何航紅　王麗萍　覃鈺杰

關鍵詞：機械制圖；理實一體化；教學改革；零部件表達力

一、概述

“機械制圖及CAD”是機械類相關專業(yè)的一門專業(yè)技術基礎課程，本課程的主要任務是培養(yǎng)學生具備識讀、繪制機械圖樣的能力和基本零部件測繪能力，一般開設于第一學年，其教學效果的好壞直接影響學生后續(xù)課程的學習。而剛踏入大學校門的大一新生普遍缺乏生產實踐經歷，對零部件的工作原理、零件加工方法和部件裝配技術等內容非常陌生。由于課程課時縮減，教學中常常減少零件圖和裝配圖繪制及識讀訓練，訓練不足的情況下常常出現(xiàn)圖紙表達方案不合理、錯誤較多、質量不高的現(xiàn)象。因此，需要在機械制圖教學中將理論和實踐相結合，進行理實一體化教學改革，增加實戰(zhàn)訓練，增強零件圖和裝配圖的表達力。

二、制圖課教學存在的主要問題

（一）教學方式單一

制圖課教學大多采用教師在課堂上講授和學生在課后練習的傳統(tǒng)教學方式，沒有針對教學內容的特點采用不同的教學方式，尤其是零件圖和裝配圖的教學，沒用結合生產實踐，沒有體現(xiàn)“以學生為主體”的教學理念。

（二）學生繪圖質量不高

近年來，由于學時壓縮，制圖課教學中規(guī)定學生應完成的制圖量明顯不足，學生繪圖練習量減少，零件圖和裝配圖在實際繪圖訓練中只能各繪制1～2張，且難度較低，以至于學生對國家制圖標準、繪圖方法不熟練，繪圖質量不高，對后續(xù)的畢業(yè)設計等相關教學帶來了影響。產生這些問題的原因除了客觀上學時較少外，主要還是對重點內容和技能重視不夠，訓練和要求不到位。

（三）學生圖樣表達力較弱

多數(shù)學生對零件圖或裝配圖的重點表達不明確，缺乏根據(jù)零部件工作要求和結構特點選擇合理方案的意識，往往依賴三維造型軟件造型，直接生成三視圖，主要原因仍是學生在制圖課中參與較大型的繪圖實踐次數(shù)太少。

（四）教學效率不夠高

由于后續(xù)實訓環(huán)節(jié)往往需要重復講授前期課堂授課內容，造成課時的浪費?！皺C械制圖及CAD”最后兩部分的教學內容為零件圖和裝配圖，學校普遍會在理論課程教學完成后，安排1～2周的“機械零部件測繪”專周實訓。如果測繪實訓和理論教學時間間隔較長，學生在測繪實訓時已經遺忘所學的理論知識，教師又將重復講解，造成課時的浪費；而理論教學時缺乏結合實際的訓練，理論教學效果也不理想，最終造成內容重復講授而效果不佳的現(xiàn)象。

（五）考核方式不全面

傳統(tǒng)的成績評定方式未能體現(xiàn)課程的核心要求，對學生圖紙表達力的培養(yǎng)沒能起到促進和激勵作用。大多數(shù)學校的制圖課程的成績評定方式分為平時成績和結課成績兩部分，各占一定的權重。課程考核一般以閉卷筆試和機試的方式進行，筆試著重對知識點進行考核，平時成績以課后作業(yè)成績和圖紙的質量進行評定。這套考核方式注重結果評價，沒有體現(xiàn)學生在訓練過程中的態(tài)度、表現(xiàn)以及分析問題和解決問題的能力，無法客觀、全面評價學生的圖樣表達能力。

三、課程教學的改革措施

（一）調整教學安排

將課程教學內容整合為三個模塊：機械制圖基本知識與基本技能模塊；零件圖的表達與識讀模塊；裝配圖的表達與識讀模塊（具體見圖1）。機械制圖基本知識與基本技能模塊主要學習機械制圖基本理論和方法、計算機繪圖基本操作。該模塊以知識學習為主，安排在第一學期完成教學。將模塊二零件圖模塊、模塊三裝配圖模塊的教學與后續(xù)第二學期的“機械零部件測繪”專周實訓結合，一邊教學一邊實訓，避免重復教學，提高課時利用率，增加繪圖讀圖實踐訓練，便于開展方案制訂及討論等多種教學形式，加強制圖表達力的培養(yǎng)。

將零件圖、裝配圖模塊和“機械零部件測繪”專周教學時間設置為兩周，以齒輪油泵作為案例，第一周進行零件圖的繪制及識讀，第二周進行裝配圖的繪制及識讀，具體安排見表1。

（二）改革教學模式

模塊一中基礎知識模塊仍然采用傳統(tǒng)理論講授教學模式，筑牢機械制圖相關表達基礎。將模塊二零件圖和模塊三裝配圖的教學模式改為理實一體化教學，依托機械零部件測繪專周實訓進行教學，增加制圖知識與實際生產應用相結合的環(huán)節(jié)，突破以往理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，通過“在做中學、在學中做”的方式加強學生機械圖樣表達力的培養(yǎng)。

理實一體化教學模式不是理論教學和實踐教學在形式上的簡單組合，而是在教學中充分發(fā)揮教師的主導作用，從學生圖樣表達能力形成的認知規(guī)律出發(fā)。先從讀圖人手，通過對比和歸納總結，建立認知，再通過繪圖訓練強化能力，從簡單到復雜將任務分別整合為若干項目，設定教學任務和教學目標。簡單的軸類零件和輪盤類零件學生獨立確定表達方案，重點實踐尺寸標注和技術要求注寫的正確、完整、清晰、合理，提高學生正確繪圖的能力；較復雜的叉架類零件、箱體類零件以及裝配體，通過學生識讀、討論、糾錯、改進等方式重點培養(yǎng)學生合理選擇表達方案的能力。各項目按照測繪實訓工作步驟實施，讓師生邊教、邊學、邊做，實現(xiàn)理論與實踐的有機結合，全程構建素質和技能培養(yǎng)框架，提高教學質量。在整個教學環(huán)節(jié)中，理論和實踐交替進行，沒有固定的先實后理或先理后實，而是理中有實，實中有理，充分調動和激發(fā)學生學習興趣。

理實一體化教學同時也是教學場所的一體化。教學中引入實訓工作環(huán)境，同時通過視頻、影像等現(xiàn)代化信息技術手段構建基于生產實際的教學環(huán)境，幫助學生了解零件上各結構的作用、零件加工方法、各零件之間的連接方式、裝配體的工作原理及裝配過程，并通過學生親自動手拆裝實踐促進學生理解零件和裝配體的表達重點，啟發(fā)學生主動思考表達方案的選擇和確定，引導學生分析表達方案的優(yōu)劣，創(chuàng)新地思考表達方案的優(yōu)化，提升學生機械圖樣的表達力。

（三）改革教學方法

采取單一課堂講授的傳統(tǒng)教學方法并不利于學生圖樣表達力的培養(yǎng)。根據(jù)教學內容特點采用不同的教學方法，將各種教學方法融合進行教學，有助于學生全面掌握繪圖所需的各種知識和技能，提高繪圖的速度和正確率，提高機械圖樣的表達力。

1.項目化教學法

項目教學法是指師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，要求學生運用已有的知識和經驗，通過自己親手操作解決實際問題，目的在于促進學生能力的發(fā)展。零件圖和裝配圖兩個模塊內容與生產實踐高度相關，學校機械制圖教學團隊經過研討，選取齒輪油泵測繪為教學項目，根據(jù)工作過程又分為8個子項目。8個項目完成后，學生不僅對機械零部件的測繪操作熟練且規(guī)范，而且能熟練表達中等復雜程度的零部件。

2.類比教學法

在零件圖模塊教學中，先從讀圖人手。每種類型零件提供多套圖紙，讓學生分析并總結零件結構特點、視圖表達方案、尺寸基準位置、定位尺寸標注和技術要求注寫等方面的異同，要求學生熟練掌握每種零件的結構特點及表達要求，然后再進行目標零件的測繪。類比法進行讀圖教學，不僅訓練了學生讀圖能力，而且經過不同結構零件圖的觀察、對比和總結，學生已全方位掌握了相關內容，在繪圖工程中才不會出現(xiàn)盲目作圖，避免無目標地表達，提高繪圖的表達力和圖紙質量。

3.小組合作教學法

在零件圖和裝配圖模塊教學中實施小組教學組織形式，用小組合作學習的教學方法開展教學。每個小組指定一名組長，每個（或每兩個）學生都有自己的工作任務，小組成員一起完成各個子項目。同一組中學習能力強、成績中等和能力稍弱的學生均有配置，學習能力強的學生可以承擔難度較大的工作，能力弱的學生負責難度較小的工作，能力弱的學生也能有工作的體現(xiàn)價值。課前，小組成員各自學習、討論形成初步方案；課中，教師組織各小組代表展示本組方案，教師點評或小組互評找出問題，最后各小組修改優(yōu)化得到合理方案。通過小組合作教學法，學生的團隊合作精神得到發(fā)揚，個人潛能得到彰顯，學習能力得到發(fā)展，增強了教學實效。

4.改革課程考核評價方法

成績的評定應能客觀、全面地反映學生對知識和技能的掌握情況和學習效果。由于改革后的教學安排將零件圖和裝配圖模塊與測繪實訓教學融合進行理實一體化教學，因此考核評價也應該多樣化、針對性地進行綜合評價，促進學生圖樣表達力的培養(yǎng)。

第一學期教學安排為模塊一基本知識的學習，包含制圖基本理論和計算機基本操作?？己嗽u價方案分結課考核評價和過程性評價兩大部分，具體做法是制圖基本理論結課考核占40%、計算機繪圖操作結課考核占30%、學習過程評價占30%。學習過程評價中教師評價占20%，由教師根據(jù)課前和課后線上自主學習情況、線下課堂操練速度、協(xié)助教師指導學生學習等方面進行評價；學習過程評價中，學生自評及組內互評占10%，讓學生參與評價工作，體現(xiàn)了評價主體多元化。

第二學期教學安排為模塊二零件圖和模塊三裝配圖的理實一體化教學，考核評價方案加大過程性考核的權重，體現(xiàn)實訓教學考核評價體系的特點，針對學生在理實一體化教學中自主學習、討論提問、小組合作完成等情況進行考核評分，而不僅以圖紙的質量進行評價（具體考核方案及考核標準見表2）。增加答辯環(huán)節(jié)，每個小組成員自述工作內容，教師了解在小組合作教學中每位成員的具體工作內容，評價更公平合理，有利于學生團隊意識的培養(yǎng)。

四、課程教學改革的效果

（一）學生認可度高

在2020—2021學年，學校機械制圖教學團隊在智能制造專業(yè)20級1班開設的“機械制圖及CAD”課程教學中采用了新的教學安排與教學模式（2班仍采用傳統(tǒng)的教學方式），受到學生好評，有效激發(fā)了學生學習積極性。

（二）提高課程教學質量

以智能制造專業(yè)20級1班和2班學生進行教學改革成效評估，對比數(shù)據(jù)為學年考試成績（見表3），結果顯示，前者在基礎知識掌握和讀圖繪圖能力方面顯著高于前者。

此外，學生首次參加學科競賽也取得了較好成績。2022年8月，學校首次組隊參加第十五屆“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創(chuàng)新大賽，智能制造專業(yè)4個參賽隊獲得團體國賽三等獎1項，省賽二等獎1項、三等獎1項；25名參賽學生中5人獲國賽三等獎，17人省賽獲獎。

經過兩年的實踐證明：教學安排、教學模式、教學方法、考核評價方案的改進，多種教學方法與教學手段的綜合運用，改變了過去教學實踐不足、理論教學與測繪實訓相脫節(jié)的現(xiàn)象，增強了圖樣表達力的訓練，圖紙質量明顯提高。同時，課程教學改革對教師的綜合素質提出了更高的要求，促進了教師教學能力的快速提升。

作者簡介：何航紅（1974— ），女，漢族，廣西桂平人，在職研究生，桂林理工大學南寧分校副教授。