機械制圖教學改革學習興趣培養(yǎng)

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摘要：機械制圖課程作為機械制造行業(yè)必須具備的一門基礎課程，涉及很多專業(yè)領域知識，是以空間想象能力、繪圖能力和讀圖能力為基礎，為培養(yǎng)機械類學生的機械零件設計、加工、裝配而開設的一門重要課程。文章針對機械制圖課程內容缺乏、教學方式單一、學生上課枯燥乏味等問題，對機械制圖的教材內容、教學方法，課程內容進行了改革研究，提出通過加強與企業(yè)的合作、引入AR增強技術、設立開放實驗室和重視實踐操作以提升學生創(chuàng)新思維和學習興趣。

關鍵詞：機械制圖；改革；教學方法；學習興趣

一、引言

機械制圖課程是各個高校機械類專業(yè)學生的一門專業(yè)基礎課程，也是機械行業(yè)的專業(yè)語言和交流方式。它對高級工程師的培養(yǎng)有著重要意義，對培養(yǎng)卓越工程師起著關鍵作用。機械制圖課程掌握熟練的學生可以為機械原理、機械設計、機械制造等后續(xù)的課程打下良好的基礎，同時還能夠促進學生保持認真專注的品質和態(tài)度[1]。隨著國家經濟的飛速發(fā)展，機械制圖的課程體系也慢慢地被完善，既有理論又有實踐。但相對于理論，實踐明顯不足。授課教師過于側重“畫圖”與“讀圖”的原理和方法的學習，師生交流困難，課堂氛圍不活躍，導致學生的知識難以擴充、學習興趣難以激發(fā)[2]。為了學生未來更好地適應企業(yè)的要求，必須在機械制圖的教學中進行相應的改革。針對以上問題，從機械制圖課程的教學內容和方法出發(fā)，對教材的內容，手繪、計算機軟件課程進行改革分析，結合企業(yè)的要求引入企業(yè)中的設備圖紙，以提升學生的空間想象能力和思維創(chuàng)新能力；再考慮到學科發(fā)展和學生學習興趣培養(yǎng)，須打破學科之間的界限，將學科與學科之間進行交叉與融合。

二、機械制圖課程教材內容的改革

為改革機械制圖課程中存在的問題，筆者對現(xiàn)有的《機械制圖》教材進行了系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)教材基本滿足教學大綱的要求，它的知識系統(tǒng)邏輯性強，內容豐富，書本的排版也有較好的結構框架，對培養(yǎng)學生的畫圖、讀圖能力有著很好的指導作用。但是其中也存在一些問題，例如，理論知識較多，缺少理論與實際相結合，缺少能鍛煉學生創(chuàng)新思維的內容等[3]。教材里從制圖基本知識、機械制圖國家標準、點線面的投影到基本體、組合體、形體的表達，再到零件圖、裝配圖的繪制與閱讀，大部分的內容都是基礎的、簡單的，導致學生對這門課程的興致不高，最終教學效果也不理想。因此，我們應該對現(xiàn)有的機械制圖教材內容進行改革，減少過多的理論闡述，加強它與各個行業(yè)實際情況相結合，保證內容的精簡、實用。同時，對教材理論作適當?shù)膭h減，同時還要保證課本的精確度。此外，對于教師重點講授的內容（如點線面投影、三視圖和裝配圖等）需要加大難度，對應的例題、習題建議引入實際的工程案例，也適當?shù)靥嵘y度。加大難度能夠提升學生的空間想象能力，在未來實踐中降低錯誤率。

三、機械制圖課程教學內容的改革

（一）手繪課程教學的改革對于機械專業(yè)的學生而言，手繪制圖是步入職場的基本要求，也是必備技能。各高校在第一學年開設機械制圖課程，但在教學過程中，部分教師僅是片面地強調理論，將大把的時間放在學生應試技巧和解題能力的培養(yǎng)上，并未將理論與實踐完美地結合起來，導致學生最終難以達到入職要求。為了讓學生在未來進入企業(yè)并能迅速地融入其中，教師在教學過程中應采用企業(yè)中簡單易懂的圖紙和相應的產品作為案例讓學生進行實戰(zhàn)演練。除此之外，課程的考核方式也應有所改變。在期末考試前穿插兩次測驗（基本繪圖測驗和尺寸標準測驗）。測驗與考試的題目不能僅是在校教師命題，應當與企業(yè)多進行交流，并邀請企業(yè)專家共同參與命題。主要目的是將教師講授的重點理論與企業(yè)的要求緊緊地扣在一起，加強理論與實踐的聯(lián)系。通過校企聯(lián)合的教學方式，學生除了掌握基本的畫圖和讀圖技巧，還能了解如何去設計一個零件和一個結構，以及熟練地掌握一些國家標準規(guī)定。

（二）計算機軟件課程教學的改革為了與時代接軌，各高校在第二學年或第三學年開設計算機軟件制圖課程（CAD、UG、Pro/E等），為機械制圖教學注入了新鮮的血液[5-6]。引入制圖軟件可以使學生更清晰地理解零件之間的配合以及復雜的機械結構的組成。但這種教學存在教師難以管理的弊端，針對此類問題，授課教師在第一次上課的時候就應該制定嚴格的課堂要求。平時表現(xiàn)成績不能僅僅由考勤來決定，要充分利用平時成績來管理學生，并且對于此類課程，應提升平時分在成績的占比。但是單方面的強迫學生學習并不是最好的方法，教師為提高學生的學習興趣，應當邀請企業(yè)的技術人員通過三維軟件的旋轉操作爆炸圖等為學生講解大型設備，使學生能夠掌握設備的工作原理以及該學科的前沿技術發(fā)展方向。除此之外，還須提升課堂上與學生的互動率，每次互動都需要教師和技術人員對學生積極地引導，使每一位學生都能參與，從而提高學生的主動性和積極性。

四、學習興趣的培養(yǎng)

（一）應用“AR增強技術”機械制圖的教學過程，大多采用多媒體授課，雖然其中包含如視頻、圖片、動畫等可調動學生積極性的內容，但因受人數(shù)、課時所限，常常給人“枯燥乏味”的印象[7-8]。為了提升學生學習的積極性，大部分學校將“互聯(lián)網+技術”應用到機械制圖的教學中，學生可借助于網絡上的精品課程資源、微課資源、云班課和MOOC等幫助自己學習[9-10]。但是這種學習只能在二維平面內進行，不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。所以，需要引入智能設備，并運用AR增強技術，其主要作用是將虛擬的信息帶到真實世界里。虛擬信息除了包含基本的零件和零件配合外，還需引入企業(yè)先進設備的裝配體，使學生在虛擬的機械世界里探索和創(chuàng)新。學生可發(fā)揮自己的想象對設備的重要參數(shù)進行修改，對設備的重要結構進行創(chuàng)新。制圖教師需要起到引導作用，不能讓學生盲目處于虛擬世界中，應給其指定一個方向，學生能跟著這個方向進行學習與研究。整個過程提升了學生與教師的交流，擴充了學生的知識，加強了教師對學生的了解。

（二）設立開放實驗室虛擬世界的一切也是基于現(xiàn)實世界建立的，所以將實驗室設立為開放狀態(tài)也是極其重要的。教師在課堂上會運用很多模型來提高學生的空間立體感，但是如果模型較多則需要很大的存放空間，而且大型模型不方便攜帶，比如第三學年減速器課程設計運用的模型。若教師只攜帶平面掛圖給學生參考，不僅缺少立體感，學生還觀察不到模型內部細微的結構不利于學生思考和創(chuàng)新。講課教師將實物模型展現(xiàn)給學生作為參考時，由于受上課時間的限制，學生之間相互傳遞觀察也只是簡簡單單地一掃而過，并不能觀察模型內部的細微零件和理解其中的復雜結構以及工作原理。以大家熟悉的齒輪油泵模型為例，它的體型較大，質量很重，拆卸與安裝很費時間，不易相互傳遞觀察。在機械制圖這門課程里，學生通過實物、零件模型等直觀形象比通過掛圖、爆炸圖、PPT等客觀形象更能抓住“物”與“圖”之間相互轉化的方法及規(guī)律，更能直觀地了解自己將要去手繪的一些零件的模型和結構，這比教師直接在課堂上講解要深刻得多。所以學校應當將存放模型的實驗室設立為開放的狀態(tài)，學生能夠隨時隨地進入，進行近距離的觀察，并且能有更多的時間去拆卸和拼裝復雜的裝配體。只有學生自己參與拆卸和拼裝，才能認識裝配體中的重要結構以及它的原理，才能將實物、零件和結構深深地印在頭腦里。學校為了防止實驗室相應的設備被損壞以及考慮學生的安全等問題，需要建立實驗室相關的規(guī)章制度進行管理。

五、結語

機械制圖這門課程是機械類專業(yè)學生的一門必修課程，也是學生成為一個卓越工程師所要學習的一門基礎課程。目前來說，學生對于這門課程存在的問題主要有對三維立體感較差，學生與教師之間的溝通不足以及學生的興致不高。本文通過教材內容、教學方式改革和學生學習興趣培養(yǎng)三個方面解決上述問題。1.對現(xiàn)有機械制圖教材的內容進行修改，減少理論闡述，保證課本的精簡；增加例題、習題的難度，提升學生的空間想象能力。2.分析手繪課程與計算機軟件課程的教學方式，以校企聯(lián)合為出發(fā)點，通過共同命題提升理論與實踐的聯(lián)系；邀請企業(yè)的技術人員參與到課堂中，增加學生與教師之間的互動率，提升學生的主動性和積極性。3.結合AR增強技術以及開放實驗室等方案，加強學生的觀察和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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[10]張敏,李麗波.互聯(lián)網+移動信息技術下機械制圖的教學改革與研究[J].科學咨詢(科技•管理),2017(8).

作者：寧利川 謝元敏 肖立 單位：武漢科技大學