黃永貴，梁國星，趙 建

（太原理工大學(xué) 機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院，太原 030024）

制圖類課程是理工科院校相關(guān)專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，主要研究繪制和閱讀工程圖樣的理論與技術(shù)，普遍應(yīng)用于工程領(lǐng)域制造信息的表達(dá)和傳遞，在技術(shù)與管理工作中有著廣泛的應(yīng)用，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性[1]，對培養(yǎng)邏輯思維和激發(fā)創(chuàng)新潛力有重要影響。機(jī)械類專業(yè)作為理工科院校的標(biāo)志性專業(yè)，機(jī)械制圖既是其一門單設(shè)課程，也貫穿于整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃中很多專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，此外，其內(nèi)容體系還可進(jìn)一步輻射到近機(jī)類專業(yè)，為理工科學(xué)生專業(yè)能力提升和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致態(tài)度培養(yǎng)提供有力支撐。因此，在一流專業(yè)、一流課程建設(shè)背景下，如何發(fā)揮機(jī)械制圖作為機(jī)械專業(yè)先修課的重要作用，充分支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成，是眾多機(jī)械制圖類課程建設(shè)面臨的問題[2]。

我國高校自20 世紀(jì)50 年代引入工程制圖類課程后[3]，諸多圖學(xué)工作者結(jié)合課程教學(xué)中凸顯的問題先后進(jìn)行了一系列的課程改革[4]，助推了制圖類課程的發(fā)展，并形成了較為完善的課程體系。但隨著近年來大學(xué)由精英教育向大眾教育的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)課程體系在內(nèi)容編排、教學(xué)方法、考核手段等方面整體變動(dòng)很小，課堂教學(xué)滯后于業(yè)界對大學(xué)生的期望[5]，更嚴(yán)重落后于新興技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，尤其在面臨“卡脖子”的尖端技術(shù)革新對復(fù)合型創(chuàng)新性人才的需求時(shí)，課程的適應(yīng)性更顯不足。因此，課程體系的深入改革仍是當(dāng)前圖學(xué)工作者要重點(diǎn)開展的工作。

一 課程建設(shè)現(xiàn)狀

（一）課程內(nèi)容固化，滯后于業(yè)界新技術(shù)

傳統(tǒng)機(jī)械制圖教材沒有對培養(yǎng)對象做出明確的區(qū)分，因而無法體現(xiàn)各自的特點(diǎn)，在內(nèi)容編排上普遍是先介紹國家標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定，這項(xiàng)枯燥的內(nèi)容無法在一開始提起學(xué)生的濃厚興趣，甚至使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，更影響到后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；其次，由點(diǎn)到線再到面的投影基礎(chǔ)理論部分，雖然是為后續(xù)形體學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)的必備知識(shí)，但因具有較強(qiáng)的理論性，學(xué)生難以與實(shí)際相聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)起來感到晦澀難懂，以致失去學(xué)習(xí)制圖的信心；第三，在基本形體學(xué)習(xí)中，注重強(qiáng)調(diào)形體交線的取點(diǎn)畫法，而弱化交線自然形成的本質(zhì)，單純從理論高度來解釋自然現(xiàn)象，無法獲得較好的傳授效果；第四，在零部件及裝配圖學(xué)習(xí)中，其表達(dá)僅停留在課堂上，沒有注重與企業(yè)實(shí)際設(shè)計(jì)制造過程聯(lián)系一體，忽略了實(shí)踐的指導(dǎo)作用[6]。

（二）課程實(shí)踐薄弱，與培養(yǎng)目標(biāo)不相符

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力，實(shí)踐教學(xué)必不可少，也是復(fù)合型人才培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)[7]。因此，培養(yǎng)復(fù)合型人才要兼顧“應(yīng)用”與“創(chuàng)新”，必須協(xié)調(diào)好實(shí)踐與理論的統(tǒng)一性，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)在課程內(nèi)容中的重要性，走由實(shí)踐總結(jié)理論、再應(yīng)用于實(shí)踐的道路。認(rèn)知實(shí)踐、手工繪圖實(shí)踐、上機(jī)實(shí)踐及測繪實(shí)踐等是制圖課程的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效手段，然而在當(dāng)前人才培養(yǎng)大背景下，總課時(shí)壓縮導(dǎo)致制圖課程課時(shí)削減后，難以做到理論與實(shí)踐的兼顧統(tǒng)一。

（三）考核方式單一，與素質(zhì)教育相背離

考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的一種反饋，在一定程度上體現(xiàn)了學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的理解運(yùn)用水平。實(shí)踐教學(xué)是復(fù)合型人才培養(yǎng)的必修環(huán)節(jié)，實(shí)踐環(huán)節(jié)考核是課程全面考核體系的重要組成部分，且不同的實(shí)踐環(huán)節(jié)側(cè)重各不相同，其評價(jià)方法也應(yīng)差異化體現(xiàn)。然而目前仍多沿襲紙卷分?jǐn)?shù)為主、平時(shí)成績?yōu)檩o的考核方式，使理論知識(shí)考核占到總評成績的80%～90%，盡管平時(shí)成績也包含了一定的實(shí)踐內(nèi)容，但難以凸顯其重要性，導(dǎo)致實(shí)踐環(huán)節(jié)成為簡單的機(jī)械性重復(fù)，難以吸引學(xué)生獨(dú)立思考，失去了實(shí)踐環(huán)節(jié)的意義[8]。其結(jié)果是過程評價(jià)的意義被忽略，不利于大學(xué)生的綜合素質(zhì)評價(jià)[9]，與當(dāng)前大力推行的素質(zhì)教育大相庭徑。

綜上所述，當(dāng)前的機(jī)械制圖課程在實(shí)際應(yīng)用中還存在著諸如課程內(nèi)容與培養(yǎng)計(jì)劃不相符、理論與實(shí)踐不統(tǒng)一、考核方式與教育理念相背離，以及課堂教學(xué)方法傳統(tǒng)單一等問題。為了使課程教學(xué)適應(yīng)一流課程建設(shè)背景下的現(xiàn)代教育發(fā)展，對現(xiàn)階段機(jī)械制圖課程存在的上述問題進(jìn)行全面深入的改革并付諸實(shí)踐勢在必行。

二 課程改革探索

近年來，太原理工大學(xué)持續(xù)在“雙一流”建設(shè)上發(fā)力，在本科生人才培養(yǎng)方面實(shí)施了一系列改革舉措，基層教研室圍繞學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，積極開展教研、加強(qiáng)課程建設(shè)、實(shí)施改革探索，為學(xué)校“雙一流”建設(shè)添柴加薪。工程圖學(xué)教研室承擔(dān)著全校52 個(gè)理工科專業(yè)160 余個(gè)班級(jí)的制圖類課程教學(xué)任務(wù)，近年來，教研室積極推進(jìn)教學(xué)改革，尤其在機(jī)械類專業(yè)制圖課程教研方面，以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以一流課程建設(shè)為載體，做出了一系列的改革舉措。

（一）課程內(nèi)容體系創(chuàng)新重構(gòu)

針對現(xiàn)有教材編寫普遍存在的“課程內(nèi)容固化，滯后于業(yè)界新技術(shù)”這一問題，探索適用于復(fù)合型人才培養(yǎng)的機(jī)械制圖課程內(nèi)容體系，解決當(dāng)前高校畢業(yè)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與行業(yè)需求不匹配、培養(yǎng)的人才不適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展需求這一突出矛盾。如圖1 所示，首先從形體入手，通過三維造型設(shè)計(jì)展現(xiàn)不同類型基本體、組合體及典型零部件的結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)培養(yǎng)形象思維能力；然后回歸教材將其與立體的投影表達(dá)相結(jié)合，繼而將計(jì)算機(jī)繪圖融入工程圖樣繪制；由立體分解出面，繼而到線再到點(diǎn)，通過自然過渡形成投影理論基礎(chǔ)，逐步探索建立自上而下的學(xué)習(xí)方法；在學(xué)習(xí)過程中按照國家標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生貫徹標(biāo)準(zhǔn)的工程意識(shí)；將三維造型與二維繪圖、3D 掃描與打印融入課程內(nèi)容體系，在實(shí)踐環(huán)節(jié)將課程學(xué)習(xí)中遇到的典型零件進(jìn)行建模及3D 打印，熟悉零部件成形過程，以解決復(fù)雜形體空間想象難以及無法判斷想象結(jié)果是否正確的問題，幫助學(xué)生正確理解視圖，提高空間想象的準(zhǔn)確率。通過實(shí)際觀察進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生工程概念，找到與理論基礎(chǔ)的緊密聯(lián)系，也為實(shí)踐環(huán)節(jié)提供保障。

圖1 機(jī)械制圖創(chuàng)新教育課程體系

（二）探索理論實(shí)踐融合教學(xué)方法

針對復(fù)合型人才培養(yǎng)的實(shí)踐性和創(chuàng)新性強(qiáng)這一特點(diǎn)，從課程的理論與實(shí)踐協(xié)調(diào)統(tǒng)一方面開展了探索研究。首先，根據(jù)新的培養(yǎng)計(jì)劃確立實(shí)踐性環(huán)節(jié)占課程教學(xué)課時(shí)數(shù)的比重，進(jìn)一步向?qū)嵺`性環(huán)節(jié)傾斜。其次，改變掌握大量理論的基礎(chǔ)上再開展實(shí)踐環(huán)節(jié)的常規(guī)安排，力求實(shí)踐先行、結(jié)合理論、二次實(shí)踐的教學(xué)安排。如零部件表達(dá)部分的學(xué)習(xí)先在工廠參觀實(shí)踐，在輕松有趣的氛圍下了解零部件的表達(dá)方法，然后帶著“為什么采用這樣的表達(dá)方案”等問題回歸課堂，學(xué)習(xí)零部件表達(dá)方案，通過給定常用零部件實(shí)體，各自采用自己的方案進(jìn)行表達(dá)并交流自己的心得體會(huì)。最后，將計(jì)算機(jī)二、三維繪圖分別融入到投影理論與立體表達(dá)部分的學(xué)習(xí)中，訓(xùn)練計(jì)算機(jī)繪圖能力。通過運(yùn)用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段，將靜止抽象的結(jié)構(gòu)圖例設(shè)計(jì)成動(dòng)態(tài)的三維形體進(jìn)行演練，將零部件的制造方法及工作過程視頻穿插到課堂講解中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂參與積極性，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。

（三）實(shí)施全程量化考核評價(jià)

為全面客觀地反映學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，有利于復(fù)合型人才的培養(yǎng)，改原來單一紙卷結(jié)課考試為全程動(dòng)態(tài)考核形式，以加強(qiáng)對全學(xué)習(xí)周期的動(dòng)態(tài)考核和評價(jià)，具體內(nèi)容如圖2 所示。首先，在考核內(nèi)容上強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重，突出實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性，體現(xiàn)立體投影在紙卷中的重要地位，將投影理論基礎(chǔ)部分體現(xiàn)在形體表達(dá)中來考查；其次，強(qiáng)化過程管理的重要性，將平時(shí)作業(yè)、上課出勤、課堂表現(xiàn)等學(xué)習(xí)過程體現(xiàn)在平時(shí)成績中，增強(qiáng)考核的科學(xué)性；第三，考核形式上試行面試方案及分組考核方式，兼顧個(gè)人能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的考察，并設(shè)置具體量化指標(biāo)。針對實(shí)踐環(huán)節(jié)表現(xiàn)突出的學(xué)生，給予面試考核的機(jī)會(huì)，在考前組成面試考核小組，對面試考核合格學(xué)生免筆試，不合格學(xué)生再參加筆試取得成績。為了充分體現(xiàn)考試的公平性，在紙卷考題命制上邀請同類院校專業(yè)教師命題，既有利于實(shí)現(xiàn)考教分離方案探索實(shí)施，又利于避免不同層次學(xué)校教師出題存在的偏差等問題。

圖2 機(jī)械制圖全程量化考核評價(jià)體系

三 課程改革成效

（一）學(xué)習(xí)達(dá)成度逐步提升

受學(xué)校專業(yè)調(diào)整和培養(yǎng)方案優(yōu)化等因素影響，機(jī)械制圖課程上課班級(jí)從2016 級(jí)的24 個(gè)班增加到2020級(jí)的35 個(gè)班，統(tǒng)計(jì)歷年來機(jī)械制圖課程考試成績，近五年考試及格率維持在85%，且總體呈現(xiàn)上漲趨勢，優(yōu)秀率（總評大于等于90 分）從2016 級(jí)的10%增長到2021 級(jí)的15%。其中課程改革的推行實(shí)施從2018 級(jí)開始，2017 級(jí)及以前主要沿用紙卷加平時(shí)成績的形式。從成績匯總數(shù)據(jù)可見：課程的及格率基本上維持在85%左右，說明學(xué)生對課程改革具有較好的適應(yīng)性，未因教學(xué)過程和考核方式的大幅變化導(dǎo)致成績的大幅波動(dòng)，且及格率與課堂上學(xué)生狀態(tài)基本相符，即絕大部分學(xué)生能緊跟節(jié)奏、認(rèn)真堅(jiān)持、積極互動(dòng)，但總有極少數(shù)學(xué)生課堂上心不在焉、課下三心二意，導(dǎo)致無法取得基本的及格成績。從成績優(yōu)秀率來看，自課程改革實(shí)施以來的近三年中有了4%的提升，每年惠及40 余名學(xué)生。說明課程改革的實(shí)施有利于展現(xiàn)學(xué)生的全方位學(xué)習(xí)能動(dòng)性，提升學(xué)習(xí)成效。

（二）課外競賽效果明顯

“全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”（簡稱“成圖大賽”）作為圖學(xué)界的奧林匹克，越來越受到學(xué)校相關(guān)部門的重視。太原理工大學(xué)自2016 年參加第九屆成圖大賽取得一定成績以來，在教學(xué)過程中逐步融入大賽元素，注重在理論知識(shí)講授、計(jì)算機(jī)參數(shù)化建模、數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能動(dòng)性。教研室基于該項(xiàng)賽事所涉及的內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)，以訓(xùn)練學(xué)生的個(gè)人創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，協(xié)調(diào)發(fā)展學(xué)生的知識(shí)、能力與素質(zhì)。正是在課程教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生競賽能力的持續(xù)改革，學(xué)生課外競賽熱情高漲，參與人數(shù)逐年遞增，競賽成效明顯，近五年教研室指導(dǎo)學(xué)生參加成圖大賽獲國家二等獎(jiǎng)7 項(xiàng)，省級(jí)一等獎(jiǎng)3 項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5 項(xiàng)、三等獎(jiǎng)7 項(xiàng)。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，成圖大賽取得了一定的成績，其中很重要的一方面就在于課程改革中理論實(shí)踐融合教學(xué)方法和自主學(xué)習(xí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)施，取得了明顯的成效。與此同時(shí)也注意到，同部分競賽實(shí)力強(qiáng)勁的高校相比，在該項(xiàng)賽事上還有很大的進(jìn)步空間，尤其是在國家一等獎(jiǎng)上亟待突破，這也堅(jiān)定了我們在課程教學(xué)中繼續(xù)堅(jiān)持理論指導(dǎo)實(shí)踐、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的改革路線。

（三）創(chuàng)新實(shí)踐能力增強(qiáng)

過去五年，制圖教研室共指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目7 項(xiàng)，其中國家級(jí)項(xiàng)目3 項(xiàng)，項(xiàng)目申報(bào)時(shí)尚處于大一年級(jí)的參與者達(dá)到60%。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，大一新生因剛剛完成制圖課程學(xué)習(xí)，對國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、繪圖技能要點(diǎn)等掌握牢固，可完成機(jī)構(gòu)裝置的裝配圖設(shè)計(jì)和零件圖表達(dá)，甚至可將自己的創(chuàng)新性思維體現(xiàn)到對零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和表達(dá)中，表現(xiàn)出極強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。其次，在老師們的各類縱橫向項(xiàng)目實(shí)施中，經(jīng)師生雙向選擇后部分本科生承擔(dān)了重要科研角色，包括文獻(xiàn)資料查閱、研究綜述撰寫、機(jī)械圖樣設(shè)計(jì)等，通過對各項(xiàng)目的參與和具體實(shí)施，學(xué)生的眼界變得開闊、思維更加縝密、創(chuàng)新實(shí)踐增強(qiáng)，表現(xiàn)出的科研熱情在大四保研中成為一種獨(dú)有優(yōu)勢，受到導(dǎo)師青睞。

四 結(jié)束語

一流課程建設(shè)背景下機(jī)械制圖課程教學(xué)改革與實(shí)踐是適應(yīng)新時(shí)期高等教育發(fā)展而做出的課程改革舉措，通過課程內(nèi)容的改革，重新設(shè)計(jì)適合于新時(shí)代人才培養(yǎng)計(jì)劃的課程體系，將業(yè)界前沿技術(shù)融入教學(xué)內(nèi)容，課程內(nèi)容安排上弱化理論性、突出實(shí)用性、體現(xiàn)先進(jìn)性、培養(yǎng)創(chuàng)新性；通過對教學(xué)方法的改革，降低教師的主導(dǎo)作用，突出學(xué)生的自主性，以“提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力”為目標(biāo)改進(jìn)教學(xué)方法；通過對考核內(nèi)容與形式的改革，強(qiáng)化過程管理，創(chuàng)新考核方式，推行面試等考核形式，增強(qiáng)課程考核實(shí)踐環(huán)節(jié)比重，提高學(xué)生參與課堂的積極性，培養(yǎng)濃厚的學(xué)習(xí)興趣。最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生成績有提升、課外競賽有實(shí)力、創(chuàng)新實(shí)踐有基礎(chǔ)的明顯成效，探索出一種“實(shí)踐先行、總結(jié)理論、指導(dǎo)實(shí)踐”的復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，極大地促進(jìn)機(jī)械制圖課程教學(xué)質(zhì)量提升，為一流課程建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，服務(wù)于普通高校復(fù)合型人才培養(yǎng)需求。