機械製圖教學現狀分析及教改思路探討的論文
論文摘要：從學生特點、師資狀況、教學手段等多角度細緻分析了當前高校機械製圖教學中出現的問題。基於培養學生設計製圖能力的宗旨、著眼於教學效果的實用性，從課程教學體系、教學設定、助學方式、考核手段四個方面，對機械製圖課程教改方案進行了探討，為該課程的深入改革與發展提出了新的思路。
論文關鍵詞：機械製圖,教學改革,教學體系
1．引言
機械製圖課程是機械類專業的重要技術基礎課程，該課程重在培養學生讀圖和繪圖能力，要求學生具備一定空間想象力和思維力、掌握機械製圖的國家標準，並能熟練利用合理的表達方案進行繪製機械產品裝配圖和零件圖，是一門理論性和實踐性都很強的傳統課程。隨著科技的發展、產業結構的調整，社會對機械類應用型人才培養的要求不斷提高，對畢業生機械製圖能力的要求越來越高，傳統的教學形式已很難適應科技社會的發展。如何更新教學觀念，建立新的教學體系，探索新的教改模式已經逐漸成為眾多大學面臨的新課題。本文詳細分析了當前本科院校機械製圖教學中存在的問題，從教學體系、教學過程設定、助學、考核著手，探索了機械製圖課程教學改革的新思路。
2.機械製圖教學現狀
2.1學生素質差異大，學習積極性有待提高
隨著高校擴招規模的加大，學生入學成績參差不齊大。就機械類大方向來說，不同的專業學生入學成績也存在差異，冷門專業與熱門專業的學生文化基礎差距較大。因而，教師若按同一標準組織教學，存在一定困難。相比五年前，當前大學生學習主動性也逐步下降。很多學生學習目的性不明確，單純地追求考試過關，而不潛心研究知識體系，學習缺乏鑽研精神。總體來說，課堂學習積極性較以前畢業生明顯降低，課堂上容易出現聽不懂的狀況，從而對課程的學習產生厭倦和畏懼心理。
2.2教師教學活動單一，易缺乏科研經驗
目前，許多高校機械製圖教學是由專門的製圖教研室進行，任課教師長期從事單一的製圖教學活動，科研活動也只是侷限於製圖教學研究、教材教案編寫和課件試題庫開發等。這樣容易造成教師的知識結構單一化，缺少實際設計研究經驗。此外，隨著高校教師隊伍整體學歷的提高，大量從高校畢業的博士碩士直接參與製圖教學，這些人缺乏實際專業應用經驗，從事教學後也不能有很好的機會在機械學科方向上開展實際設計開發研究，知識構成會隨著工作年限的增長不斷退化。教師本身教學的單一性使得高校製圖教學更偏重於圖形投影知識，而不能有效地同機械類學科特點結合在一起。
2.3多媒體教學節奏快，課堂講解難以深入
為適應“厚基礎、寬口徑、高素質”的人才培養目標和“平臺化”的本科通識教研模式，許多高校對機械製圖教學大綱進行了重新修訂，大幅縮減了製圖課程的學時。此外，由於招生數量的增多，一些高校製圖課程都採用合班上課的形式，學生人數眾多，很難保證所有學生都能看清板書和掛圖等。為在有限的學時內，讓學生快速掌握製圖理論知識，各高校基本摒棄“掛圖+模型+板書”的傳統教學模式，採用更為現代化的多媒體教學。用幻燈片代替傳統的掛圖，利用豐富的動態直觀影象創造形象、生動、有趣的教學環境，有效地吸引了學生的課堂注意力，有助於提高教學效果。但由於授課內容較多、每張幻燈片停留時間較短，授課時省略了邊繪圖邊講解的過程，學生對課件內容的理解不夠深刻。往往一節課結束，學生只知道幾個概念，對知識點的認識只停留在表面，根本不懂如何繪製投影圖。
2.4教學內容與實際聯絡脫節，教學實效性弱化
由於學時的減少，機械製圖課程中有關畫法幾何的內容大量減少。而畫法幾何是使學生的思維由表及裡，從感性上升到理性，從空間到平面，再從平面到空間最後再回到螢幕的邏輯思維方法。減少對學生相關思維能力的訓練，則會減弱學生對空間物體表象的感性認識，削弱學生空間構造能力的發展，最終影響學生基本製圖能力。在教學內容上，機械製圖教學一般包括製圖的基本知識、組合體、機件表達方法、標準件和常用件、軸測圖、零件圖和裝配圖。其中，組合體和機件表達方法部分內容較多，重在培養學生畫圖和讀圖能力。零件圖和裝配圖部分的內容沒能很好地結合實際。總體來說，機械製圖教學內容過於偏重機件的詳細畫法，即側重培養學生“畫”和“讀”技能，而與機械行業具體實踐關聯性差，使得整個教學與培養機械人才的大方向產生了些許偏離。
2.5課程開設孤立化，學生缺乏相關基礎
大多高校在大一開設機械製圖課程，此時學生還未進行機械專業的入門課程學習，有些專業的學生甚至還沒參加金工實習，因此學生對一些常見機械加工方法、工藝結構等實際應用知識缺乏初步認識，從而導致機械製圖的整個教學過程難以同產品設計開發、實際應用環節有機整合，削弱了機械製圖課程同後續專業課程、課程設計、畢業設計的關聯性。等到畢業設計時，學生的繪圖能力嚴重不足，很難選擇合適的表達方案繪製正確的投影圖，尺寸和技術要求的標註也十分隨意。孤立地開設機械製圖課程，人為切斷該課程同整個機械學科的聯絡，使得該課程基本沒有體現真正的實效性，課程的開設對學生製圖能力的培養難以達到預期效果。
3．教學改革思路
3.1教學體系系統化
機械製圖課程的實踐性和基礎性非常強，講授的知識面寬並且設計後續專業課程內容，必須與相關課程形成良好的配合，形成一個全方位的整體學習系統。應當建立系統的教學體系，教學需突出實用性，並有效融合機械相關知識。
將機械製圖課程定位於培養設計製圖能力，而非單純的製圖技能。在機械製圖課程開設之前，可進行金工實習以及機械基礎知識入門學習；利用機械製圖課程設計，初步將機械製圖訓練過程與機械設計聯絡到一起，體現設計製圖的思想。並在後續專業課程的開設中，指定製定循序漸進的.教學方案，形成以設計—工藝—繪圖為主線的課程學習體系，將製圖課程的學習深化到後續課程之中，使學生的製圖水平在後續課程的學習中得到不斷提高和昇華。
3.2教學設定實用化
以遵循國標規定為前提，進行繪圖表達方案講解，加強設計製圖能力的培養，並注重手工繪圖能力的訓練。教學開展過程中，可從如下幾點進行有針對性的變革：
（1）改善師資結構，強化教學實用性
打破教研室限制，不設定專門的機械製圖教研室，改由機械設計、機械製造等專業課教師直接擔任機械製圖課程。利用專業課教師豐富的實際課題研究經驗，避免了製圖教學過程的單一性。教學過程中，有針對性地將專業研究成果、經驗和成功開發案例引入製圖教學，從而實現製圖教學同實際應用的有機聯絡，使得機械製圖課程的教學真正脫離傳統意義上的讀圖繪圖訓練，從而更適應行業發展需要。
（2）豐富課堂教學手段，增強教學效果
改善單純的多媒體教學方式，教師適當採用繪圖軟體增加授課效果。對於一些難點和重點，教師必須進行實際繪圖，逐步細緻講解繪圖過程。由於受教室場地、光線、學生人數等客觀因素的限制，黑板作圖只能對教室前幾排的學生有良好的教學效果；此外，黑板作圖耗時費力，影響教學程序。這時，教師可利用二維繪圖軟體（如AUTOCAD）模擬完成黑板教學，既可保證圖形的清晰性，又加快了繪圖速度。透過對某些區域性的放大顯示，保證了圖形的良好可讀性。此外，可利用三維軟體現場建模，及時幫助學生構造形體的空間形狀，有助於學生空間思維能力的培養。
（3）強化課程設計環節，注重理論學習的創造性培養
延長機械製圖課程設計時間，將單純的零件測繪實踐改為“測繪+設計”的模式。首先，給出某種產品的部分零件實物，讓學生完成零件的測繪；然後，根據測繪資料、依據具體設計裝配要求，自主設計個別主要零件；最後，繪製完成整個產品圖紙。這種課程設計模式，既訓練了學生對卡鉗、遊標卡尺、量角規等常見測量工具的使用技能，又培養了學生創新設計簡單零件的能力。以培養學生設計製圖能力為目標，要求學生在課程設計完成後，交出成套手繪草圖、AUTOCAD電子圖稿和全套列印圖紙。經過課程設計，學生透過零件的測繪、設計，可熟悉產品出圖的全過程，並加強了自身徒手繪圖、計算繪圖能力。
3.3助學形式網路化
開發網上助學系統，開展網上學習、測試和答疑。校園網路的普及使學生能夠更為方便地接受遠端教學，更好的吸收知識。可利用校園網路優勢，研製開發網上助學系統，系統設定學習模組、測試模組、答疑模組。學習模組主要提供教師上課所用的課件和教案，對課程的重點難點進行分析，並配備了相應的例題解析；此外，該模組還連結其他高校製圖精品課程網頁，為學生提供更為豐富的學習資源。針對機械類不同專業教學需要，在訓練測試模組設定了不同難度的測試習題。系統開闢教師線上答疑專欄，學生透過網上留言或發郵件方式向老師提出問題，同時師生間也可透過BBS論壇交流學習資訊。學生可利用該系統，結合自身的專業特點和學習情況，選定相應難度的試題，利用系統的二維繪圖功能完成解題過程。系統自動對學生輸入的答案做出判斷，給出學生成績，並提供正確答案以供參考。
助學系統充分利用網路生動、直觀、形象、和互動的特點，既能幫助學生更好的掌握課堂知識，又能幫助教師及時瞭解學生對知識點的掌握程度，並能根據情況調整課堂教學模式，形成教師學生互動學習、人機互動的良好教學機制。助學系統的主體框架如下：
圖1助學系統框架
3.4測試方法的人性化
製圖考試形式不能僅侷限於簡單的書面測試，而要根據該課程的特點分段考試，機械製圖成績構成如下：
製圖基礎考試（40%）+課程設計（30%）+軟體知識考試（15%）+平時成績（15%）=機械製圖總成績（100%）
（1）對於製圖基礎部分的內容涉及得都是基礎知識，重點在於讓學生掌握基礎理論，及讀圖和畫圖的基本方法，是可採用閉卷的形式考評學生的掌握程度。當然，可採用標準化考試模式，即採用考試選題系統，直接讓學生上機考試。該部分考試成績佔學生總成績的40%。
（2）設計製圖部分，重點要求學生掌握設計繪製機械零件圖紙及裝配圖紙的能力。由於該部分內容跟專業結合較緊密，應作為考核的重點。該部分可透過“測繪+設計”課程設計的形式，讓學生參與整個機械零件圖紙繪製過程，既考核了學生對零件圖、裝配圖部分知識的掌握程度，又培養了學生設計創新能力，並考核了學生手工製圖和計算機繪圖能力。該部分以圖紙形式提交給教師，考核成績佔總成績的30%。
（3）AUTOCAD軟體的考核部分可借鑑AUTODESK公司工程師培訓要求，採用試題庫的形式進行。
考試直接在電腦上進行，每個學生的試題均從試題庫隨機抽取，題型各不相同。考試主要考核學生對AUTOCAD軟體的基礎知識的掌握程度，考試成績佔總成績的15%。AUTOCAD軟體的實際應用操作能力考評則在課程設計中進行。
（4）此外，根據學生平時課堂出勤率、課堂表現、作業情況等多個因素，給出學生的平時成績，該部分佔學生總成績比重的15%。
4．結束語
本文針對當前機械製圖教學中出現的問題，提出相應的改革措施，並在試點班級進行了改革嘗試。結果表明，該班級的學生機械製圖素質較其他班級有很大的提高。從後續相關專業課程的課程設計反饋資訊來看，試點班級的學生設計圖紙的可讀性高，錯誤率低。機械製圖教學改革是一個長期漸進發展的過程，需在實踐中反覆摸索，不斷積累經驗，總結成效，文章提出的相關教學改革措施對其他高校的改革具有一定的參考價值。
參考文獻
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