机械制图课程的教学思考与对策

杨波　崔卫华　潘永智　宋卫卫

[摘 要]机械制图是工程师综合素质培养教育中的一门重要专业基础课，在高等工程人才的培养过程中具有重要的地位与作用。机械制图课程教学在人才培养中的课程定位、课程教学内容以及教学模式等方面存在不少问题。为了更好地发挥课程在产品形体表现中的优势，高校要以培养学生的空间思维能力、工程设计能力、工程实践能力和设计创新能力为基本出发点，在大工程背景下，对其课程教学进行一定的改革。

[关键词]机械制图；课程定位；教学内容；教学模式；教学思考与对策

[中图分类号] G42.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）07-0054-03

当前我国高等教育客观上已从精英教育转变为大众教育，人才培养质量呈现多样化的需求，教育教学理念、教学方法也正经历着由知识教育向素质教育、由以教师为中心向以学生为中心、由专业化思想向工程化意识的转变。[1][2]在这一过程中，如何充分发挥基础课在工程教育改革中的作用，培养具有创新精神的高素质工程技术人才，是当今工程教育理论研究与教学实践需要解决的重要问题。

机械制图作为一门专业基础课，是工程师综合素质培养中最重要的知识教育之一。[3][4]在对机械制图教学中工程素养培养认知过程规律进行系统分析的基础上，作者分析了机械制图课程教学的现状，指出其在课程定位、教学内容以及教学模式等方面存在的问题，并对课程教学的一些改革思路做了初步的探索。

一、机械制图在人才培养中的地位和作用反思与对策

在现代高等教育体系中，每一门课程都应当有一个合理的定位，不能超越本身的界位，更不能替代其他课程。机械制图是机械专业的一门专业性、实践性很强的专业技术基础课，其主要任务是培养学生的读图绘图和空间想象能力，是学生进一步学习专业课程必备的基础，同时也是学生后續课程设计和毕业设计及至参加工作必备的基本技能。[5]

但同时，从课程性质的角度，制图更是一门工程语言，只有掌握了这门语言，学生才能游刃有余地胜任今后的工作和学习；另一方面，从课程传授对象的角度，一年级学生只是刚刚开始学习公共基础课，他们不可能也没有更多的时间去学习专业知识、生产知识，学生的学习方式还是高中的被动式学习方式。

因此，制图课程改革合理的定位，就是恢复制图教学的本来面目：主要培养学生画图、看图的基本能力和一丝不苟的素质，其目标是使学生掌握图样表达与阅读的这样一种语言能力。因此在教学的过程中，教师应理论联系实际，在培养学生的空间概念、立体思维的前提下，重点培养学生阅读零件图和装配图的能力和徒手绘图的技巧。

二、机械制图课程教学内容反思与对策

目前机械制图的教学观点与教学内容更多的是偏向学术研究方面，过分强调学科的系统性和完善性，而忽视了培养学生的形象思维能力，忽视了课程的实践本质，以及其在学科发展中的地位与作用。其内容的抽象性使学生在学习制图时感到枯燥与乏味，形成历史性的“头痛几何”问题。[6][7]因此，机械制图课程教学内容在以下几个方面亟待加以优化。

（一）只强调课程基础性而忽视了学科发展性

发达国家以及我国大部分大中型企业已经广泛使用数字化制造技术，从源头的设计、分析及至最终的制造及数据管理，包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工程分析、计算机辅助工艺规划等内容。企业的设计、生产、制造模式产生了如此重大改变，制图教学如果不了解社会需求，教学内容不具前瞻性，教学将远远滞后于企业先进制造技术的发展，届时，课程将陷入非常尴尬的境地。

传统制造模式下采用二维图纸作为信息载体，因此，机械制图课程教学内容一直围绕二维图样的生成、画法、技术要求的标注与表达等方面展开，在数字化制造环境下，课程教学要解决零件、产品的形体表达问题；而作为贯穿数字化制造的产品数字模型，其表现形式、包含内容、建立方法、信息含量等更为重要，如何更为有效地对产品数字模型进行表达，如何将产品几何信息以及工程语义信息在产品的各个阶段进行有效的传递，将机械学科的发展与课程教学有机结合，使得课程教学内容适应学科发展的需要，将是本课程教学改革首先需要解决的、具有挑战性的课题。

（二）只强调课程独立性而忽视了学科交叉性

随着科技的不断发展，各学科之间的交叉、渗透发展越来越明显，很多工程图样不再是单一形体的表达，而更多地体现为各种信息的整合，是各学科知识的交叉结合。在这种大背景下，企业对学生知识结构和基本技能的需求都发生了根本变化，因此，应从学科交叉性的角度调整课程教学内容。

机类机械制图是专业基础课，同时又属于设计课程，因此不应过分强调其课程的独立性，而应在设计教育的大背景下统一考虑制图课的课程体系，在教学过程中重视学科之间的纵向联系以及横向联系。

纵向联系：加强机械制图教学内容与机械零件、机械原理、毕业设计等课程与环节的联系。如从讲授机械设计概念入手，以培养设计简易机械为主线，讲授投影原理、制图基础、计算机绘图，然后将标准件、常用件、零件图与装配图与机械零件的设计有机联系与融合，从而培养学生的专业意识和大工程观。

横向联系：将制图课程电气、电工电子、信息技术等知识进行交叉联系；在制图教学中渗透工业设计思想，在图学知识中融入技术美学和丰富的表现内涵，从而既可以强化学生的空间思维能力、图形表达能力和设计创造能力，又可以为后续基于专业而又不拘泥于专业的发散性思维训练打好基础。

（三）只强调课程理论性而忽视了课程实践性

工程是一种特定的社会实践活动，工程师是从事这种造福人类的实践活动的主体，因此以培养这种工程人才为目的的工程教育在本质上也必须具有实践性。制图的教学内容应尊重工程教育的特定属性——实践性；工程图学教育的目标是工程师，而不是图学理论专家，因此，课程教学内容应摆脱追求全面的、系统的、面面俱到的旧教育观念，删减理论性内容、加强工程实用性内容，例如截交、相贯仅要求了解其近似画法，而不再讲解具体的取点连线作图方法；加强徒手绘图的方法和展开图的实践环节画法，进一步强化轴测图和三维实体造型等内容，在零件和装配体测绘的环节中，要求学生以工程师的角色去完成任务，包括对产品进行论证、徒手图绘制、CAD三维建模、CAD平面图绘制等综合设计。从而通过课程实践环节帮助学生建立工程思维，体现工程教育理念。另一方面，应该通过一定的制度建设，促使机械制图教师与企业形成良好的互动，了解企业对学生掌握机械制图的需求，并且通过教师在企业的工程实践，改善自身的知识结构，使教师在新的三维技术知识体系下能够胜任机械制图的教学工作。

三、机械制图课程教学模式反思与对策

（一）建立一种基于工程理念的课程训练模式

在设计、制造、检验等生命周期过程中，产品是作为一个整体存在的，其各组成部分既存在着功能上的关联，也存在着几何形状以及尺寸上的关联；对产品的表达包括总装图、部件装配图和非标准件的零件图，这种表达应该是一种基于全局观念的表达，反映的是设计思路和制造要求，因此，其所绘的一套图纸体现的是一个产品，是系統的、彼此密切相关的。

在制图教学过程中，往往通过绘制图纸的方式完成各个教学片段的实训，在这一过程中学生绘制的大多数是不存在关联、相互孤立的图纸，因而所绘图样反映的仅仅是学生的制图水平。这样一种训练方式，往往会使得学生在学习过程中无法形成对课程的全局与整体认识，达不到学以致用的目的。因此，在今后的制图教学中，教师不仅要教学生怎样绘制一张图纸，而且可以引入一些小型设备，教会学生怎样绘制一套图。可压缩画法几何内容，把更多的时间分配给机械制图，在教学中注重结构设计的合理化、图纸表达的标准化、尺寸及技术要求标注可测性及可加工性。引导学生尽量从身边看得见、摸得着的实物出发，从概念设计、改进设计、发明创造的角度发掘设计表达灵感，形成工程意识。

（二）改变单一考试模式，建立一种过程考核模式

传统课程的考核模式基本上还是沿用“一卷定终身”方式，虽然近几年增大了平时作业的比重，但还远远达不到过程考核的效果，这就使得学生不能及时了解自己的学习状态，也无法形成教学过程的动态反馈，从而达不到反馈指导后续教学计划的目的。

因此，我们有必要采用一种模块化、开卷与闭卷相结合的过程考核模式，将课程内容分解为制图理论基础、画法几何基本知识、机件的表达方法、标准件与常用件、零件图与装配图等多个模块，采用闭卷方式从机械装置的表达、尺寸标注、技术要求等多个知识点进行考查；采用期中考试（开卷）的方式，对螺纹规定画法及标注方法，常用螺纹紧固件连接的规定画法，键、销及其连接的规定画法及尺寸标注方法，以及齿轮啮合为题目进行开卷考试，促使学生养成自主学习习惯，培养分析解决图样表达问题的能力，同时培养工程意识和标准化意识；此外增加综合考试，给出一个简单机械产品，要求完成内容涵盖零件图、装配图、标准件和常用件的装配图设计，从而形成对学生综合能力的考核。

四、结论

图学教育需要在新的数字技术支撑下进行适应性改革，在这一过程中，应将其置于现代产品设计与表达的大背景下，结合学生的实际情况以及课程的教学特点和要求，从教学定位、教学内容与教学模式等方面积极探索，不断创新教学方法，丰富教学手段。在具体改革的实施过程中，应将机械制图课程与机械工程专业的其他课程教学内容进行整合，多联系工程实际，扩展学生的视野，同时合理使用多媒体技术、实体造型软件等现代化教学工具，引导学生思考，培养学生的工程素养。只有这样才能更好地发挥其产品形体表现的优势，最终实现机械制图课程的教学目标，为学生学好后继专业课程奠定基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 竺志超，杨文珍.高校非工程类学生工程素质教育思考[J].中国大学教学，2013（5）：26-28.

[2] 曹新亮，杨红霞，李建新. MOOCs环境下工科大学生工程素质培养方式的反思[J].现代教育科学，2014（4）：167-170.

[3] 孙颖，陈士俊，杨艺. 推进卓越工程师孵化的现实阻力及对策性思考[J].高等工程教育，2011（5）：40-45.

[4] 杨波，赵勤，刘鲁宁.和合模式下工程图学实验教学改革探讨[J].理工高教研究，2007（6）：107-108.

[5] 顾秉林.大力培育工程性创新性人才[J].清华大学教育研究，2014（4）：1-6.

[6] 张俊平，禹奇才，童华炜，焦楚杰.创建基于大工程观的土木工程专业人才培养模式[J].中国高等教育，2012（6）：27-29.

[责任编辑：刘凤华]