农业工程学科机械类专业“机械制图与计算机绘图”课程思政与教学改革探索

张淑娟，武志明，贺俊林，赵聪慧，薛建新，孙海霞，陈振宇，赵华民

（山西农业大学工学院，山西 太谷 030801）

“高校立身之本在于立德树人”，“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”。[1]习总书记这一重要论断是加强高校课程思政的行动指南。山西农业大学“机械制图与计算机绘图”课程教学团队在教学过程中，坚持立德树人，全面发展的教学理念，结合课程学习贯彻国家机械制图和技术制图标准、培养工匠精神的特点，培养学生的家国情怀和责任担当；以学生发展为中心进行教学设计和实施教学过程，培养学生的工程实践能力和创新能力；以学科专家和校友为榜样，介绍农业机械专业的发展以及榜样的奋斗与奉献精神，与培养学生的爱国敬业精神相结合；以创新创业为契机，激发学生学习的积极性和动机，成就立足服务农业一线的卓越农业工程技术人才。将教书育人落实于专业知识教学的全过程，也体现了习近平总书记给涉农高校回信中对全国涉农高校广大师生的寄语：以立德树人为根本,以强农兴农为己任,培养更多知农爱农新型人才[2]。

山西农业大学全面贯彻党的教育方针，立德树人，认真落实“以本为本、四个回归”，努力创建国内一流、国际知名的研究应用型本科人才培养体系。工学院构建了适应农业工程学科发展需求的“理论教学、实践教学、科研创新”三位一体的机械类专业人才培养体系。“机械制图与计算机绘图”课程，是为农业工程学科机械类本科生开设的专业基础课，旨在培养学生掌握投影理论基础，实现用二维图形表达三维形体的能力；培养空间想象和形象思维能力；培养徒手绘图和尺规绘图能力及计算机二维绘图和三维形体建模能力；培养绘制和阅读机械工程图样的基本能力；培养具有工程意识、标准化意识、创新意识和严谨认真工作态度的，具有厚实理论基础、创新精神和实践能力的复合应用型高级农业工程技术人才。山西农业大学农业工程学科机械类专业基础课程“机械制图与计算机绘图”是山西省精品课程和精品资源共享课，是国家级精品课程和国家精品资源共享课，也是山西省精品共享建设课程，目前该课程的MOOC课程已在“爱课程”网上发布。该课程的教学团队由12名教师组成，其中教授3人、副教授4人、讲师3人、高级实验师和实验师各1人，是一支热爱教书育人，积极努力、开拓创新的教学团队，2019年授予山西农业大学“黄大年式”教学团队。多年来，教学团队从教学理念、教学内容、教学方法、教学手段、实验教学基地建设、创业创新竞赛等多方面入手，不断探索，开展了课程的教学改革和创新研究与实践，将立德树人贯穿于教学的全过程，在培养具有工程实践能力、创新能力人才方面取得了较好的效果。

1 教学理念

1.1 将教书育人贯穿于课程教学的全过程

“机械制图与计算机绘图”课程团队将教书育人贯穿于课程教学的全过程，培养学生的社会主义价值观。坚持几十年如一日，针对每个学生的每次作业的每一个习题都要认真批改，而且按时发放给学生，给学生做出严肃认真的“表率”和守信的模范。在教学过程中，不仅介绍工程图学最新科技成果以拓宽学生的视野，而且结合农业机械的发展历程，增强学生的民族自豪感和自信心。如讲解我国第一台拖拉机的诞生以及拖拉机的发展历史，使学生了解我国科技及农业机械发展的现状，以及科技人员所付出的艰辛，培养学生爱国情怀和脚踏实地的工作作风。讲解院士团队对农业机械的研究情况[3]，以及农业机械领域的其他专家通过科技创新，突破技术难关，弥补国内空白的状况，增强学生们的爱国热情和职业责任感。向专家们学习，既要有远大抱负，还要有脚踏实地、勤奋进取的工作作风，把实际行动落实到课堂中，明确历史使命和责任担当，把个人的理想和追求融入到中华民族伟大复兴的奋斗之中，让勤奋学习成为青春飞扬的动力，让增长本领成为青春搏击的能量，使自己努力成为中国特色社会主义建设的栋梁之才！

1.2 将以学生为中心的理念贯穿教学全过程

以学生为中心的教学，就是强调学生为主体，教师、学生和教室等的有效配合，使学生真正掌握知识、提高能力的教学。课堂教学要从学生的角度出发，让学生真正掌握。教师不仅讲授知识点，同时要让学生具有将知识融会贯通、举一反三思考的能力。课程团队教师在研讨教学方法时，更注重以学生为中心，采用线上线下混合式教学模式，学生课前预习，课后及时完成习题作业，课中小考和实践，使学生真正掌握和理解所学知识，而且会利用所学知识解决实际工程问题；采用专题训练、讨论的实践教学形式，让学生应用所学知识分析和解决工程设计问题。每次实践或讨论，或者调查专题的设计，都要考虑让学生巩固和运用哪些学过的知识，达成的目标及学习效果合理评价。每次课堂都要留出学生们生生互动、师生互动的时间，充分交流。学生们在不断的思考问题和解决问题的过程中，培养了良好的独立思考习惯。以学生为中心的课堂教学，明显提升了学生学习的积极性，主动申请参加创业创新活动的学生越来越多，近几年，团队教师指导学生参加各级创业项目10余项，参加全国机械创新设计大赛等获得各级奖励60余项。主动要求参与教师科研课题的学生也越来越多，很多学生提前进实验室，利用课余时间从事科研工作，开扩眼界，提高课程内容与专业知识融合的能力及水平。

2 教学内容

2.1 将传授传统知识与学习新技术相结合

“机械制图与计算机绘图”课程内容包括四大模块：投影理论、制图基本知识、机械制图和计算机绘图4个部分。在投影理论部分主要讲解投影法、点线面、立体的投影、截切和相贯立体的投影、组合体、轴测投影；在制图的基本知识部分，主要讲解机械制图和技术制图国家标准、几何作图、仪器作图和徒手作图的方法和步骤，以及机件的表达方法；在机械制图部分，主要讲解零件图、标准件和常用件和装配图；在计算机绘图部分，主要讲解采用AutoCAD软件绘制平面图形、组合体三视图、零件图和装配图、三维立体绘制，以及了解Pro/E软件绘制三维立体以及机械图的方法。通过学习机械制图与计算机绘图”课程，旨在培养学生掌握投影理论基础，实现用二维图形表达三维形体的能力；培养空间想象和形象思维能力；培养徒手绘图和尺规绘图能力及计算机二维绘图和三维形体建模能力；培养绘制和阅读机械工程图样的基本能力；培养工程意识、标准化意识、创新意识和严谨认真的工作态度，为后续课程的学习和农业机械新产品研制和开发打下基础，成为具有厚实理论基础、创新精神和实践能力的复合应用型高级农业工程技术人才。我们在以往教学内容注重传统理论知识点的基础上，增加提高学生工程实践能力和创新能力培养的新内容，如3D打印专题技术、计算机绘图新技术等，使学生了解工程图学新技术。对于农业机械领域及其设计新技术的发展及应用，我们也会及时地与学生交流。培养学生们热爱专业，学好本领和技能，志存高远，为我国农业机械领域做出贡献的信心和能力。

2.2 将理论知识学习与工程实践能力培养相结合

山西农业大学的“机械制图与计算机绘图”课程是为农业工程学科机械类专业一年级本科生开设的专业基础课。课程目标是培养学生绘制和阅读机械图样的能力。该课程是一门实践性很强的课程，必须注重理论联系实际、多思考、勤动手。因此，在每次课后都会安排配套习题集作业，要求学生及时认真完成，而且从一个点、一条线开始培养学生们的画图能力，包括国家制图标准的遵守和贯彻，各种绘图技巧的掌握，以及耐心、细心和严肃认真的态度、一丝不苟的担当精神；针对平面图形的绘制，安排了平面图形绘制专题实践，特别强调机械制图国家标准基本规定的贯彻和运用以及仪器作图技巧的掌握；针对课程内容的重点内容—组合体的学习，除了完成习题集有关作业，还安排了3次组合体实物模型徒手绘图实践，且制作了“组合体百例模型库”，实现了分层教学和厚实基础的目标；针对机件的表达方法这个重点内容，除了完成习题集有关作业，还安排了一次仪器综合绘图实践，且制作了“机件表达方法案例库”，实现了学生自主学习及分层教学；多年的教学发现一年级学生没有工程实践经验，不利于理解课程中机械图部分的内容。因此，在机械图学习之前，增加了部件拆装课程，以便于他们了解常见机械结构的设计及应用；增加机械加工工艺和装备认知，增强工程意识的培养；增加农业机械认知实习，增加学生对课程学习的兴趣和责任心；在计算机绘图部分，采用案例法教学，理论和实践教学按照由模板绘制，到平面图形绘制，再到组合体三视图绘制，再到零件图绘制，再到立体图绘制，循序渐进，由易到难，逐步实现，并引入竞赛机制，按照规定时间完成并计分，让学生学习有达成目标的喜悦，有完成任务的担当，提高学生优化绘图步骤的能力，以及分析问题和解决问题的能力。

课程实践教学特别注重与工程实际相结合，培养学生基于工程的综合设计能力。近几年，我们在不断地探索实验教学改革和创新，使学生能在有限的实验教学时间内，学到更多的知识和技能，巩固课堂教学所学的理论知识，为今后的科研工作打下扎实的基础，提高学生的实验技能和动手能力。以往的课程综合实验都是采用常规的部件进行测绘。在新教学大纲编写时，针对课程的综合实验，我们提出了轻简型农业机械综合设计的内容。学生自主选题，按照规定的环节完成设计及报告撰写，最后还要求学生分组讨论，评价对课程所学知识的掌握程度，评价创新能力以及农机与农艺的结合水平，提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力，提高学生掌握课程知识的高阶性和创新性。

我们在山西省教育厅“基于工程化的工程制图课程的教学改革”项目的支持下，建立了本科生山西省农机新技术中心新型农业机械认知基地，增加新型农业机械认知实验，贯穿“学以致用”的教学理念，培养学生们的课程学习兴趣和动力。引导学生注意观察校园或者路边的灯柱、垃圾桶、管道等工程装备结构，绘制其机械图，并分析相关设计原理，通过实践教学改革，加强了学生对课程实践的重视，主动思考所学课程理论知识与解决工程实际问题相结合，提高了用课程理论知识解决实际问题的能力，提高了参与老师科研计划的积极性，申报创新创业项目人数增加，大大开拓和提高了学生的创新能力。

3 教学方法

3.1 课堂教学加强师生及生生互动

加强课堂提问、讨论等师生互动环节，可以提高学生的积极性和主动性。机械制图课程内容与图形密切相关，因此，从学习该课程一开始，就告诉学生上课时要带上一张徒手画图的A4纸和绘图工具，关于一些重要知识点，随时会让学生在课堂上徒手画图，以此拓展和巩固所学的理论知识。我们也常在课堂上，以提问的方式让学生回答讲解案例中的一些有关内容，从点线面的投影，到立体的投影、组合体、轴测图，到零件图、装配图，再到计算机绘图，请学生参与讨论式教学，收到了很好的效果。如某一组合体，一个学生说出该组合体三视图的表达方案，其他同学参与讨论，选出最佳表达方案，学生们利用所学知识参与讨论，快速给出反馈，提出个人的见解，教师再总结评价，比较不同方案的优缺点，给出最优方案。这样学生对不同组合体三视图方案的选择，既熟练掌握了选择原则又会考虑相关的问题，对组合体三视图绘制就变得容易和轻松了。课堂中对于重点和难点问题的师生、生生互动讨论，受到了学生们的欢迎，教学效果明显。

3.2 师生共同关注新技术新知识的发展

对于所学的课程有关知识，教师通过提示学生查询相关资料、请在企业做机械设计工作的优秀毕业生回校做报告等方式，引导学生关注机械设计知识的最新发展以及企业运用进行追踪。鼓励学生们检索最新的机械制图国家标准、检索和课程内容相关的已发表的研究论文、检索最新的机械设计软件、检索最新的轻简型农业机械的发展，激发学生们的学习热情。鼓励学生们对感兴趣的日常生活装备或轻简型农业机械问题自由选题，自愿组成小组，查找文献、仿真设计、撰写报告。学生积极性很高，分工合作从相关数据库、图书馆查找资料，汇总整理，从设计理念、原理、方法、用途，到农机与农艺的融合、到对最新发展的了解、到参考文献的阅读整理等，每个人写出各自课题报告，再按组讨论汇总，形成小组课题报告。每个组选1名学生用5～10 min，采用PPT形式向全班同学汇报，学生们态度认真，讨论活跃，教师总结点评，效果很好：通过查文献，写报告，锻炼了学生查阅文献、综述文献的能力；通过小组讨论，写小组报告，培养了团队合作精神；通过写报告、口头报告，锻炼了学生文章撰写、PPT制作及口头表达能力。同时报告讨论的课题，学生记忆深刻，共同分享成果。

4 结语

教学团队在教学理念、教学内容、教学方法、实践教学等方面进行教学改革和创新探索，取得了较好的教学效果。今后还需要继续加大改革的力度，把卓越农林人才培养的理念贯穿在课程教学的全过程，进一步加强教学方法和教学手段的改革，全面落实以学生为中心的理念，推进“机械制图与计算机绘图”课程混合式教学的深入发展。鼓励学生积极参加机械创新设计大赛、全国成图大赛等，激发学生们的学习热情和创新能力。强化理论知识学习与工厂实际相结合，提高学生解决工程实际设计问题的能力，为国家培养具有厚实理论基础、创新精神和实践能力的复合应用型高级农业工程技术人才而努力。