面向机械卓越工程师培养的 《机械制图》课程教学改革探讨

谢元敏，蒋国璋，汪鸣琦 刘传胜，李公法 （武汉科技大学机械自动化学院，湖北 武汉 430081）

面向机械卓越工程师培养的 《机械制图》课程教学改革探讨

谢元敏，蒋国璋，汪鸣琦 刘传胜，李公法 （武汉科技大学机械自动化学院，湖北 武汉 430081）

面向机械卓越工程师培养的需求，对 《机械制图》课程体系改革研究中的教学方法、教学模式、课程设计、考核方式和师资队伍建设等进行了研究。详细阐述了课程教学改革的具体措施，实现了理论教学与实践教学、课内培训与课外实践相结合的教学方式，保证了基于能力和素质培养的课程改革的可持续发展和机械卓越工程师人才培养的需求。

《机械制图》；教学改革；课程建设；卓越工程师

《机械制图》是全国工科院校机类、近机类本科专业的一门重要的技术基础课，其属机械科学范畴，涉及知识面广，理论分析抽象复杂，知识更新快，实践性强。该课程自设立至今已有30多年的发展历程，在培养学生、拓展知识、专业改造、促进现代科技发展等方面发挥着重要的作用［1］。随着计算机技术的发展和广泛应用，促使该学科在知识内容、实验仪器、实验技术等方面都发生了意义深远的变革。如清华大学的 《机械制图》课程结合机电产品各阶段的设计内容和对工程技术人员的要求，将课程分为不同的环节以体现培养学生的综合设计能力［2］；大连理工大学的 《机械制图》课程在充分教改实践的基础上，突破了传统教学内容、体系和教学方法的限制，在对传统教学内容和计算机处理画法几何问题、计算机造型等新知识的整合上，完成了顺利的过渡，在教学手段和方法上，总结探索出了一整套适合电子化教学特点的教学方法。起到了培养能力、增加课堂知识含量、提高教学效率和教学效果的作用［3］。综上所述，《机械制图》课程发展与改革需在如下方面做更深入的探讨：符合现代社会对人才的需要、现代技术发展与教学模式的紧密结合、行业特色与地方工业的需要，可行创新实践能力培养模式的有效开发及其保障等。

武汉科技大学机械自动化学院响应教育部人才培养计划，依托自身的优势，获批国家卓越工程师培养计划。基于培养符合时代要求的卓越机械工程师的需要，有必要地对 《机械制图》课程进行系统的改革。

1 新型的教学模式

考虑机械学科的实际发展和武汉科技大学的实际情况，在 《机械制图》课程的建设中，基于能力和素质培养的课程改革的需要，通过建立新型的教学模式、融合丰富的教学方法和教学内容，结合行业特色，强化实践环节、注重师资队伍建设等措施，有效形成满足时代要求的新型的科学的课程体系。在课程教学实施中，注重灵活性、互动性和发挥学生主观能动性的教学方法的实施，从而达到有效实现理论教学与实践教学、课内培训与课外实践相结合的教学方式［4］。

通过 《机械制图》课程建设，创新教学模式、教学方法、实践教学，以点带面，从一门课程的突破，带动其他专业基础课及专业课程的改革，进而促进整个专业培养的改革，真正使人才能力和素质培养的目标落到实处。

1）实施双导师制 在卓越工程师试点班全面实施双导师制。在校企联合培养项目中实行 “学业导师”＋ “企业导师”双导师制。建立导师－学生双向选择机制。

2）建立小班化教学模式 对各试点班全部课程采用小班教学。逐步实现大班授课，小班辅导相结合的教学方式。

3）实行个性化培养 以双导师制为依托，由学业导师指导学生专业学习定位、培养学习兴趣；在导师的协助下制定有目的、有针对性的个人学习计划；培养学生专业知识的综合应用能力，指导学生开展科研；对学生的学年论文、毕业论文、阶段实习、毕业实习进行指导；指导学生就业、考研、考证等。

2 融合丰富的教学方法

课程组成员在多年的教学过程中，经过不断的探索和改革，在传统的课堂教学中，采用多媒体教学、工程实例教学以及课堂讨论等形式，并且通过互动式、启发式和引导式教学模式，充分提高学生的学习兴趣，从而激发学生的求知潜能，提高课程的教学质量。

1）理论教学灵活运用现代化教学平台，提高教学质量 利用多媒体辅助教学，结合黑板板书，既增加课堂的信息量，又不至单调枯燥，并融合启发式教学法、模式教学法、准实践教学法、设疑教学法等丰富的教学方法。有效调动学生积极参与学习，促进学生积极思考。如采用启发式、交互式教学方法，将以往教学中发现的学生最易出现错误的问题或是教材的重点、难点问题，采用自问、提问、讨论等多种形式启发思维与求知欲望，使学生集中精力地参与教学，提问和讨论由浅入深、由表及里地逐步进行直到问题解决。在讲解某一原理、方法、问题时，有意地设置疑难，然后再讲解解决问题的方法，以加深理解。

2）以冶金机械为对象，强化工程实践意识 针对本科一年级学生中普遍存在的工程实践意识不足的问题，以冶金行业中的阀门系统等为对象，有针对性地实施案例分析与实际工程的设计计算实训，有针对性地培养学生对本行业内机械设备的认识和工程实践能力。以三维设计、工程图表达及标注、动态模拟等作为高技能人才必备的现代设计技能。教学中应围绕工程应用实践，着重结合项目学习法深入剖析部件的工作原理、设计特色、功能结构特点、视图表达、制造工程图的生成、动态拆装及工作过程模拟，掌握这些现代设计基本技能，为卓越工程师的成长打下良好基础。

3 多元化的实践教学

实验教学是 《机械制图》教学中必不可少的环节，鉴于其在人才培养中的重要性，搭建了集成理论教学和实践教学、课内培训与课外实践等活动为一体的创新平台。根据实际需要，开设了基本实验、综合实验和创新实验，这类实验的开设不仅有效巩固了学生在理论课学习阶段的基本理论和基础知识，更有效地培养了他们独立开展科研工作的能力。在此基础上，开设了一周的 “机械制图课程设计”。以全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生机械产品数字化设计大赛等比赛为契机，设立针对性强的、目标明确的专业能力系列竞赛，以院级、校级比赛为主，同时与省级、国家级比赛衔接，从这些课外的能力竞赛中培养学生的综合素质与能力。这些竞赛活动中取得的成绩可以成为学生的创新学分，同时将课内所学的知识加以融合与强化。从而建立 《机械制图》的多元化实践教学的平台，有效实施了本科生的能力培养与素质培养。

现有的机械基础系列课程之间，缺乏紧密有效的联系，各课程知识点的学习只是从一个个点上进行，而没有从一个面上将知识融合，同时机械系列基础课程与专业课程之间以及选修课之间也存在连接不紧密的问题。这一缺陷产生的原因归根到底是由于缺乏一个前后连贯的综合性实践环节，将这一系列课程联系起来，融会贯通。将现有的 《机械制图》、《机械原理》、《机械设计》、《机械制造工艺学》课程设计及专业课程设计进行整合，实施一体化、全贯通的多课综合课程设计环节，以特定的机械系统设计任务为目标，分阶段完成设计实践任务，促进知识融合，培养学生对知识的综合应用能力与主动实践能力。指导原则为内容连贯、分段实施、重视基础、突出综合：① 《机械制图》课程设计 （1周）——完成机械系统结构分析及机械零件测绘；② 《机械原理》课程设计 （2周）——完成机械系统工作原理及机构方案设计；③ 《机械设计》课程设计 （3周）——完成机械零件设计及机械系统的结构设计；④ 《机械制造工艺学》课程设计 （2周）——完成加工工艺与装配方案，设计制造夹具；⑤机械创新设计大作业——完成机构及机械系统的创新设计；⑥专业课程设计 （2周）——以冶金机械为对象的综合能力训练。

4 加强过程管理，实施多元化的考核方式

加强过程管理，《机械制图》课程的考核方式实行多元化：每月进行一次月考，占总成绩的25%，平时的作业成绩占25%，机械零件的三维动态设计与仿真，学生需要组队完成，占15%，期末考试占35%。根据培养目标和人才理念，增加课程考核各环节的比例，打破目前课程考核按 “期末考试成绩70%＋平时考核成绩30%”的比例要求，建立课程过程考核机制。鼓励对过程考核中特别优秀的学生实行期末免考。

5 师资队伍建设

课程教学团队由17位成员组成，具有高级职称教师10名，讲师 （含工程师）5名，助教2名。课程团队的构成层次分明，连接紧密：团队成员专业特色突出，优势互补；团队成员年龄结构合理，老中青结合；团队成员职称层次合理，配合有效；团队成员学缘分布广泛，充满活力。团队发展以教学为基础，以科研为导向，以教学中的需求促进科研发展，以科研中的成果反哺教学，学研互动，两者的共同作用保证了团队教学与科研紧密结合。学历结构：55岁以下的教师17人，9人具有硕士或博士学历，其中2人具有博士学位，占教师总数12%。职称结构：整个教师队伍中，副教授 （含高工）10人，讲师 （含工程师）5人，具有高级职称的教师占教师总数的59%。年龄结构：50岁以上6人，40～50岁8人，30～40岁1人，20～30岁2人。由年富力强的中青年教师组成，具有良好的年龄结构。学缘结构：从外校毕业的教师9人，其中从外校毕业华中科技大学的博士1人，硕士5人，占整个师资队伍的35%。课程组中资深名师甘为人梯，对青年教师言传身教，关心备至。青年教师通过为导师助课，经历教学全过程。通过这样的 “传帮带”，青年教师的教学水平迅速提高，优秀的教学经验得以星火相传。通过多年的培养教育和一线教学科研实践，课程组90%以上的青年教师成为了教学骨干，5人晋升副教授。

6 改革成效

考虑机械卓越工程师能力和素质培养的需求，改革传统的 《机械制图》教学模式和手段已是势在必行。课程体系改革中，兼顾学科的发展和学生的学习需求，并积极开展各项教学研究工作，积极与国内其他高校进行教学交流和研讨，吸取先进的教学理论和经验，不断地更新和充实教学内容和方法，严格执行教学督导和学生的教学评价制度，及时反馈教学效果，有效保证和提高了教学质量。经过近几年的实践，《机械制图》课程教学取得了预期的成果，效果是令人满意的。学生在此基础上参加各类大赛，获省级以上奖励30余项，如2010年全国三维数字化创新设计大赛国家级二等奖、2012年全国大学生机械产品数字化设计大赛国家级二等奖、2013第六届全国三维数字化创新设计大赛国家级二等奖，申请专利10余项，发表论文10余篇。这充分说明了学生学习的机械制图知识已经有效地转化成了综合实践能力与素质，课程体系改革的成效是显著的，能满足卓越工程师培养的需求。

［1］胡建国，汪鸣琦，李亚萍 .机械工程图学 ［M］.第2版 .武汉：武汉大学出版社，2008.

［2］田凌，童秉枢，冯涓 .机类机械制图新课程体系的研究及实践 ［J］.工程图学学报，2005，26（5）：120-125.

［3］宋洪侠 .深化机械制图教学改革培养高技能创新型人才 ［J］.图学学报，2013，34（3）：142-147.

［4］谢元敏，汪鸣琦，蒋国璋，等 .卓越工程师教育需求下的机械制图课程体系的探索［A］.孔建益，顾杰.高等教育创新与卓越人才培养的探索与实践 ［C］.武汉：湖北人民出版社，2013：75-77.

N4

A

1673-1409（2014）01-0102-03

2013-09-20

湖北省教学研究项目 （2012218；2013221）；武汉科技大学教学研究项目 （2013059）。

谢元敏 （1972-），女，硕士，讲师，现主要从事机械制图方面的教学与研究工作。

［编辑］ 洪云飞