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機(jī)械制圖教學(xué)現(xiàn)狀分析及教改思路探討的論文
論文摘要：從學(xué)生特點(diǎn)、師資狀況、教學(xué)手段等多角度細(xì)致分析了當(dāng)前高校機(jī)械制圖教學(xué)中出現(xiàn)的問題�；谂囵B(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)制圖能力的宗旨、著眼于教學(xué)效果的實(shí)用性，從課程教學(xué)體系、教學(xué)設(shè)置、助學(xué)方式、考核手段四個(gè)方面，對(duì)機(jī)械制圖課程教改方案進(jìn)行了探討，為該課程的深入改革與發(fā)展提出了新的思路。
論文關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖,教學(xué)改革,教學(xué)體系
1．引言
機(jī)械制圖課程是機(jī)械類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程重在培養(yǎng)學(xué)生讀圖和繪圖能力，要求學(xué)生具備一定空間想象力和思維力、掌握機(jī)械制圖的國家標(biāo)準(zhǔn)，并能熟練利用合理的表達(dá)方案進(jìn)行繪制機(jī)械產(chǎn)品裝配圖和零件圖，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的傳統(tǒng)課程。隨著科技的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，社會(huì)對(duì)機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求不斷提高，對(duì)畢業(yè)生機(jī)械制圖能力的要求越來越高，傳統(tǒng)的教學(xué)形式已很難適應(yīng)科技社會(huì)的發(fā)展。如何更新教學(xué)觀念，建立新的教學(xué)體系，探索新的教改模式已經(jīng)逐漸成為眾多大學(xué)面臨的新課題。本文詳細(xì)分析了當(dāng)前本科院校機(jī)械制圖教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)體系、教學(xué)過程設(shè)置、助學(xué)、考核著手，探索了機(jī)械制圖課程教學(xué)改革的新思路。
2.機(jī)械制圖教學(xué)現(xiàn)狀
2.1學(xué)生素質(zhì)差異大，學(xué)習(xí)積極性有待提高
隨著高校擴(kuò)招規(guī)模的加大，學(xué)生入學(xué)成績(jī)參差不齊大。就機(jī)械類大方向來說，不同的專業(yè)學(xué)生入學(xué)成績(jī)也存在差異，冷門專業(yè)與熱門專業(yè)的學(xué)生文化基礎(chǔ)差距較大。因而，教師若按同一標(biāo)準(zhǔn)組織教學(xué)，存在一定困難。相比五年前，當(dāng)前大學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性也逐步下降。很多學(xué)生學(xué)習(xí)目的性不明確，單純地追求考試過關(guān)，而不潛心研究知識(shí)體系，學(xué)習(xí)缺乏鉆研精神�？傮w來說，課堂學(xué)習(xí)積極性較以前畢業(yè)生明顯降低，課堂上容易出現(xiàn)聽不懂的狀況，從而對(duì)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭倦和畏懼心理。
2.2教師教學(xué)活動(dòng)單一，易缺乏科研經(jīng)驗(yàn)
目前，許多高校機(jī)械制圖教學(xué)是由專門的制圖教研室進(jìn)行，任課教師長(zhǎng)期從事單一的制圖教學(xué)活動(dòng)，科研活動(dòng)也只是局限于制圖教學(xué)研究、教材教案編寫和課件試題庫開發(fā)等。這樣容易造成教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)單一化，缺少實(shí)際設(shè)計(jì)研究經(jīng)驗(yàn)。此外，隨著高校教師隊(duì)伍整體學(xué)歷的提高，大量從高校畢業(yè)的博士碩士直接參與制圖教學(xué)，這些人缺乏實(shí)際專業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，從事教學(xué)后也不能有很好的機(jī)會(huì)在機(jī)械學(xué)科方向上開展實(shí)際設(shè)計(jì)開發(fā)研究，知識(shí)構(gòu)成會(huì)隨著工作年限的增長(zhǎng)不斷退化。教師本身教學(xué)的單一性使得高校制圖教學(xué)更偏重于圖形投影知識(shí)，而不能有效地同機(jī)械類學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合在一起。
2.3多媒體教學(xué)節(jié)奏快，課堂講解難以深入
為適應(yīng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)和“平臺(tái)化”的本科通識(shí)教研模式，許多高校對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)大綱進(jìn)行了重新修訂，大幅縮減了制圖課程的學(xué)時(shí)。此外，由于招生數(shù)量的增多，一些高校制圖課程都采用合班上課的形式，學(xué)生人數(shù)眾多，很難保證所有學(xué)生都能看清板書和掛圖等。為在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生快速掌握制圖理論知識(shí)，各高�；巨饤墶皰靾D+模型+板書”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用更為現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)。用幻燈片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的掛圖，利用豐富的動(dòng)態(tài)直觀圖像創(chuàng)造形象、生動(dòng)、有趣的教學(xué)環(huán)境，有效地吸引了學(xué)生的課堂注意力，有助于提高教學(xué)效果。但由于授課內(nèi)容較多、每張幻燈片停留時(shí)間較短，授課時(shí)省略了邊繪圖邊講解的過程，學(xué)生對(duì)課件內(nèi)容的理解不夠深刻。往往一節(jié)課結(jié)束，學(xué)生只知道幾個(gè)概念，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)只停留在表面，根本不懂如何繪制投影圖。
2.4教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際聯(lián)系脫節(jié)，教學(xué)實(shí)效性弱化
由于學(xué)時(shí)的減少，機(jī)械制圖課程中有關(guān)畫法幾何的內(nèi)容大量減少。而畫法幾何是使學(xué)生的思維由表及里，從感性上升到理性，從空間到平面，再從平面到空間最后再回到屏幕的邏輯思維方法。減少對(duì)學(xué)生相關(guān)思維能力的訓(xùn)練，則會(huì)減弱學(xué)生對(duì)空間物體表象的感性認(rèn)識(shí)，削弱學(xué)生空間構(gòu)造能力的發(fā)展，最終影響學(xué)生基本制圖能力。在教學(xué)內(nèi)容上，機(jī)械制圖教學(xué)一般包括制圖的基本知識(shí)、組合體、機(jī)件表達(dá)方法、標(biāo)準(zhǔn)件和常用件、軸測(cè)圖、零件圖和裝配圖。其中，組合體和機(jī)件表達(dá)方法部分內(nèi)容較多，重在培養(yǎng)學(xué)生畫圖和讀圖能力。零件圖和裝配圖部分的內(nèi)容沒能很好地結(jié)合實(shí)際。總體來說，機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容過于偏重機(jī)件的詳細(xì)畫法，即側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生“畫”和“讀”技能，而與機(jī)械行業(yè)具體實(shí)踐關(guān)聯(lián)性差，使得整個(gè)教學(xué)與培養(yǎng)機(jī)械人才的大方向產(chǎn)生了些許偏離。
2.5課程開設(shè)孤立化，學(xué)生缺乏相關(guān)基礎(chǔ)
大多高校在大一開設(shè)機(jī)械制圖課程，此時(shí)學(xué)生還未進(jìn)行機(jī)械專業(yè)的入門課程學(xué)習(xí)，有些專業(yè)的學(xué)生甚至還沒參加金工實(shí)習(xí)，因此學(xué)生對(duì)一些常見機(jī)械加工方法、工藝結(jié)構(gòu)等實(shí)際應(yīng)用知識(shí)缺乏初步認(rèn)識(shí)，從而導(dǎo)致機(jī)械制圖的整個(gè)教學(xué)過程難以同產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)有機(jī)整合，削弱了機(jī)械制圖課程同后續(xù)專業(yè)課程、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性。等到畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生的繪圖能力嚴(yán)重不足，很難選擇合適的表達(dá)方案繪制正確的投影圖，尺寸和技術(shù)要求的標(biāo)注也十分隨意。孤立地開設(shè)機(jī)械制圖課程，人為切斷該課程同整個(gè)機(jī)械學(xué)科的聯(lián)系，使得該課程基本沒有體現(xiàn)真正的實(shí)效性，課程的開設(shè)對(duì)學(xué)生制圖能力的培養(yǎng)難以達(dá)到預(yù)期效果。
3．教學(xué)改革思路
3.1教學(xué)體系系統(tǒng)化
機(jī)械制圖課程的實(shí)踐性和基礎(chǔ)性非常強(qiáng)，講授的知識(shí)面寬并且設(shè)計(jì)后續(xù)專業(yè)課程內(nèi)容，必須與相關(guān)課程形成良好的配合，形成一個(gè)全方位的整體學(xué)習(xí)系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)建立系統(tǒng)的教學(xué)體系，教學(xué)需突出實(shí)用性，并有效融合機(jī)械相關(guān)知識(shí)。
將機(jī)械制圖課程定位于培養(yǎng)設(shè)計(jì)制圖能力，而非單純的制圖技能。在機(jī)械制圖課程開設(shè)之前，可進(jìn)行金工實(shí)習(xí)以及機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)入門學(xué)習(xí)；利用機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)，初步將機(jī)械制圖訓(xùn)練過程與機(jī)械設(shè)計(jì)聯(lián)系到一起，體現(xiàn)設(shè)計(jì)制圖的思想。并在后續(xù)專業(yè)課程的開設(shè)中，指定制定循序漸進(jìn)的教學(xué)方案，形成以設(shè)計(jì)—工藝—繪圖為主線的課程學(xué)習(xí)體系，將制圖課程的學(xué)習(xí)深化到后續(xù)課程之中，使學(xué)生的制圖水平在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)中得到不斷提高和升華。
3.2教學(xué)設(shè)置實(shí)用化
以遵循國標(biāo)規(guī)定為前提，進(jìn)行繪圖表達(dá)方案講解，加強(qiáng)設(shè)計(jì)制圖能力的培養(yǎng)，并注重手工繪圖能力的訓(xùn)練。教學(xué)開展過程中，可從如下幾點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的變革：
�。�1）改善師資結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化教學(xué)實(shí)用性
打破教研室限制，不設(shè)置專門的機(jī)械制圖教研室，改由機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等專業(yè)課教師直接擔(dān)任機(jī)械制圖課程。利用專業(yè)課教師豐富的實(shí)際課題研究經(jīng)驗(yàn)，避免了制圖教學(xué)過程的單一性。教學(xué)過程中，有針對(duì)性地將專業(yè)研究成果、經(jīng)驗(yàn)和成功開發(fā)案例引入制圖教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)制圖教學(xué)同實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)聯(lián)系，使得機(jī)械制圖課程的教學(xué)真正脫離傳統(tǒng)意義上的讀圖繪圖訓(xùn)練，從而更適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需要。
（2）豐富課堂教學(xué)手段，增強(qiáng)教學(xué)效果
改善單純的多媒體教學(xué)方式，教師適當(dāng)采用繪圖軟件增加授課效果。對(duì)于一些難點(diǎn)和重點(diǎn)，教師必須進(jìn)行實(shí)際繪圖，逐步細(xì)致講解繪圖過程。由于受教室場(chǎng)地、光線、學(xué)生人數(shù)等客觀因素的限制，黑板作圖只能對(duì)教室前幾排的學(xué)生有良好的教學(xué)效果；此外，黑板作圖耗時(shí)費(fèi)力，影響教學(xué)進(jìn)程。這時(shí)，教師可利用二維繪圖軟件（如AUTOCAD）模擬完成黑板教學(xué)，既可保證圖形的清晰性，又加快了繪圖速度。通過對(duì)某些局部的放大顯示，保證了圖形的良好可讀性。此外，可利用三維軟件現(xiàn)場(chǎng)建模，及時(shí)幫助學(xué)生構(gòu)造形體的空間形狀，有助于學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)。
�。�3）強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，注重理論學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性培養(yǎng)
延長(zhǎng)機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)時(shí)間，將單純的零件測(cè)繪實(shí)踐改為“測(cè)繪+設(shè)計(jì)”的模式。首先，給出某種產(chǎn)品的部分零件實(shí)物，讓學(xué)生完成零件的測(cè)繪；然后，根據(jù)測(cè)繪數(shù)據(jù)、依據(jù)具體設(shè)計(jì)裝配要求，自主設(shè)計(jì)個(gè)別主要零件；最后，繪制完成整個(gè)產(chǎn)品圖紙。這種課程設(shè)計(jì)模式，既訓(xùn)練了學(xué)生對(duì)卡鉗、游標(biāo)卡尺、量角規(guī)等常見測(cè)量工具的使用技能，又培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單零件的能力。以培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)制圖能力為目標(biāo)，要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)完成后，交出成套手繪草圖、AUTOCAD電子圖稿和全套打印圖紙。經(jīng)過課程設(shè)計(jì)，學(xué)生通過零件的測(cè)繪、設(shè)計(jì)，可熟悉產(chǎn)品出圖的全過程，并加強(qiáng)了自身徒手繪圖、計(jì)算繪圖能力。
3.3助學(xué)形式網(wǎng)絡(luò)化
開發(fā)網(wǎng)上助學(xué)系統(tǒng)，開展網(wǎng)上學(xué)習(xí)、測(cè)試和答疑。校園網(wǎng)絡(luò)的普及使學(xué)生能夠更為方便地接受遠(yuǎn)程教學(xué)，更好的吸收知識(shí)�？衫眯@網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，研制開發(fā)網(wǎng)上助學(xué)系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)置學(xué)習(xí)模塊、測(cè)試模塊、答疑模塊。學(xué)習(xí)模塊主要提供教師上課所用的課件和教案，對(duì)課程的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行分析，并配備了相應(yīng)的例題解析；此外，該模塊還鏈接其他高校制圖精品課程網(wǎng)頁，為學(xué)生提供更為豐富的學(xué)習(xí)資源。針對(duì)機(jī)械類不同專業(yè)教學(xué)需要，在訓(xùn)練測(cè)試模塊設(shè)置了不同難度的測(cè)試習(xí)題。系統(tǒng)開辟教師在線答疑專欄，學(xué)生通過網(wǎng)上留言或發(fā)郵件方式向老師提出問題，同時(shí)師生間也可通過BBS論壇交流學(xué)習(xí)信息。學(xué)生可利用該系統(tǒng)，結(jié)合自身的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)情況，選定相應(yīng)難度的試題，利用系統(tǒng)的二維繪圖功能完成解題過程。系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)學(xué)生輸入的答案做出判斷，給出學(xué)生成績(jī)，并提供正確答案以供參考。
助學(xué)系統(tǒng)充分利用網(wǎng)絡(luò)生動(dòng)、直觀、形象、和交互的特點(diǎn)，既能幫助學(xué)生更好的掌握課堂知識(shí)，又能幫助教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，并能根據(jù)情況調(diào)整課堂教學(xué)模式，形成教師學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)、人機(jī)交互的良好教學(xué)機(jī)制。助學(xué)系統(tǒng)的主體框架如下：
圖1助學(xué)系統(tǒng)框架
3.4測(cè)試方法的人性化
制圖考試形式不能僅局限于簡(jiǎn)單的書面測(cè)試，而要根據(jù)該課程的特點(diǎn)分段考試，機(jī)械制圖成績(jī)構(gòu)成如下：
制圖基礎(chǔ)考試（40%）+課程設(shè)計(jì)（30%）+軟件知識(shí)考試（15%）+平時(shí)成績(jī)（15%）=機(jī)械制圖總成績(jī)（100%）
�。�1）對(duì)于制圖基礎(chǔ)部分的內(nèi)容涉及得都是基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)在于讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論，及讀圖和畫圖的基本方法，是可采用閉卷的形式考評(píng)學(xué)生的掌握程度。當(dāng)然，可采用標(biāo)準(zhǔn)化考試模式，即采用考試選題系統(tǒng)，直接讓學(xué)生上機(jī)考試。該部分考試成績(jī)占學(xué)生總成績(jī)的40%。
（2）設(shè)計(jì)制圖部分，重點(diǎn)要求學(xué)生掌握設(shè)計(jì)繪制機(jī)械零件圖紙及裝配圖紙的能力。由于該部分內(nèi)容跟專業(yè)結(jié)合較緊密，應(yīng)作為考核的重點(diǎn)。該部分可通過“測(cè)繪+設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)的形式，讓學(xué)生參與整個(gè)機(jī)械零件圖紙繪制過程，既考核了學(xué)生對(duì)零件圖、裝配圖部分知識(shí)的掌握程度，又培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，并考核了學(xué)生手工制圖和計(jì)算機(jī)繪圖能力。該部分以圖紙形式提交給教師，考核成績(jī)占總成績(jī)的30%。
�。�3）AUTOCAD軟件的考核部分可借鑒AUTODESK公司工程師培訓(xùn)要求，采用試題庫的形式進(jìn)行。
考試直接在電腦上進(jìn)行，每個(gè)學(xué)生的試題均從試題庫隨機(jī)抽取，題型各不相同�？荚囍饕己藢W(xué)生對(duì)AUTOCAD軟件的基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，考試成績(jī)占總成績(jī)的15%。AUTOCAD軟件的實(shí)際應(yīng)用操作能力考評(píng)則在課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行。
�。�4）此外，根據(jù)學(xué)生平時(shí)課堂出勤率、課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況等多個(gè)因素，給出學(xué)生的平時(shí)成績(jī)，該部分占學(xué)生總成績(jī)比重的15%。
4．結(jié)束語
本文針對(duì)當(dāng)前機(jī)械制圖教學(xué)中出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)的改革措施，并在試點(diǎn)班級(jí)進(jìn)行了改革嘗試。結(jié)果表明，該班級(jí)的學(xué)生機(jī)械制圖素質(zhì)較其他班級(jí)有很大的提高。從后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的課程設(shè)計(jì)反饋信息來看，試點(diǎn)班級(jí)的學(xué)生設(shè)計(jì)圖紙的可讀性高，錯(cuò)誤率低。機(jī)械制圖教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期漸進(jìn)發(fā)展的過程，需在實(shí)踐中反復(fù)摸索，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)成效，文章提出的相關(guān)教學(xué)改革措施對(duì)其他高校的改革具有一定的參考價(jià)值。
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