工程图学与机械制造实训联合式学习课程创新

张旭焱

（武汉理工大学 湖北·武汉 430070）

在机械工程专业课程学习中，理论教学与实践教学并重是“工程图学”的一个本质特征，且实践操作环节对本课程知识点的全面掌握显得更为重要。机械制造工程实训是在讲授完“工程图学”理论知识以后，全流程开展的以测绘设计为综合训练的集中工程训练环节，是必不可少的一门实训课程。将“工程图学”和机械制造工程实训相结合也能充分利用理论知识进行实训操作，加深对知识点的理解，从而锻炼各方面的综合能力，以夯实机械设计的前期各项知识储备。

1 “工程图学”与“机械制造实训”教学现状

1.1 课程实训目的

“工程图学”实训的主要目的如下。（1）运用已学过的理论知识，熟悉测绘的常用方法和实施步骤，培养学生初步的测绘素养和技能，并为后续理论课及实践课打下坚实基础。（2）根据各种机械零部件图的详细绘制和校正，让学生学会如何提升实际动手绘图能力，以及各种类型零部件测绘精度。使学生能较好的选择实施方案、合理布局、精准绘图，并根据尺寸标注规范完成相应技术要素注写。（3）了解机器设备的装配工艺要求。通过全面、系统的全要素零部件测绘实训，从各个维度全方位培养学生具备较强的工程应用和设计能力。（4）能熟练应用各种素材和资料，全面了解零部件构造，以及部件的用途、性能、工作原理、结构特点，包括零件间的装配关系等。

1.2 课程安排模式

制图课程内容体系由画法几何、制图基础、机械制图、机械设计常识、计算机绘图等要素组成，重点培养的素质体现在空间想象能力、形象思维能力、图形表达能力和创新构形能力几个方面。在课时安排上，应针对上述知识要素开展有针对性的教学安排。

以武汉理工大学机械专业为例，“工程图学(上)”“工程图学(下)”共2*56 个课时，5.5 个学分，均安排在第一学年，一周3-4 节课，且在时间节点上都是连续课程，学生难免会觉得枯燥无趣，而且一周的时间里如果没有及时地进行课后复习，知识点会很快忘记。同样，对于实验课时部分，由于一周只有两次上机时间，虽然老师会讲解CAD和三维软件的使用，但还是感到上机实践时间非常紧张，学生要真正做到学通弄懂，难度还是很大。“机械制造工程实训”共4 个学分，安排在第二学年，由于课时量太少，例如数铣实训，只能让学生在有限的时间内学习三维建模软件的使用，再进行创新设计，难免会制约学生创新思维的进一步拓展。

1.3 课程教学方式

在“工程图学”教学中，学生利用上课时间学习理论知识，课后在习题册上进行手工绘图或在电脑上进行电脑绘图。在“机械制造工程实训”中，虽然采用了分组模式，但是学生众多，会出现一名老师指导多位学生的现象。由于课时量有限，知识点复杂，学校在有限的时间内并不能对计算机绘图软件做详细的讲解。基于此，就形成了学生仍在传统学习模式的道路上徘徊的现象。

1.4 教学改革新变化

目前许多高校纷纷对“工程图学”这一课程进行改革和实践，例如同济大学浙江学院采用混合式教学模式，采用多媒体课件和计算机软件进行融合教学；北京林业大学根据实际情况改革教学模式，建立标准库生成标准件，采用三维设计环境进行制图教学。同时，一些在线公共学习资源如中国大学MOOC，雨课堂，优慕课逐渐完善并趋近成熟，向中国高校注入了“互联网”新潮流的新生机，各个大学可以在这些网络平台上发布资料，资源得到了共享。在“机械制造实训”的教学改革中，石河子大学机械电气工程学院利用前期理论课程自己完成图纸，在实训中制作小锤等。

2 联合式学习课程创新

很长一段时间以来，高校传统的工程制图类专业人才培养是以理论学习和技能应用相互交叉融合为主要教学形式，纯粹在理论教学模式培养下的机械设计类大学生，尽管有丰富的本专业理论基础知识，以及具备较为全面的各学科应用知识体系，但很难适应行业企业对个性化人才需求的特征要求。只有贴近制造型行业企业需求，建立多知识结构相互融通的专业人才培养模式，才能解决高校毕业生的人才培养结构性矛盾；只有紧跟时代发展要求，不断深化高校机电类专业教学模式改革，优化课程配置体系，更新教学样式与路径，从而不但使培养的学生具有多学科交叉融合的理论知识积累与实际应用能力的个性化训练，增强创新创业能力与工程应用能力，同时也可以为其他应用学科培养具有适应社会需求的复合型人才提供借鉴。

2.1 联合式学习模式创新

在“互联网”时代，计算机绘图软件已经在高校普遍应用。计算机二维绘图软件能够将手工绘图的一些要求变繁为简，并且在使用裁剪偏移等命令时可以了解到实物之间的相互约束关系。学习三维建模能提高学生的空间想象能力，将平面思维演变为立体思维。

联合式教学将采用 “工程图学+计算机绘图+机械制造实训”的学习模式，实施“三库三融合”的教学理念。在线上，以二维码技术为载体，建立学习资料库，将多种计算机绘图软件教学视频导入学习资料库中，将二维码编入教科书中，让学生在课前课后加强对计算机绘图软件的学习；在线下，通过老师的课堂教学和对应的金工实训相结合进行教学。该模式旨在结合理论和实践的应用，提高学生的自学能力，同时能够提高这两门课程的学习效率。

2.2 联合式学习资料库创新

根据机电类专业联合式、个性化、差异化学习特点，构建丰富的应用案例，以夯实理论基础为支撑，以强调测绘技巧为目标，以社会需求为牵引，全方位开展理论与实践相互融通的教学方法改革。具体可通过实地走访调研机电类企业的个性化需求，将企业实际应用案例予以收集整理，并具体应用到日常理论实践教学环境中。任课教师通过开设专题定向应用、个性化实验、理实结合等多样化探究性教学场景，最大限度调动学生的主观能动性，以培养学生具备科学的研究方法和学习策略，塑造学生的创新精神、团队合作和个性发展。

教学内容是实现预期教学目标的主要承载体。将教学内容划分为理论知识、拓展实践、应用提升3 个层次，使学生通过循序渐进的方式，奠定扎实的机械制图理论基础和知识应用能力体系。并在此框架之上，加强针对专业应用的特色课件资源库建设，强化制图理论与工程应用的深度融合，加强绘图理论和绘图方法的交替应用。同时，搭建多层次开放性机械制图实践创新软硬件平台，为开展实践教学提供优良的软硬件条件。

机械制图可供选择的三维建模软件种类比较多，常用的是Solidworks、Inventor、Catia，它们的功能不同，Solidworks、Inventor 多用于设计固件，Catia 多用于外观设计。一般机械专业可以采用Solidworks 和Inventor，主要用来做机械设计和曲面产品设计；船舶汽车专业可以使用Catia，用来做汽车飞机等大型设计。

影音视频教学资源。录制相应软件的学习视频，发布于一个视频播放器中，利用二维码生成器将它的链接生成二维码，那么学生既可以在视频播放器中播放，也可以扫描二维码得到相应视频，预习所学内容，自行建立模型。通过三维建模想象三维空间模型，对空间形态进行初步认知，再将它由三维过渡到二维模型。

经过工程图学与机械制造实训联合式课程创新学习，效果非常明显。利用已有资源库开展联合式学习得到的二维码，可以附于书本和视频讲解的PPT 中，通过扫描对应的二维码进入视频讲解页面进行学习。

3 结束语

“联合式学习课程创新”以其教学组织的灵活性、管理的开放性、资源整合的广泛性、资源配置的多样性等方面凸显它的优势，是“综合型”人才培养的有效途径和载体。“联合式学习课程创新”的教学过程提倡各知识点相互融通，理论和实践渗透互补，具有综合性。一是开展“联合式学习”活动以激发“教” 和“学”良性互动。二是为塑造学生的自主创新能力，全方位调动学生的求知欲望。计算机绘图是从事机械制造行业必不可少的一门技能，在学习工程制图的过程中也是一个得力助手。通过支撑资料库与跨界融合的有机统一，强化了学生理论创新与实践创新思维与应用能力的培养。高校开展“工程图学”“机械制图”和“机械制造工程实训”相结合教学改革的探索研究，不仅可以对机电专业人才培养模式进行大胆实践，同时对于其他专业在构建和优化人才培养方案时，也具有一定的理论借鉴和实际参考意义。

总之，本文依托教育理念的深度创新，实施教学内容、教学技术以及教学方式的全方位创新。教学方式提倡从传统的以教师为中心的知识传授型向知识传授与创新、与实践相结合，师生互动、教学相长，并以调动学生主动学习、激发学生创造性和求知欲为主要目标的教学方式转变。通过强调教学内容的超前性和新颖性、强调学生问题意识和思维能力的训练、强调理论与实践的联系等方面创新教学方法。