基于应用型人才培养模式下的《机械制图》立体化教学研究

李志丹

摘要：从《机械制图》课程教学实际出发，以培养应用型人才为目标，通过对《机械制图》课程传统教学模式与立体化教学模式对比分析，提出了立体化教学模式改革的具体内容，主要包括多媒体课件的制作、绘图软件的灵活应用、充分发挥网络资源的辅助作用、教学与实践相结合等。在今后的教学中笔者将不断进行探索和实践，使立体化教学模式的改革不断更新和完善，期待教学质量和教学效果会得到不断的提高。

Abstract： According to teaching reality of Mechanical Drawing and train objective of application-oriented talent， the contents of three-dimensional teaching mode are proposed by the comparative analysis between traditional and three-dimensional teaching mode. The contents include the making of multimedia course wares， the flexible application of drawing software， the Supplementary teaching of internet resources and the combining of theory with practice. The exploration and practice of three-dimensional teaching mode are carried on in the future in order to the improvement and perfection of reformation. And the teaching quality and effect are improved constantly.

关键词：应用型；立体化教学；多媒体课件；绘图软件；辅助教学

Key words： application-oriented；three-dimensional teaching；multimedia course wares；drawing software；supplementary teaching

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0175-03

0 引言

随着我国社会经济快速发展和高等教育事业的不断前进，新型人才培养模式的研究和实践已经成为我国高等教育教学改革的热点。而应用型人才培养模式的提出主要是适应人才市场需求的多样性，其培养目标是一线有成长力的工程师和管理者，那么与之相适应的课程体系应该是以知识传授为基础，以强化学生实际应用能力为重点进行设置。本文以课程体系中的专业基础课《机械制图》为例，浅析为适应应用型人才培养改革，《机械制图》教学所进行的立体化教学模式的研究和调整。

《机械制图》是高等院校工科专业一门重要的专业基础课程，旨在培养具有阅读和绘制机械工程图样能力的应用型人才。该课程一般在大学一年级开设，其教学内容大致可分为两部分，一部分主要学习用二维平面的“图”来表达三维空间的“物”，需要激发学生的空间思维和想象能力；另一部分主要学习实际的机械零件图及装配图的识读与绘制，需要培养学生的实际动手能力和认真细致的工作态度。传统的教学模式注重教师的知识传授环节，以大量的课堂板书和黑板绘图为主，借助大量的实物模型和教学挂图等手段进行知识传授，同时设置大量习题作业，耗费学时多，学生负担重，这些在教学过程中效果却不理想，也无法满足新时期应用型人才培养模式的要求。

随着现代化教学手段的不断发展和完善，尤其是计算机辅助教学、多媒体教学等逐渐渗入到了各类课程的教学改革的进程中，而计算机本身具有存储容量大、运算速度快、图形和文字处理能力强大等优点，为机械制图课程立体化改革提供了重要的技术支持[1]；目前各高等院校多媒体教室、机房、校园网等基础设施也在不断更新和完善，也为立体化教学的开展提供很好的硬件环境。

1 立体化教学模式的内涵

立体化教学模式的推广不是摈弃传统的教学模式，而是与之相互取长补短，相得益彰。那么，到底何为“立体化教学”呢？ “立体化教学”的理念主要是指在一门课程的教学中，教学内容更加丰富充实，更加注重实际图例的分析与讲授；教学目标更加集中明确，更加注重学生应用能力的实践与培养；教学形式更加综合多元化，借助于信息技术、网络技术等手段使教学过程呈现出“立体感”[2]。

具体到《机械制图》课程中，立体化教学模式就是将纸质教材、多媒体教学软件、计算机绘图软件等教学资源建设好，并使其有机地结合起来，使教师在教学过程中充分利用现代化的教学手段，改变传统的教学模式，把教师的传授、教师与学生的交流、学生的自学、学生之间的交流放置到一个立体化的教学系统中，形成全方位、多层次的教与学互动的新模式，以利于实现课程的教学目标。图1是《机械制图》课程立体化教学模式主要构成。

2 立体化教学模式改革的具体形式与内容

2.1 多媒体课件的运用激活课堂

近年来随着教育形势的变化和教学改革的进行，《机械制图》课程的课时被一再压缩，笔者所在院校由原来的100学时调整为80学时，这就导致了教学课时的有限性与知识增长的无限性之间的矛盾日益突出，而教师要保证在有限的课时内完成教学计划安排的知识传授，必须更新有效的教学方法与手段[3]。

传统的教学模式以纸质教科书、纸质教案等为主要授课媒介，通过教师在黑板上板书进行讲授，进度慢、效率低，不适用目前教学计划和课时安排的要求。立体化教学在多媒体教室进行，主要授课媒介是多媒体课件。课件的内容由任课教师根据人才培养目标、教学内容、教学方法结合自己的教学风格进行确定。课件的内容及安排应与纸质教材相对应为宜，可对纸质教材进行适当的删减与补充。

多媒体课件将教学内容将教学内容以图、文、声、像、动画等集成地以视听形式全方位展现出来，能够清晰准确的展示语言难于描绘、绘图较为繁琐的授课内容，从而大大节省教师在上课过程中的板书和绘图时间，提高了课堂效率，增强了课堂信息密度④；同时教师在制作课件时可不拘泥于形式，采用多种手段展现自己的教学风格，图文并茂的形式及视频音频的多效配合，更能激发学生的听课兴趣。

例如讲解轴套类零件时，在课件中插入一段轴加工视频能使学生了解到该类零件视图选择问题、加工顺序和尺寸标注的合理性问题，同时对轴上退刀槽、倒角等结构的了解从抽象变为具体。

虽然多媒体教学优势显而易见，但是并不能完全取代传统的教学方法，只有将它们取长补短，结合使用才能真正改善教学效果，提高人才培养的质量。

2.2 绘图软件的运用实现智能教学

传统的制图教学中教师主要利用挂图+板图的形式进行授课，这意味着课堂上必须花费多半时间画黑板图，在这个过程中学生只能看而无法进行互动，同时教师讲解和学生消化的时间相对缩减了，将课堂练习时间转移为课后作业完成，从而导致学生普遍反映没有听懂，作业完不成，恶性循环后对制图课程失去兴趣。因此利用专业的绘图软件更加全面、立体、高效地向学生展示机件的空间结构和绘图过程是机械制图课程改革的主要方向。

对于教材中比较难以讲解和理解的题目，需要教师示范绘制的，可以调用绘图软件实现轻松智能教学，并且可以避免传统绘图仪器和人为原因造成的误差问题[2]。例如在讲授组合体二补三练习时，如果事先将已知的两个视图用二维软件绘制好，课堂上只需要分析讲解后直接调用绘图软件补画未知视图即可，节省的时间可以安排学生进行练习，实现教、练一体化。教学中最常用的二维绘图软件有AUTOCAD、CAXA等，比较灵活易掌握。

《机械制图》教学要求培养学生从二维平面图形向三维空间模型的转换，仅凭学生的“冥思苦想”和有限的实物模型是远远不够的，三维软件的应用就可以解决这些问题。常用的三维绘图软件如Soildworks、Proe等。利用这些三维软件建立的模型具有非常直观逼真的效果，带有良好的金属质感，在人工操作下这些模型可以实现旋转、剖切等效果，使学生能够更好地完成二维线条图到三维实体模型的转换②。同时在三维软件中建立的装配体模型还可以实现自动装配、拆卸、运动仿真等功能，对绘图繁琐、讲授难度大的装配图章节效果不言而喻。图2是装配体中典型球阀的三维模型，图3是球阀爆炸分解图，既可以用Soildworks软件课堂演示装配和拆卸过程，又可以利用多媒体软件实现动态教学。

目前计算机软件绘图已经逐渐取代仪器绘图成为了主要的绘图方法，为了培养更多专业性的应用型人才，很多院校已经将计算机绘图列为机械制图的后续课程；在应用型人才培养改革中很多院校已经将“二维CAD工程师（机械/建筑/电气）认证、三维CAD工程师认证”列为专业基础能力培养的主要评价标准，因此教师在课堂上运用绘图软件授课的方式会为后续课程的开展和认证的获取起到一定的启发和促进作用。

2.3 网络资源有效辅助课外教学

信息化进程使得教学的互动性得到实现，充分利用网络资源是学习机械制图课程的良好辅助手段。我们可以以校园网络教学平台为依托，教师将教学课件、重难点内容、典型例题解析、习题讲解等上传至教学平台，与学生进行互动式学习和交流，并且可以实现随时更新和补充[5]。

随着新型网络交流形式的出现，教师与学生之间的在线讨论、辅导答疑等活动可以通过建立QQ群、微信群等实现，在群里可以实现一对多的答疑辅导，也可以实现一对一的解疑答惑，实现课外补充教学。

为了便于学生自主学习和复习巩固，教师可以将典型图例讲解和画图过程录成视频，上传至网络平台上供学生选用；教师也可以甄选优秀的机械制图学习网站、精品课程资源链接推荐给学生共享。

2.4 教学与实践结合实现理论的转换

为了突出对学生应用能力的培养，在课程模式的改革中应该提高实践环节的比重，学期的最后一周可设置为“实践教学周”。具体实践内容可包括：参观校内外机械加工厂、车间等，与设计人员、工人进行交流，了解机械零件的设计和加工过程，将所学的理论知识在实际生产实践中得到转换；进行一次真正机件的测绘实践，选取工厂中实际加工的某零件为测绘对象，运用所学的典型零部件绘制方法绘制其完整的零件图。

3 总结及进一步的工作

本文对《机械制图》课程改革的立体化教学模式进行了探讨与实践，在保证教学质量、教学内容有增无减的情况下，原教学计划课程学时为100，新教学模式下70学时完成教学计划，教学效率提高了近30%。

同时结合教学效果也进行了对比分析，评价方式以学生期末测试成绩或专项测试结果为主要依据，以机械类专业班级（每班平均45人）为例，传统教学模式下学生期末测试通过率80%左右，课程改革后学生通过率达到了95%以上；每班平均有50%以上的学生有兴趣、有能力参加CAD认证的培训，且95%以上取得绘图员资格证书。随着计算机技术和先进教学手段的不断创新和发展，《机械制图》立体化教学模式的改革也会不断更新和完善，教学质量和教学效果也会得到不断的提高。

应用型人才培养的体系，要求课程内容既要结合人才市场的需求持续改进，又要根据学科知识的进步不断地完善。本文主要是对《机械制图》课程立体化教学模式进行的研究，为了适应应用型人才培养的目标要求，下一步的工作就是针对《机械制图》课程的内容作进一步的调整和优化工作。

参考文献：

[1]贺奇，曾红，张玉成.机械制图课立体化教学模式研究与实践[J].辽宁工业大学学报，2008，10（1）：129-130.

[2]陆龙.《机械制图》立体化教学模式的探讨[J].时代教育，2014，10（2）：151-153.

[3]宁旺云，张永华.《画法几何与机械制图》教学改革的探索与实践[J].价值工程，2012：199-200.

[4]蓝晓民，王盛智.“工程制图”课程多媒体教学方法探讨[J].图学学报，2013，34（1）：120-121.

[5]李丽娜.机械制图立体化教学模式探讨[J].科技资讯，2006，34：75-76.