考試來綜合評定。課程的期末考試一般是參加三維軟件官方組織的助理工程師證書考試，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成三維軟件官方網(wǎng)站的隨機題目，包括三維實體建模、產(chǎn)品的設(shè)計過程等。

英國BTEC教學(xué)模式以學(xué)生掌握的能力為主進行考核，通過課業(yè)設(shè)計的評價考核學(xué)生制圖知識運用、創(chuàng)新設(shè)計和實踐的能力。課業(yè)設(shè)計完成后，學(xué)生可以根據(jù)課業(yè)評分標準先自評，再由任課教師進行評價，教師在評價過程中指出學(xué)生評價不完善的地方，最終和學(xué)生達成共識后由教師給出評定的等級和所獲得的學(xué)分。

澳大利亞高校機械制圖的考核包括理論水平和實踐能力兩部分的考核。對理論的考核要求比較低，主要通過提交徒手繪圖作業(yè)、計算機三維產(chǎn)品設(shè)計模型來體現(xiàn)。對學(xué)生實踐能力的考核嚴格，成績不合格必須繼續(xù)學(xué)習(xí)，直到成績合格。

5 國外機械制圖的教材特色

美國的制圖教材內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)嚴謹。圍繞機械產(chǎn)品設(shè)計講解工程圖紙的表達方式，主要內(nèi)容有工程幾何、三維實體造型、徒手繪圖、正投影的三視圖、斜視圖、剖視圖、軸測圖、透視圖、零件圖、裝配圖、尺寸與公差、工程設(shè)計過程。教材不僅是讓讀者學(xué)會如何繪制圖紙，而且強調(diào)在機械產(chǎn)品的設(shè)計制造過程中起到的技術(shù)交流的作用。美國的制圖教材涉及工程圖學(xué)的各個分支和學(xué)科領(lǐng)域，強調(diào)與各學(xué)科領(lǐng)域的相互交叉融合，十分注重學(xué)科領(lǐng)域的前沿性，強調(diào)理論與實踐結(jié)合的重要性。

英國工程制圖教材以實用性為主，刪減了大量理論的內(nèi)容，加強了工程實用性的內(nèi)容。教材不僅刪除了畫法幾何的內(nèi)容，平面立體、曲面立體、截交線、相貫線的內(nèi)容也削減了許多。教材由簡單的幾何體開始介紹，再到復(fù)雜的組合體部分。不單獨講解點、線、面及簡單幾何體的投影規(guī)律及特性，而是將這些知識點融合到形體的投影中介紹。重視徒手繪圖的知識點講解，詳細地介紹了各種軸測圖的徒手畫法。對工程中常見的實用性較強的展開圖也進行了詳細的介紹。

日本的制圖教材重視應(yīng)用性、廣泛性和時代性的統(tǒng)一。教材結(jié)構(gòu)緊湊，理論知識的內(nèi)容闡述較少，制圖理論與機械設(shè)計、加工的結(jié)合和關(guān)聯(lián)方面闡述較多，是教材的側(cè)重點。教材中的圖例簡單易懂，要求學(xué)生熟練掌握國標規(guī)定的表達方法。在教材各個章節(jié)末有一些練習(xí)題，一般沒有專門的習(xí)題集。日本機械制圖教材一直將“設(shè)計制圖”的思想貫穿于制圖的理論學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練中，為日本制造業(yè)輸送了高質(zhì)量的機械設(shè)計人才。

澳大利亞工程圖學(xué)教材一般包括工程制圖、計算機繪圖的內(nèi)容，同時又融入了機械設(shè)計的內(nèi)容。制圖的教材相對教學(xué)內(nèi)容來說更詳細和全面。正規(guī)的制圖教材比較昂貴，但是學(xué)?？梢蕴峁┙o學(xué)生每次課程的講義材料，在課程網(wǎng)站上注冊的學(xué)生可以下載和學(xué)習(xí)。

6 對我國機械制圖教學(xué)的一些啟示

通過對國外工程圖學(xué)的發(fā)展狀況研究發(fā)現(xiàn)：國外先進高校的圖學(xué)教育多以產(chǎn)品設(shè)計為中心，以三維造型設(shè)計為教學(xué)核心，注重培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力。此外，圖學(xué)教育與工程實際項目和企業(yè)需求相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維、實際動手能力和表達能力。其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方法及教材建設(shè)對我國的機械制圖課程教學(xué)改革有一定的借鑒作用。

（1）重新整合機械制圖的教學(xué)內(nèi)容。將機械制圖的理論知識和計算機繪圖融合到一起，研究三維建模軟件與二維設(shè)計軟件CAD、傳統(tǒng)制圖理論知識相結(jié)合的教學(xué)模式。恰當(dāng)?shù)貙⒅茍D三維設(shè)計軟件貫穿于整個機械制圖課程教學(xué)中，增加學(xué)生的空間想象力和理解能力。

（2）應(yīng)用CDIO理論采用項目設(shè)計的教學(xué)方法。在機械制圖的教學(xué)大綱中適當(dāng)引入基本的機械設(shè)計內(nèi)容，通過校企合作引入實際的工程案例進行教學(xué)，將制圖的理論知識與工程設(shè)計思維相結(jié)合，使學(xué)生明確認識企業(yè)的實際要求，最終培養(yǎng)企業(yè)需求的工程設(shè)計人才。

（3）建立線上教學(xué)、線下教學(xué)和實踐教學(xué)相融合的新教學(xué)模式。充分利用我國目前線上教學(xué)取得的成績，利用線上優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源和高校的自建課程，合理地將慕課、超星學(xué)習(xí)通等線上教學(xué)和線下傳統(tǒng)制圖教學(xué)方法相結(jié)合，適當(dāng)改變傳統(tǒng)機械制圖課程設(shè)計的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效率。

（4）適當(dāng)增加徒手繪圖的課時，減少尺規(guī)繪圖的課時。徒手繪圖在培養(yǎng)學(xué)生的圖形表達能力、空間想象力和構(gòu)思能力方面，起到重要的作用。尤其是在機械產(chǎn)品設(shè)計初期，設(shè)計人員可以方便地表達設(shè)計意圖，也可以起到捕捉設(shè)計思路的作用。

（5）將機械制圖技能競賽融入課程教學(xué)中。在講解機械制圖理論知識時，在學(xué)校繪圖室舉辦徒手繪圖及尺規(guī)繪圖比賽。在講解二維、三維計算機軟件時，在計算機房舉辦二維、三維設(shè)計大賽。將全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)及機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的案例融入課程，通過介紹這些比賽作品，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并組織學(xué)生參加全國先進成圖及機械創(chuàng)新設(shè)計大賽。這樣可以開闊學(xué)生的視野，使學(xué)生不局限于課程內(nèi)容，更好地學(xué)習(xí)和掌握制圖知識。

（6）編寫新形態(tài)機械制圖教材。教材建設(shè)應(yīng)圍繞三維造型設(shè)計、機械產(chǎn)品設(shè)計講解工程圖的表達知識，適當(dāng)刪減畫法幾何的內(nèi)容，增加徒手繪圖的內(nèi)容比例，將一些基本的機械設(shè)計知識加入教材中。此外，適當(dāng)?shù)貙⒂嬎銠C繪圖的知識點融入教材里，采用項目教學(xué)法將三維產(chǎn)品設(shè)計貫穿于教材的章節(jié)中。將二維碼和AR技術(shù)應(yīng)用到教材建設(shè)中，通過手機掃描觀看動態(tài)的立體圖或視頻講解，發(fā)揮新形態(tài)教材的作用。