机械制图课程优化教学研究

0引言

2008年武汉体育学院为适应科技兴体要求，开设了机械设计制造及其自动化（体育装备工程方向）专业，旨在培养我国体育用品及体育装备的设计、制造研发人员。机械制图课程就是该专业的必修专业基础课。“机械制图”涵盖画法几何、制图标准、机械零件等多门专业课基础内容，不仅培养学生掌握绘图、读图的基础技能，更是拓展学生思维空间、培养学生创新设计能力、提高学生综合素质的一门课程。它以其独特的思维方式和实践环节责无旁贷地成为培养工科学生创新设计能力的最佳课程，在人才培养体系中具有重要的作用。近年来各高校针对“机械制图”课程内容单调、学生理解困难、学习积极性不高等问题进行了教学研究和改革：（1）普通高等院校强调精简优化“机械制图”理论教学内容，将机械设计与机械制图融为一体，采用案例法培养学生创新思维能力；（2）高职院校以工作过程为导向培养市场需要的实用型人才，强调理论知识“必需、够用”。各类院校课程改革的共同点在于：在具有良好的工科专业基础保障前提下，将“机械制图”与计算机绘图相结合，实现同步教学；而针对学生创新设计能力训练少、与后续课程衔接不好、评价方法单一等问题，从教学方法、教学手段及教学内容上进行研究。本文通过分析近年来体育院校“机械制图”课程中存在的问题，从理论教学内容、实践教学环节及考核评价等三方面，提出可有效提高机械制图教学效果的建议和方法。最终使武汉体育学院的工科专业学生能在激烈的就业竞争环境中脱颖而出，确保体育器械设计人才培养目标的顺利实现。

1体育院校机械制图课程中存在的问题

1.1机械制图基本制图标准强调多，专业系统训练少

机械制图是武汉体育学院学生入校以来接触的一第一门专业基础课，对学生的创新思维、空间想象力要求较高，而目前传统的教学方法都是按章逐节讲授，学生所获知识亦是堆砌在一起，不利于纵观知识全貌，有碍学生学习主动性的发挥。

1.2机械制图课程与后续课程衔接不够

学生没有把机械制图真正作为一门工具来使用，从大二上学期结束机械制图课程后，学生就容易遗忘大多数基本标准要求，在后期的学习中虽有部分知识的巩固，但是还是效果不理想。

1.3教学模式太过陈旧

目前机械制图课程教学模式仍是教师课堂以课本内容教授为主，课下针对知识点适当布置作业为辅。而现代社会工科专业的培养更多的是强调理论与实践的紧密结合，传统的教学模式已不能适当日益增长的社会需求。

1.4教学效果评价方式需进一步改进

传统单纯的闭卷考试确实可以考查学生对各项知识的掌握程度，但是就工科专业而言，需要更多强调的是学生应用所学知识解决实际问题的能力能否得到有效的锻炼和提高。没有可深入引导学生学习的实践教学考核，无法真正激发学生学习的潜能。

2提高机械制图教学效果的方法

2.1优化教学内容，将机械制图与其他相关专业课程有机融合

传统“机械制图及CAD”课程涉及到的教学内容包括投影的基本知识；点、直线和平面的投影；立体及其表面上点和线的投影；机械制图的基本知识和技能；组合体；轴测图；机件的表达方法；标准件和常用件；零件图；装配图及计算机绘图等知识要点。机械制图是工科专业诸多设计、制造类课程的专业基础课，若机械制图基础知识掌握不牢固，则势必影响其后续课程的学习和拓展，最终导致知识连续性、系统性及完整性变差，无法实现课程的整体优化。武汉体育学院开设的机械设计制造及其自动化（体育装备工程方向），涉及到的专业课程包括：画法几何、体育装备设计、体育产品造型、人机工程学、机械设计等。通过“体育装备设计”的知识引导激发学生的空间想象力；将“体育产品造型”和“人机工程学”的设计和机械制图的构形设计一起讲解，以提高学生创新构形能力，最终达到对学生进行体育器械设计和机械制图基本知识的双重训练，相互促进，共同提高；将“机械设计”中减速器装配图和零件工作图作为机械制图中的标准件、常用件、零件图、装配图的教学引导，使学生从机械设计的角度学习机械制图基本知识。机械制图及CAD课程教学内容优化后应实现以下几个目标：（1）构筑机械制图对人才创新能力素质培养所需总体知识的框架，设计“机械制图”教学内容，以机械制图基本理论知识为主导，体育装备工程专业知识为主线（体育装备设计、人机工程学、体育产品造型、机械设计等），计算机绘图能力为辅助建立“机械制图”新内容体系。（2）适应机械设计制造及其自动化专业“厚基础、宽口径、重实践、强能力”的高级应用型专业人才培养特色的需要，学生毕业后能具备工科专业所需的基本制图能力，突出体育院校开设的工科专业特色，适应新形势下学生创新意识，提高学生的就业竞争力。

2.2结合体育器械设计现状，加强实践环节

机械制图是一门与机械类其他课程紧密相关的课程，它不同于高等数学、理论力学、材料力学等基础学科，必须将教学内容与工程的实际情况紧密结合起来去理解其各项要素的基本含义。相对于其他工科类课程，机械制图更强调理论与实践相结合，理论教学和实践教学并重方能有效提高教学效果。

（1）机械零部件的认知实验：在完成制图基本知识的教授后，为了使学生更加直观地了解和掌握机械零部件及其表达方式，有必要开展一些机械零部件的演示和装配等相关实验。如在机件的表达法教学之前，首先给学生展示一些轴类零件、对称机件等部件的结构，让学生有直观的认识，借助实物让学生了解零部件的用途，并进行剖析各零部件造型设计的原因及其正确的机械表达方法；在零件图和装配图教学之前再次通过实物演示某减速器的工作原理，通过拆卸、装配及测绘等过程使学生进一步了解机械零部件装配流程及各零部件作用，并引导学生自主安装拆卸的零件，提高学生解决问题的能力。

（2）体育装备器械的参观实践：为使学生具有一定的就业竞争力，武汉体育学院培养的机械设计制造及其自动化专业学生应该在学习实践中展现一定体育特色。除基本课堂教学外，适当安排学生参观一些体育装备器械，并引导学生测量、使用各类设备，使其对体育装备器械有直观的认识，从中掌握机械制图中的测量方法，并且了解各类仪器设备的工作原理，再结合课堂教学内容，可有效地提高教学效果。

（3）鼓励学生参加课外各类科技活动：除课堂实践外，应鼓励学生参加各种竞技类学科竞赛，竞技类各种学科竞赛作品最终都需要通过图纸+作品的形式展现。一方面激发学生学习、探索各类知识的兴趣，另一方面使学生切身感受到机械制图的具体应用环节，建立一个有利于培养学生创新意识的有效环境，最终达到以赛促学的教学效果。

2.3科学的教学效果模式的设计

学业考核评价体系是高等教育的重要组成部分，在教学成果评估、提高教学质量、促进学生发展等方面有着举足轻重的作用。

（1）加强在学习过程中的评价：通过优化教学内容，更改教学模式激发学生上课的兴趣，让学生主动学习，评价的主要目的在于对学生学习过程、学习行为及学习效果进行激励，使学生产生主动学习的动力，增强其主动学习的意识进而强化不同学习层次学生的学习信心，激发学生的内在潜力，切实让学生快乐主动地学习。如针对某一阶段所讲授学习的知识布置比较宽泛的作业，对自己感兴趣的某个健身器材（不限定复杂难易程度）根据机械制图基本方法绘制零件图及装配图，让不同学习层次的同学都能按时完成，然后根据学生具体的学习情况，提出相应的切实可行的改进建议，以激发学生学习的积极性，促进其发展。

（2）设计综合训练考核环节：对于机械设计制造及其自动化专业（体育装备工程方向）而言，将“机械制图”与“Auto-CAD”、“体育装备设计”、“人机工程学”、“体育产品造型”等课程的实践环节统一布置考核，一方面减轻学生作业负担，避免作业的重复布置；另一方面使学生从专业学习的角度有意识地进行创新设计、绘图，而非盲目地对机械制图课程的学习，最终为实际工作打下基础。在实施综合训练环节中，应做到内容丰富、对本专业有所侧重，尤其是体现出体育产品设计的专业特点，让学生意识到综合练习是真正将理论课程和未来实际工作结合起来，最终达到将知识考核和职业能力培养的高度结合。

（3）尺规绘图和计算机绘图的双重考核：对于工科专业而言，学生学习画法几何和机械制图首先要具备的能力就是绘图和识图的能力，这也是教师对学生培养和考核的重点内容。尺规绘图的考核可提前出题，让学生对实体零件和机器进行拆装和测量，观察各零部件设计方法及连接方式，通过所学机械制图基本知识将其基本视图表达出来。近年来，由于计算机绘图具有高效、图面整洁、易于修改、精度高、资料易于保管等优点，在目前各工科行业得到了广泛的应用。为培养学生这方面的职业能力，对计算机绘图的考核，可以设定一个时间要求学生将徒手绘图的作品用计算机绘图软件展示出来，达到以考促学、锻炼解决实际问题的能力。通过尺规绘图和计算机绘图的双重考核，可以有效培养学生遵守制图规范；作图思路、方法和步骤更为清晰，从而更好地掌握所学知识。

（4）理论知识考核：为了有效强化学生对机械制图知识的掌握效果，尤其是让学生通过考前复习考后自查使学生了解机械制图是具有工具性和知识性的一门课程，传统的理论知识闭卷考核必不可少。学生可通过考试前的复习，将所学知识“再现”，最终达到巩固机械制图基本知识的目的。

3结束语

通过教学内容的优化，结合专业设置情况，从各专业基础课程衔接的角度提高学生对本专业的关注度，进而增强其学习意识，并保证专业课程学习的连续性、系统性和完整性；除理论教学外的实践环节，一方面可引导学生主动学习专业知识、将各专业课程联系起来，另一方面可有效调动学生学习积极性，使学生与教师形成良好的互动；科学的评价体系，力图将机械制图真正作为一门工科专业的通用工具使用，熟练应用到体育装备工程专业设计中，最终实现“机械制图”本质培养目标。

作者：王虹 何海峰 单位：武汉体育学院体育工程与信息技术学院