高職院校《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革研究應(yīng)用探討

周建軍

甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅省天水市 741000

1 引言

《機(jī)械制圖》是高職院校的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生將二維空間轉(zhuǎn)化為三維空間的能力，從而得以繪制和閱讀機(jī)械圖紙，是一門理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。在日常課程教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中都存在很多問題。依據(jù)傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段，很難簡化教學(xué)難度，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。鑒于學(xué)生素質(zhì)的變化，企業(yè)對學(xué)生的要求發(fā)生了變化，高校對學(xué)生學(xué)習(xí)的要求也無形中進(jìn)一步提升，這一切都離不開《機(jī)械制圖》教學(xué)的改革。

2 高職《機(jī)械制圖》教學(xué)改革的重要性

高職院校中機(jī)械專業(yè)不同于普通教育機(jī)構(gòu)，其最大的特點(diǎn)在于人才培養(yǎng)的動(dòng)機(jī)和培養(yǎng)和教育學(xué)生的目的。即清晰、直接的教學(xué)方法更適合學(xué)生，能夠?qū)W(xué)生培養(yǎng)成為熟練的技術(shù)人才。機(jī)械制圖技術(shù)對學(xué)生來說相當(dāng)重要，甚至直接決定著整個(gè)教學(xué)過程的好壞。因此，當(dāng)出現(xiàn)其他問題，如制圖技術(shù)落后或繪畫效果不佳時(shí)，相關(guān)教育人員要再次調(diào)整教育體系。一方面，很多高職院校的學(xué)生并沒有花太多時(shí)間研究機(jī)械制圖技術(shù)，因?yàn)樗麄冞€沒有認(rèn)識(shí)了解到機(jī)械制圖的實(shí)際意義和教育價(jià)值。在認(rèn)識(shí)不明的情況下，他們只是膚淺的學(xué)習(xí)了機(jī)械制圖技術(shù)，其深厚的內(nèi)涵和技術(shù)并沒有得到有效利用。因此，我國高職機(jī)械制圖技術(shù)一直處于比較落后的狀態(tài)。另一方面，專業(yè)高等教育人員在教學(xué)過程中沒有充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，仍然采取單一的訓(xùn)練方式開展各自的實(shí)踐活動(dòng)，容易造成學(xué)生研究機(jī)械制圖的興趣下降。因此，要改善上述問題，必須制定明確的教學(xué)策略。

3 高職院?！稒C(jī)械制圖》課程教學(xué)存在的問題及原因分析

3.1 學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不足

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生是為了能夠課時(shí)和學(xué)分而上課，表現(xiàn)出學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣。經(jīng)調(diào)查分析，主要有以下幾個(gè)原因：一是缺乏自信。目前，高職院校招生規(guī)模逐年擴(kuò)大，升學(xué)率不斷提高。此外，參加高考的人數(shù)也在逐漸減少，從而致使高考的整體難度不斷降低。在此背景下，被高職院校錄取的學(xué)生普遍成績不佳，在學(xué)習(xí)中找不到快樂，對學(xué)習(xí)沒有興趣。二是學(xué)生心理還不夠成熟。從年齡來看，大多數(shù)新生都在十幾歲左右，身心發(fā)展不平衡。信息時(shí)代，自媒體迅速發(fā)展，容易轉(zhuǎn)移學(xué)習(xí)注意力，而機(jī)械制圖的知識(shí)相對枯燥乏味，這些因素造成學(xué)生缺少學(xué)習(xí)興趣。

3.2 課程教學(xué)效果不佳

在教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生有時(shí)會(huì)睡覺、打瞌睡、玩手機(jī)等，對老師的教學(xué)內(nèi)容反應(yīng)不大，師生互動(dòng)不夠。在課堂上做習(xí)題時(shí)，很少有學(xué)生能單獨(dú)完成，這說明本課程的教學(xué)效果有待提高。在課程設(shè)置過程中，理論學(xué)習(xí)相對較多，實(shí)踐機(jī)會(huì)相對較少。機(jī)械制圖的實(shí)際環(huán)節(jié)是傳統(tǒng)的用尺子手繪。沒有專門的繪圖臺(tái)，不方便手工繪圖操作，妨礙實(shí)際效果。繪圖教學(xué)設(shè)備的局限性，加之部分學(xué)生立體感較弱，從而致使學(xué)習(xí)存在一定的困難。有的同學(xué)不能由主視圖想象俯視圖，課堂上看的懂但不會(huì)畫。高中生從未接觸過機(jī)械制圖專業(yè)教育，學(xué)習(xí)困難，而中專生學(xué)習(xí)不深，水平參差不齊，教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)生進(jìn)步難以平衡統(tǒng)一。這門課程的某些章節(jié)聯(lián)系緊密，從而致使部分學(xué)生難以有效學(xué)習(xí)，直接妨礙后續(xù)課程的教學(xué)效果，進(jìn)而造成學(xué)生形成抵觸感和學(xué)習(xí)疲勞。

3.3 教學(xué)內(nèi)容改革力度不足

目前，大部分高職院校認(rèn)為講授《機(jī)械制圖》課程問題不大。但是，從目前的教學(xué)狀況來看，教學(xué)內(nèi)容還有很大的改進(jìn)和進(jìn)一步提升的空間。例如，傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》課程涉及畫法幾何、基本設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)。畫法幾何知識(shí)很少用到，只是為了能夠訓(xùn)練學(xué)生的空間推理能力。從課堂教學(xué)過程來看，高職院校通常將《公差配合與測量》、《計(jì)算機(jī)軟件繪圖》、《機(jī)械制圖》分開講授。以上三門課程的教學(xué)目標(biāo)相互關(guān)聯(lián)，知識(shí)點(diǎn)也有一定的共同點(diǎn)。在教學(xué)中使用碎片化的教學(xué)方式，必然造成知識(shí)點(diǎn)不一致，從而致使教學(xué)效果不佳。因此，教學(xué)內(nèi)容改革不夠，整體教學(xué)效果差。

3.4 教學(xué)方式單一

目前大部分高職院校的《機(jī)械制圖》課程以常規(guī)教學(xué)為主，教授多采取手工繪圖教學(xué)。但這種教學(xué)方式效率較低，教學(xué)節(jié)奏較慢，直接造成學(xué)生獲取的知識(shí)和信息量受到很大限制。學(xué)生只能在教師的指導(dǎo)下被動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)，習(xí)慣于將教師講解的理論知識(shí)或書本上的答案死記硬背，忽視了理論與實(shí)踐的聯(lián)系，使學(xué)生嚴(yán)重缺乏強(qiáng)烈的自我表現(xiàn)欲望和創(chuàng)新意識(shí)，未能激發(fā)創(chuàng)新成果。另外，對于機(jī)械制圖課程，缺乏現(xiàn)場練習(xí)、案例講解、討論等教學(xué)方式，學(xué)生的主觀能動(dòng)性不能有效發(fā)揮，整體操作能力不能得到有效體現(xiàn)，從而致使整體教學(xué)效果不理想。

4 高職《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革策略

4.1 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性

首先，上好第一節(jié)課。第一節(jié)課主要播放航天飛機(jī)飛行和生產(chǎn)加工的視頻，讓學(xué)生了解其及背后的意義。研究人員應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)、加工和組裝之前借助機(jī)械制圖呈現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)。在講解的過程中，同學(xué)們應(yīng)當(dāng)感受一下，當(dāng)自己設(shè)計(jì)的圖紙轉(zhuǎn)化為真實(shí)的設(shè)備時(shí)，是多么的自豪和驕傲！其次，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力。會(huì)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立畫畫。在講解平面幾何、基本立體三視圖、相交線、軸測圖等時(shí)，教師能夠指導(dǎo)引領(lǐng)學(xué)生手繪，然后盡量引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立制圖，有利于進(jìn)一步提升學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生主觀能動(dòng)性。投影圖形可能因不同的覆蓋方法、形狀或位置而異。所以即使學(xué)生能看懂，做題的時(shí)候還是會(huì)一頭霧水。制圖和看圖畢竟是一個(gè)累積的過程，但不去想，不去做，永遠(yuǎn)都是零，也不能怕出錯(cuò)。因此，針對這種情況，要先給學(xué)生一個(gè)獨(dú)立思考的時(shí)間，然后小組內(nèi)的學(xué)生互相交流作業(yè)，互相批改，各小組互相檢查，共同提高，后續(xù)老師會(huì)糾正常見的錯(cuò)誤。此外，建議不要在學(xué)生專注思考時(shí)指導(dǎo)作業(yè)，因?yàn)樗季S中斷會(huì)妨礙獨(dú)立思考的能力。最后，及時(shí)表揚(yáng)優(yōu)秀學(xué)生，鼓勵(lì)落后學(xué)生。應(yīng)當(dāng)挖掘每個(gè)學(xué)生的長處和潛力，鼓勵(lì)和安慰容易犯錯(cuò)誤的學(xué)生。學(xué)期中期要為每位學(xué)生準(zhǔn)備獎(jiǎng)品，并用更好的字體標(biāo)注“好”，以示鼓勵(lì)，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，進(jìn)一步提升積極性。

4.2 針對學(xué)生的讀圖與繪圖能力展開培養(yǎng)

考慮到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程，先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造離不開圖紙的繪制和解讀。圖紙屬于設(shè)計(jì)人員表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和其他技術(shù)人員對機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)理解，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用，能夠作為生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。此外，機(jī)械制圖通常是機(jī)械工業(yè)和工業(yè)工程建設(shè)中的通用技術(shù)語言。有效培養(yǎng)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)和生活中的觀察能力，幫助學(xué)生進(jìn)一步提升閱讀水平。例如在讀圖教學(xué)過程中，能夠參照教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生準(zhǔn)備一些圖片，讓學(xué)生仔細(xì)觀察，通過觀察結(jié)果進(jìn)行想象，找出圖片的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的圖形閱讀和繪制能力，能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步理解圖形。

4.3 利用模型進(jìn)行《機(jī)械制圖》課程教學(xué)

為了讓學(xué)生在實(shí)際操作過程中更好地理解操作步驟，教師能夠借助已有的實(shí)物制作模型，讓學(xué)生在課上或課后進(jìn)行拆裝或剪裁，有利于學(xué)生借助模型進(jìn)行改進(jìn)他們的空間思維水平。教學(xué)例子可以用組合體三視圖畫法：首先，教師要給學(xué)生布置一個(gè)教學(xué)任務(wù)，讓他們從中學(xué)習(xí)到目前的知識(shí)主要是什么，思考如何有效地學(xué)習(xí)，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望。吸引高職生組合體時(shí)，過程中出現(xiàn)不同相鄰面及其投影特征相互間的關(guān)系。并且還能夠借助小組討論的方式確定主視圖的方向和繪制的步驟，同時(shí)結(jié)合老師的示范繪制圖形。教師在教學(xué)生的同時(shí)要畫實(shí)質(zhì)性的圖，學(xué)生在畫圖的同時(shí)要學(xué)習(xí)新知識(shí)。對繪畫中的錯(cuò)誤進(jìn)行討論和針對性分析，能夠及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤觀念，進(jìn)一步提升學(xué)生的繪畫水平。借助模型教學(xué)法，在原有的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提高學(xué)生多看多練的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，借助三視圖方向科學(xué)推導(dǎo)三維圖形，有利于進(jìn)一步提升高職學(xué)生辨別圖形的能力。

4.4 運(yùn)用多媒體技術(shù)講解《機(jī)械制圖》課程

在《機(jī)械制圖》課教學(xué)過程中，能夠借助現(xiàn)代電子多媒體技術(shù)，進(jìn)一步提升高職院校機(jī)械與工業(yè)專業(yè)學(xué)生的空間想象水平、閱讀繪圖水平。借助二維平面表達(dá)，將圖形反映在三維空間中，對于剛接觸機(jī)械制圖，借助教師講解和板繪學(xué)生難以理解教學(xué)原理，現(xiàn)場繪制板書會(huì)浪費(fèi)大量的課堂時(shí)間，對教學(xué)進(jìn)度形成不良效果。因此，能夠借助多媒體從旁協(xié)助機(jī)械制圖教學(xué)，解決這一教學(xué)難點(diǎn)。教師能夠在電子多媒體中結(jié)合圖片、文字、動(dòng)畫，借助二維平面圖形展示三維空間的效果，使教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)直觀，節(jié)省高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。例如，PowerPoint 軟件系統(tǒng)制作的教學(xué)內(nèi)容能夠采取特殊的字體或閃爍的方式來吸引學(xué)生的注意力，也能夠加深學(xué)生的記憶。CAI 課程軟件還能夠借助多媒體更直觀地向?qū)W生展示三視圖的形成過程和整個(gè)開發(fā)過程，使高職院校的學(xué)生得以充分掌握三視圖與三維空間之間的各種關(guān)系。

4.5 利用微課堂進(jìn)行《機(jī)械制圖》課教學(xué)

在對高職學(xué)生進(jìn)行微課教學(xué)時(shí)，主要借助視頻完成教學(xué)內(nèi)容。微課教學(xué)是多種教學(xué)資源有效整合而成的綜合體。視頻主要內(nèi)容為機(jī)械制圖及相關(guān)課后練習(xí)信息、學(xué)生自主學(xué)習(xí)后的反饋或機(jī)械制圖教師對教學(xué)內(nèi)容的評價(jià)。微課教學(xué)時(shí)，主題更加突出，教學(xué)單元也具備半結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)。對于《機(jī)械制圖》課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要掌握很多知識(shí)點(diǎn)。在這個(gè)過程中，機(jī)械制圖老師45 分鐘教給學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)并不容易理解。老師能夠借助學(xué)生分散的時(shí)間，微課授課時(shí)間一般限制在5-15 分鐘，短小精悍，可以有效明確學(xué)習(xí)難點(diǎn)。在機(jī)械制圖教學(xué)中，要注意吸引學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖知識(shí)，讓學(xué)生專注于微課。

4.6 精化機(jī)械制圖表面交線步驟

從專業(yè)技術(shù)角度來看，立體化交線涵蓋面截交線和相貫線，是整個(gè)制圖教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，一直是學(xué)生頭疼的問題。在實(shí)際工作中，技術(shù)人員大多數(shù)情況采取近似畫圖的方法來處理此類相交問題，然后用曲線滑移線代替更復(fù)雜的相交。這樣不僅提高了工作效率，也為其他機(jī)械制圖環(huán)節(jié)節(jié)省了時(shí)間。參照以上提出的幾點(diǎn)，高職教育人員能夠在講解機(jī)械回路時(shí)單方面講解立體化交線的繪制方法，或者只分享介紹圖形截交線的組成部分，沒必要一一細(xì)化他們的使用圖，也沒必要刻意把交線分成兩種不同的情況來處理。另外，在機(jī)械繪圖中當(dāng)轉(zhuǎn)折線相交時(shí)，能夠進(jìn)一步細(xì)化曲面相交線的繪制方法，即去除多余的相交步驟，從而簡化相交線的相交環(huán)節(jié)。這樣才能有效地開發(fā)和傳播機(jī)械制圖技術(shù)，使學(xué)生及時(shí)了解教師的意圖，同時(shí)基本掌握機(jī)械制圖的核心技術(shù)。

4.7 創(chuàng)建考核制度，深化學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)

在學(xué)習(xí)過程中，構(gòu)建評價(jià)體系是一種常用的管理方法，其目的是對學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評價(jià)和檢查。然后采取新的評價(jià)方法，將各階段的考試成績和日常行為表現(xiàn)統(tǒng)一列為評價(jià)體系，給出客觀的評價(jià)。在這個(gè)過程中，教師不能盲目提高學(xué)生的工作量以提高合格率，要參照學(xué)生的具體掌握情況制定不同的訓(xùn)練方式和教學(xué)方法。此外，還能夠參照每一章的核心內(nèi)容，采取不同的考核方式。有的章節(jié)適合筆試，有的章節(jié)能夠畫圖測量。例如，涂影制圖能夠以筆試的形式完成，機(jī)械制圖能夠以作業(yè)的形式表現(xiàn)出來，使實(shí)際的零部件設(shè)備與制圖規(guī)定相匹配、相互影響。并且相關(guān)技術(shù)人員還能夠給學(xué)員一對一的輔導(dǎo)問答。在這個(gè)過程中，教師要充分發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用，及時(shí)解決學(xué)生遇到的問題，為學(xué)生營造良好的實(shí)踐環(huán)境和思維氛圍。

4.8 改革《機(jī)械制圖》課教學(xué)方法

《機(jī)械制圖》是一門標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的課程。在繪制和應(yīng)用各種線條、尺寸標(biāo)注和繪制工程圖時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。加入計(jì)算機(jī)繪圖軟件學(xué)習(xí)內(nèi)容后，不要低估或放棄傳統(tǒng)手繪技能的培養(yǎng)，因?yàn)樵趯?shí)際制作過程中，并不完全是計(jì)算機(jī)繪圖。在圖案設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)師大多數(shù)情況需要手工繪制。在對設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行修改時(shí)，進(jìn)入電腦設(shè)計(jì)階段。因此，傳統(tǒng)教學(xué)過程中手工繪畫要保持一定的工作量，這是保證手工繪畫技能化、規(guī)范化的必要條件。傳統(tǒng)教學(xué)通常以幾個(gè)木頭模型為基礎(chǔ)，反復(fù)向?qū)W生講解，學(xué)生會(huì)感到很無聊，老師的教學(xué)質(zhì)量也難以提高?，F(xiàn)在，能夠依靠3D 軟件生成3D 模型，任意角度觀察模型，放大縮小旋轉(zhuǎn)，尤其是一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，能夠隨意觀察橫截面，將3D模型瞬間生成工程圖，直接創(chuàng)設(shè)建立2D 和3D 視圖，讓學(xué)生了解它們之間的關(guān)系。鑒于軟件中的2D 和3D 視圖是有所關(guān)聯(lián)的，能夠隨意改變模型的視角，2D 視圖也會(huì)無形中改變。隨著3D 打印技術(shù)的普及，先后推出了桌面型3D 打印機(jī)和光固化3D 打印機(jī)。打印機(jī)的引入為擴(kuò)展機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法和手段予以了一個(gè)選擇?，F(xiàn)在，學(xué)生的《機(jī)械制圖》課程超越了教科書、練習(xí)冊和計(jì)算機(jī)，其中包含了實(shí)體。簡單的說，用3D 打印機(jī)打印出設(shè)計(jì)好的三維圖形，拿在手里是非常有誘惑力的。實(shí)踐證明，3D 打印與機(jī)械設(shè)計(jì)課程的結(jié)合是非常成功的。機(jī)械設(shè)計(jì)課程能夠?yàn)?D打印予以素材，進(jìn)而能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

5 結(jié)語

實(shí)踐證明，教授《機(jī)械制圖》課程不僅要意識(shí)當(dāng)前機(jī)械技術(shù)操作的特點(diǎn)和性質(zhì)，還要參照市場發(fā)展方向及時(shí)調(diào)整。通過這種方式方法，才能理解這門課程的真正含義，才能滿足社會(huì)對人才的需求。此外，面向機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生的《機(jī)械制圖》課程已成為許多高職院校的必修項(xiàng)目之一，機(jī)械制圖技術(shù)具備明顯的實(shí)用性和創(chuàng)造性特征。同時(shí)也說明機(jī)械制圖教學(xué)活動(dòng)不可能一蹴而就，其制度也不能隨意改變。只有具備了以上條件，才能有效地完成教學(xué)任務(wù)。