加强能力培养的“机械制图”精品课程教学改革与实践

摘要：“机械制图”课程是高等院校机械类、近机类专业学生必修的一门重要技术基础课，在学生设计能力培养方面起着关键作用。为了提升该课程教学效果，提高应用型人才培养质量，课程组对机械制图课程进行精品课程建设，创新课程体系，改革课程内容，加强了课程实践环节建设，在课程教学和学生实践能力培养方面取得一定成效。本文论述了加强能力培养的“机械制图”精品课程教学改革及实践工作，介绍了提高学生绘图、读图能力以及在应用型人才培养和课程建设方面的经验和成果。

关键词：机械制图；精品课程；应用型人才培养；实践教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0094-03

机械制图课程是工科类各专业学生必修的一门技术基础课，在生产实践中充当着机械工程与产品信息的载体，在工程界起着表达、交流设计思想的语言作用。其教学目的是通过本课程的学习，培养学生以国家标准为基础绘制、阅读工程图样的能力，从而使学生掌握一般机械图纸的设计方法及步骤，培养学生一定的机械设计能力，以及对工程实际问题的分析和解决能力，在学生能力培养培养中占有重要的位置。基于《机械制图》是研究机械图样绘制和阅读规律与方法的一门科学，由于该课程的教学质量关系重大，为了提升课程教学效果，以适应社会对应用型工科高素质人才的需要，几年来，我们课程组对机械制图课程进行精品课程建设，并以加强能力培养为导向，对课程的教学及实践环节进行了多方面的改革和探索，取得了一定成效，得到了学生们及同行的认可。

一、课程教学改革措施

1.创新课程教育理念。“机械制图”是一门研究绘制和阅读机械图样的技术基础课。所谓机械图样，是指准确地表达机件（机器或零、部件）的形状和尺寸以及制造和检验该机件时所需要的技术要求的图纸。机械图样是人们表达设计思想、传递设计信息、交流创新构思的重要工具之一，也是现代工业生产部门、管理部门和科技部门中的一种重要的技术资料，在工程设计、制造、施工、检验、技术交流等方面有着极其重要的地位，因此，机械图样被喻为“工程界的语言”。设置“机械制图”课程的目的，是培养学生绘制和阅读机械图样的基本能力，即通过该课程学习，使学生掌握绘制和阅读机械图样的原理和方法，培养学生的形象思维能力，因而本课程是一门既有系统理论又有较强实践性的技术基础课。

然而，在本课程的教学中，学生普遍存在的难点是，难以建立“实物”与“图样”之间的形象思维，这样直接导致的问题是，见到机件实体难以表达出正确的图样，而见到图样后又难以想象出对应的空间实体。为培养和发展学生的空间思维和空间想象能力，在教学中，我们贯彻“从空间到平面，再回到空间”（即实物图样实物，见图1）的教育理念，即重视实体空间几何关系的分析以及空间几何元素与其投影之间的相互关系，并通过一系列绘图、看图练习，进行归纳总结与分析，使学生掌握绘制和阅读机械图样的原理和方法，取得较好教学效果。

2.改革和更新课程教学内容。为了适应应用型工科人才培养的需要，课程组对传统《机械制图》课程内容进行改革，故将传统的“画法几何”（以初等几何和正投影法为基础，把空间几何体用平面图样表达出来，从而在平面图样上解决空间几何问题）、“机械制图”（以国家标准为基础绘制、阅读工程图样的能力）与现代绘图技术“计算机辅助绘图”（以交互式计算机绘图为重点，介绍AutoCAD绘图软件，使学生通过学习能够绘制各种机械图样）三门课程进行融合，组建为新的“机械制图”课程，为此，并将新“机械制图”课程内容设计为六大模块，分别为：制图基础（介绍国家制图标准、绘图工具使用）、投影理论（介绍基本几何要素投影、组合体投影、轴测图）、表达方法（介绍视图表达、剖视剖面表达、尺寸标注）、专业制图（介绍标准件常用件、零件图、装配图）、绘图技术（介绍尺规绘图与测绘、计算机辅助绘图技术）、计算机绘图基础（介绍计算机绘图系统的组成与配置、交互式绘图软件使用等），教学实践结果表明，课程新内容的设计符合应用型工科人才培养的需要，并取得较好教学效果。

3.加强课程的直观教学。为了提高课程的教学效果，在学校的支持下，课程组建设出了“机械制图模型室”，即配设了相关的教学模具，建设了多锥体、多柱体、基本体、叠加体直观模型库和相关的典型零件与装配图挂图库，这些直观教学用具建设既为课程中的空间点、线、面投影等较为抽象问题的讲授提供了帮助，又为零件构形等直观教学提供了基础。利用这些资源作为辅助教学手段，提高了学生的认知水平和教学效果。所建设出的机械制图模型室，不仅为增强学生对正投影法原理、点线面的投影规律的理解，以及基本体与叠加体、立体表面截交线、相贯线的认识与理解提供了有效帮助，而且通过这些资源作为辅助教学手段，能够较好提高学生对机械零件的认知水平和教学效果。

4.改革课程教学方法和教学手段。改革了传统的“粉笔+黑板”授课方式，将先进的教育思想和科技含量高的现代教育手段引入课堂教学。为此，课程组先后开发出《机械制图》课程多媒体课件30余集、素材库60余件、动画片20余集。采用多媒体课件教学，能充分发挥课件容量大、密度高、信息广泛等优势，内容生动、直观逼真，有利于提高课堂教学效果。将计算机辅助教学以及多媒体课件引入课程教学中，并取得了较好的教学效果。配合本课程的省、校级精品资源共享课程建设，课程组利用多媒体和计算机网络技术建设出“机械制图”课程立体化教材和教学支撑系统，并在校园网上建设出本课程的网站，列示了本课程的各种教学资源，为学生对本课程的学习提供了较好的教学资源和环境。此外，将本课程的部分章节视频教学录像链接在校园网上，为学生学习提供帮助。

5.加强课程的实践教学。为了加强学生本课程计算机绘图能力的实践教学，在学校的支持下，我院建设了为“机械制图”课程教学专用的CAD机房和计算机辅助设计（CAD）开放实验室，为学生的绘图上机实践教学和计算机绘图能力培养提供了便利。为增强学生的动手能力和识图绘图能力，教学中还加强了课程的实验内容，先后开出了“轴套类零部件测绘”、“减速器装拆与测绘”、“虎钳的装拆与测绘”等实践教学项目，并利用CAD机房建设了三维动画库，以提高学生的机件测绘与绘图能力。

6.将计算机辅助绘图全面引入“机械制图”课程教学。为适应计算机技术的广泛应用和现代工程设计的需要，本课程将计算机辅助绘图全面引入“机械制图”课程教学中，主要以国际著名绘图软件AutoCAD使用为基础，培养学生的计算机绘图能力。同时，并将三维实体绘图软件的应用引入课堂教学，使计算机绘图技术的表达形式更加生动、直观，极大激发了学生对本课程的学习兴趣和学习积极性。为了增强学生的计算机绘图能力，课程组利用计算机辅助设计（CAD）开放实验室条件，每学期利用课外时间分别开设了AutoCAD、Solidworks等与“机械制图”课程紧密联系的选修课程，进一步培养和提高学生应用计算机绘图能力和计算机辅助设计软件的能力。

7.举办CAD技能竞赛，提高学生现代设计技能。在我院计算机辅助设计（CAD）开放实验室建成后，在工学院的支持下，从2012年开始，课程组每年举办一次“西安外事学院CAD技能大赛”，学生参赛热情高、参赛人数多，有力地促进了学生对本课程的学习兴趣，提高了学生现代设计技能。

8.促进学生获取CAD设计资格证书。为了适应计算机绘图技术的飞速发展，保证计算机绘图教学的与时俱进，以促进应用型本科技术人才的培养，在学校的支持下，2008年我院成功申办了陕西省唯一的SolidWorks考试认证中心，使我校成为陕西省唯一的Solidworks考试认证中心的主考院校，主要用于我国计算机绘图员职业技能的鉴定工作。为此，在计算机绘图教学中，除了以AutoCAD为主体教学软件以外，还向学生开出了“SolidWorks计算机辅助设计”选修课，以提高学生对CAD软件的应用能力。几年来，每年使多名学生获得“全国信息化工程师岗位技能证书”（全国信息化应用能力考试――AutoCAD机械设计考试）和“SolidWorks操作技能证书”，为学生就业提供了重要技能。

9.建设精品课程，实现优质教育资源共享。利用建设省、校级“机械制图”精品资源共享课的时机，在校园网上，建设出了“机械制图”精品共享资源，包括课程介绍、教师队伍、教学方法与手段、教学大纲、实践教学大纲（典型零部件测绘）、授课教案（电子课程教案）、多媒体课件（ppt格式）、教学资源库（课程图片库、电子挂图、三维动画库、电子模型库、视频库等）、习题集、模拟试题库、参考文献、教学法研究、教学效果与成果（校外专家评价、学校教学督导专家评价、校内同行评价、学生评价等）、教学录像、学生典型的二维CAD零件图及装配图作品集、典型CAD三维实体造型的作品集、学生获得的相关CAD操作技能证书等，为高校师生和社会学习者提供了内容丰富的优质课程教学资源，实现了优质资源的公开、共享和交流。

10.积极建设精品教材，服务课程教学。1988年11月，前国家教育委员会颁发的《高等学校教材工作规程（试行）》中指出：“高等学校教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，也是深入教学改革，提高教学质量的重要保证。”几年来，课程组一直十分重视并积极加强精品教材及其辅助教材的建设工作，以便为课程教学提供优秀的知识载体和工具。2014年，课程组主编出版教材两部：《机械制图础》、《机械制图习题集》（西南交通大学出版社，2014）；几年来，课程组还参编出版课程辅助教材三部：《UG NX4 CAD精通篇》（化学工业出版社，2006）、《AutoCAD2007机械设计实例精解》（化学工业出版社，2008）、《AutoCAD2010实例教程》（西北工业大学出版社，2010）。这些教材在“机械制图”课程教学和应用型人才培养中均发挥了重要作用。

二、课程教学的实践效果

在加强能力培养的“机械制图”精品课程教学改革与实践中，课程组先后取得的主要实践成果如下：

1.先后获得校级教学成果奖4项：《机械制图》教学内容的整合与更新（校教学成果优秀奖，2009.3）；机械制图与AutoCAD一体化教学模式研究（校教学成果优秀奖，2012.12）；紧贴应用型人才培养需要，机械基础系列专业基础课程改革与建设（校教学成果奖一等奖，2012.12）；应用型工科人才培养的课程建设与改革（校教学成果奖一等奖，2015.7）。

2.完成校级教改项目3项：《机械制图》教学内容的整合与更新（2009B5）；以教促学――以学生为中心的交互式教学法在省级精品课教学中的应用研究（2015B9）；融合第二课堂，提升CAD能力，推进工程制图教学改革与实践（2015B10）。

3.2012年4月，本课程获得校级精品课程；2013年12月经专家评选，被省教育厅批准为“陕西省省级精品资源共享课”。

4.主编出版课程精品教材两部：《机械制图基础》、《机械制图习题集》；参编出版课程辅助教材三部：《UG NX4 CAD精通篇》、《AutoCAD2007机械设计实例精解》、《AutoCAD2010实例教程》。有力支持了本课程的教学需要和学生CAD技能培养的需要。

5.建设出“机械基础系列”专业基础课校级优秀教学团队一支；课程组一位教师被表彰省级教书育人先进个人；一位教师获得校教学名师奖；先后有四名教师获校优秀教师和校先进个人。

作为应用型本科院校的一门重要技术基础课，“机械制图”课程的教学改革对培养具有较强设计实践能力和创新能力的应用型人才具有重要的促进作用。几年来，课程组在培养应用型本科技术人才的实践过程中，对“机械制图”课程的教学内容、教学方法、实践性教学环节以及增强学生能力培养上进行了一些改革与探索，已取得较好的教学效果，这不仅提高了本课程的教学质量，而且还先后获得了校级精品课程和省级精品资源共享课程，出版的精品教材和课程辅助教材已得到全国多所高校的使用，教学实践证明本课程的改革是成功的，对应用型工科人才的能力培养起到了积极作用。

参考文献：

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[7]张鄂.机械制图[M].成都：西南交通大学出版社，2014.

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