“新工科”背景下機(jī)械制圖課程教學(xué)改革

甘雅文

摘要：在當(dāng)今新一輪科技變革的環(huán)境下，機(jī)械制圖作為制造領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)學(xué)科，企業(yè)對相關(guān)人才的要求也隨之不斷提升，故而高校針對機(jī)械制圖的教學(xué)模式也在依托于當(dāng)代科學(xué)技術(shù)與市場需求，針對現(xiàn)今存在的具體問題，不斷進(jìn)行探索與完善，尋求新思路與新方法，高校采用新科技手段與新理念進(jìn)行教學(xué)，在提高教學(xué)水平完善教學(xué)方法與內(nèi)容的同時，也提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率并激發(fā)他們對所學(xué)知識的熱情，達(dá)到進(jìn)一步主動學(xué)習(xí)的目的。

Abstract： In the environment of a new round of scientific and technological changes， mechanical drawing as an important basic discipline in the field of manufacturing， the requirements of enterprises for relevant talents are also constantly improved. Therefore， the teaching mode of mechanical drawing in Colleges and universities is also relying on the contemporary science and technology and market demand， aiming at the existing specific problems， constantly explore and improve， seek new ideas and new methods Teaching with new scientific and technological means and new ideas can not only improve the teaching level， but also improve the learning efficiency of students and stimulate their enthusiasm for the knowledge they have learned， so as to achieve the purpose of further active learning.

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖;教學(xué)模式;高效學(xué)習(xí)

0? 引言

機(jī)械制圖的教學(xué)是機(jī)械類學(xué)科中重要的基礎(chǔ)課程，而隨著新科技與新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，學(xué)科建設(shè)應(yīng)為此做出創(chuàng)新性改革，培養(yǎng)具有國際前瞻性視野的新型人才[1]。在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)在空間分析能力、“工程語言”表達(dá)與交流、專業(yè)工程圖紙的讀圖與設(shè)計圖等方面的能力有限，而隨著當(dāng)前科技水平與新經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，人才需求水平也隨之變高，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足企業(yè)的高水平要求，本文針對以上問題，在新工科背景下機(jī)械制圖課程的教學(xué)進(jìn)行探索與分析，進(jìn)一步改良教學(xué)手段與內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1? 機(jī)械制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀及問題

機(jī)械制圖課程分成2個模塊，即理論教學(xué)模塊與上機(jī)教學(xué)模塊。理論教學(xué)是講授基本知識，主要以三視圖的表達(dá)、標(biāo)準(zhǔn)件的畫法等理論為主，但是在整個教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的空間分析能力有限，對標(biāo)準(zhǔn)件的認(rèn)識也缺乏一定程度的了解，并且對裝配體掌握程度不夠等一系列問題。上機(jī)教學(xué)模塊以操作AutoCAD為主，完成零件圖及裝配圖的繪制，而在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對大部分指令無法深入理解并運用，故而學(xué)的比較淺顯，導(dǎo)致畫圖時遇到各種無法解決的突發(fā)問題，所以無法畫出十分專業(yè)的工程圖紙。

2? 機(jī)械制圖課程教學(xué)改革

2.1 機(jī)械制圖教學(xué)綱目的修訂完善

隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的提升，應(yīng)合理的利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，改善傳統(tǒng)教學(xué)模式，提升教學(xué)效率，達(dá)到激發(fā)學(xué)生興趣、強化記憶與知識理解的作用，在此基礎(chǔ)上，教學(xué)綱目也需要針對性的進(jìn)行合理修訂，以便滿足新教學(xué)手段與新內(nèi)容[2]。因為教學(xué)大綱主導(dǎo)著教學(xué)過程中的培養(yǎng)方案，是組織教學(xué)的重要依據(jù)，所以在修訂大綱時，需要做到目標(biāo)明確，體系完整，不局限于教材，也要基于目前科技發(fā)展提升相應(yīng)的教學(xué)深度與廣度，滿足行業(yè)發(fā)展新模式的背景下，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，完善機(jī)械制圖的綱目。

2.2 模塊化教學(xué)

目前機(jī)械制圖教育規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)單一流水線式的教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生對知識的理解不夠系統(tǒng)，模塊化教學(xué)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化整理，讓學(xué)生針對課程內(nèi)容構(gòu)建知識框架，明白課程中知識點之間的穿插與獨立特征，因此模塊化教學(xué)不能過分強調(diào)模塊之間的獨立功能，還要盡量交叉知識內(nèi)容，讓學(xué)生有整體認(rèn)識，在整體認(rèn)識的基礎(chǔ)下，教師引導(dǎo)性學(xué)習(xí)，在學(xué)生吸收知識有差異時，充分發(fā)揮他們的主觀能動性進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。

2.3 融入3D打印技術(shù)

傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)過程一般是教師進(jìn)行講解、示范等手段開展，而在講解或示范過程中，零部件的結(jié)構(gòu)形狀都是通過圖片或者教師口述進(jìn)行展示，裝配圖則更多是教師講解其工作原理，這樣的方式往往無法滿足教學(xué)預(yù)期效果。雖然學(xué)校有一部分傳統(tǒng)實物模型，但是由于模型種類固定且單一，無法滿足目前快速變化的市場需求，故而有一定的局限性[3]。

在機(jī)械制圖教學(xué)過程中融入3D打印技術(shù)，在教師教學(xué)角度方面，教師可以將3D模型繪制在電腦上，給學(xué)生直接展示模型結(jié)構(gòu)，而在畫三視圖階段，也可以將三視方向一一呈現(xiàn)給學(xué)生看，這種直觀表示方法，十分利于空間想象能力比較薄弱學(xué)生的學(xué)習(xí)。

針對學(xué)生學(xué)習(xí)角度方面，學(xué)生能手動制造實物，在構(gòu)型過程中不斷鍛煉創(chuàng)造能力，開發(fā)大腦想象力，并且制造出實物模型后，很大程度減輕了學(xué)習(xí)難度，不僅僅讓他們能感受三視圖細(xì)節(jié)，而且還能將零件組裝觀察它們的實際裝配情況，這種方法大大提升了學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

針對學(xué)習(xí)效果角度方面，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)很大程度需要學(xué)生自行想象，而零件的過渡線或者相貫線等結(jié)構(gòu)，他們?nèi)绻麤]仔細(xì)觀察時，是很難深刻理解這個知識點，所以3D打印出的實物，讓他們不僅僅在局限于老師講解或者自行想象，而是依附于實際零件的輪廓進(jìn)行理解，這種將實際教學(xué)與理論知識結(jié)合的方法，有效提升學(xué)生的繪圖能力，達(dá)到高效學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

2.4 教學(xué)內(nèi)容專業(yè)特色化

機(jī)械制圖課程不僅僅在機(jī)械專業(yè)中開設(shè)，在很多非機(jī)械專業(yè)，例如交通運輸和電氣工程中也有涉及，而不同專業(yè)有不一樣的特征，故而在機(jī)械制圖的教學(xué)過程中需要發(fā)揮專業(yè)的特色，教師在教學(xué)過程中將教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)特色進(jìn)行結(jié)合，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不脫離實際生產(chǎn)制造。以車輛工程為例，教師在教學(xué)過程中引入車輛相關(guān)零件，學(xué)習(xí)車輛重要零部件的制圖方法，例如學(xué)生可以將車架、車橋等結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析繪圖，這樣學(xué)生不僅僅學(xué)習(xí)到了機(jī)械制圖知識，還對專業(yè)知識有了更深刻的理解。

2.5 增加測繪實訓(xùn)環(huán)節(jié)

機(jī)械制圖課程知識點很多很雜，而且邏輯性很強，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以發(fā)現(xiàn)重點，也不能很客觀知道自己是否已經(jīng)可以融會貫通，所以在講解理論知識的過程中，需要增加測繪環(huán)節(jié)，讓學(xué)生將學(xué)習(xí)到的理論知識應(yīng)用于實踐當(dāng)中，做到融會貫通的程度。

在測繪環(huán)節(jié)，給學(xué)生實際模型，由零件拆分到裝配過程，將各個部分進(jìn)行完整的測量與繪制，在這個過程中，學(xué)生能夠認(rèn)識和應(yīng)用不同的測量工具，掌握正確的測量技術(shù)，同時大量訓(xùn)練零件圖與裝配圖的繪制，有利于理論知識的應(yīng)用，而在學(xué)生拆裝零部件時，他們能清楚的了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理，在提升空間想象能力的同時，還對零件圖與裝配圖的關(guān)系的理解上有很大幫助。

在測繪環(huán)節(jié)，不再是傳統(tǒng)枯燥乏味的授課方式，學(xué)生能夠發(fā)揮自身的主觀能動性，動手實際操作，不僅僅感受到學(xué)習(xí)制圖課程的快樂，還能提升他們的學(xué)習(xí)興趣，對整個學(xué)習(xí)階段都有很大幫助。

2.6 采用混合式教學(xué)模式

當(dāng)今信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，教育教學(xué)也不斷更新觀念與手段，將當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備充分融入當(dāng)代教育中[4]，首先不能將多媒體作為黑板的替代品，在教學(xué)過程中，僅僅將應(yīng)該板書到黑板上的內(nèi)容完全復(fù)制到多媒體中，這在很大程度上并沒有充分發(fā)揮多媒體的作用，多媒體技術(shù)可以使課堂容量大大增加，故學(xué)生在固定時間內(nèi)能獲取更多信息，而且先進(jìn)設(shè)備還能與網(wǎng)絡(luò)連接，實際上有更多的信息可以查到，例如當(dāng)學(xué)生對于某個零部件無法理解時，教師可以立馬在網(wǎng)絡(luò)上查找相應(yīng)三維圖片進(jìn)行展示，這種教學(xué)手段極大豐富教學(xué)師生的交流互動，不再讓課堂變成教師的一言堂，在豐富的教學(xué)形式下，學(xué)生還能邊學(xué)邊思考，這種思考能力，極大利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

以上是基于“新工科”背景下機(jī)械制圖課程教學(xué)改革，在具體教學(xué)過程中，教師還需要根據(jù)學(xué)生上課的學(xué)習(xí)反饋，不斷調(diào)整上課方式與方法，將實際教學(xué)與改革方式相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)課程最優(yōu)化教學(xué)，讓學(xué)生真正學(xué)習(xí)到知識。機(jī)械制圖課程教學(xué)改革模式可以采用如圖1的流程圖表示。

3? 結(jié)束語

本文基于“新工科”建設(shè)理念，分析機(jī)械制圖在教學(xué)過程中實際存在的問題，提出教學(xué)改革措施。提出了修訂教學(xué)綱目、模塊化教學(xué)、融入3D打印技術(shù)等一系列改革措施。實現(xiàn)將老師為主要授課而學(xué)生單純聽課的傳統(tǒng)模式，向以學(xué)生自主學(xué)習(xí)老師輔助性教學(xué)為主的多元化模式轉(zhuǎn)變，達(dá)到提高機(jī)械制圖教學(xué)效率與效果、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和提升教學(xué)深度等目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王顏輝，樊彩轉(zhuǎn)，穆麗娟.機(jī)械類專業(yè)《畫法幾何與機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革的探索[J].機(jī)械管理開發(fā)，2020（2）：210-212.

[2]馮志輝，陳杰.基于CAD技術(shù)以“掌握”為目標(biāo)的機(jī)械制圖教學(xué)改革研究與實踐[J].智庫時代，2019（46）：192-193.

[3]張秀芬，蔚剛，裴承慧.任務(wù)驅(qū)動法在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技信息，2012（11）：29.

[4]郭延文.基于AutoCAD技術(shù)《機(jī)械制圖》課教學(xué)方法的探討[J].四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019，29（01）：139-144.