机械制图教学改革学习兴趣培养

摘要：机械制图课程作为机械制造行业必须具备的一门基础课程，涉及很多专业领域知识，是以空间想象能力、绘图能力和读图能力为基础，为培养机械类学生的机械零件设计、加工、装配而开设的一门重要课程。文章针对机械制图课程内容缺乏、教学方式单一、学生上课枯燥乏味等问题，对机械制图的教材内容、教学方法，课程内容进行了改革研究，提出通过加强与企业的合作、引入AR增强技术、设立开放实验室和重视实践操作以提升学生创新思维和学习兴趣。

关键词：机械制图；改革；教学方法；学习兴趣

一、引言

机械制图课程是各个高校机械类专业学生的一门专业基础课程，也是机械行业的专业语言和交流方式。它对高级工程师的培养有着重要意义，对培养卓越工程师起着关键作用。机械制图课程掌握熟练的学生可以为机械原理、机械设计、机械制造等后续的课程打下良好的基础，同时还能够促进学生保持认真专注的品质和态度[1]。随着国家经济的飞速发展，机械制图的课程体系也慢慢地被完善，既有理论又有实践。但相对于理论，实践明显不足。授课教师过于侧重“画图”与“读图”的原理和方法的学习，师生交流困难，课堂氛围不活跃，导致学生的知识难以扩充、学习兴趣难以激发[2]。为了学生未来更好地适应企业的要求，必须在机械制图的教学中进行相应的改革。针对以上问题，从机械制图课程的教学内容和方法出发，对教材的内容，手绘、计算机软件课程进行改革分析，结合企业的要求引入企业中的设备图纸，以提升学生的空间想象能力和思维创新能力；再考虑到学科发展和学生学习兴趣培养，须打破学科之间的界限，将学科与学科之间进行交叉与融合。

二、机械制图课程教材内容的改革

为改革机械制图课程中存在的问题，笔者对现有的《机械制图》教材进行了系统分析，发现教材基本满足教学大纲的要求，它的知识系统逻辑性强，内容丰富，书本的排版也有较好的结构框架，对培养学生的画图、读图能力有着很好的指导作用。但是其中也存在一些问题，例如，理论知识较多，缺少理论与实际相结合，缺少能锻炼学生创新思维的内容等[3]。教材里从制图基本知识、机械制图国家标准、点线面的投影到基本体、组合体、形体的表达，再到零件图、装配图的绘制与阅读，大部分的内容都是基础的、简单的，导致学生对这门课程的兴致不高，最终教学效果也不理想。因此，我们应该对现有的机械制图教材内容进行改革，减少过多的理论阐述，加强它与各个行业实际情况相结合，保证内容的精简、实用。同时，对教材理论作适当的删减，同时还要保证课本的精确度。此外，对于教师重点讲授的内容（如点线面投影、三视图和装配图等）需要加大难度，对应的例题、习题建议引入实际的工程案例，也适当地提升难度。加大难度能够提升学生的空间想象能力，在未来实践中降低错误率。

三、机械制图课程教学内容的改革

（一）手绘课程教学的改革对于机械专业的学生而言，手绘制图是步入职场的基本要求，也是必备技能。各高校在第一学年开设机械制图课程，但在教学过程中，部分教师仅是片面地强调理论，将大把的时间放在学生应试技巧和解题能力的培养上，并未将理论与实践完美地结合起来，导致学生最终难以达到入职要求。为了让学生在未来进入企业并能迅速地融入其中，教师在教学过程中应采用企业中简单易懂的图纸和相应的产品作为案例让学生进行实战演练。除此之外，课程的考核方式也应有所改变。在期末考试前穿插两次测验（基本绘图测验和尺寸标准测验）。测验与考试的题目不能仅是在校教师命题，应当与企业多进行交流，并邀请企业专家共同参与命题。主要目的是将教师讲授的重点理论与企业的要求紧紧地扣在一起，加强理论与实践的联系。通过校企联合的教学方式，学生除了掌握基本的画图和读图技巧，还能了解如何去设计一个零件和一个结构，以及熟练地掌握一些国家标准规定。

（二）计算机软件课程教学的改革为了与时代接轨，各高校在第二学年或第三学年开设计算机软件制图课程（CAD、UG、Pro/E等），为机械制图教学注入了新鲜的血液[5-6]。引入制图软件可以使学生更清晰地理解零件之间的配合以及复杂的机械结构的组成。但这种教学存在教师难以管理的弊端，针对此类问题，授课教师在第一次上课的时候就应该制定严格的课堂要求。平时表现成绩不能仅仅由考勤来决定，要充分利用平时成绩来管理学生，并且对于此类课程，应提升平时分在成绩的占比。但是单方面的强迫学生学习并不是最好的方法，教师为提高学生的学习兴趣，应当邀请企业的技术人员通过三维软件的旋转操作爆炸图等为学生讲解大型设备，使学生能够掌握设备的工作原理以及该学科的前沿技术发展方向。除此之外，还须提升课堂上与学生的互动率，每次互动都需要教师和技术人员对学生积极地引导，使每一位学生都能参与，从而提高学生的主动性和积极性。

四、学习兴趣的培养

（一）应用“AR增强技术”机械制图的教学过程，大多采用多媒体授课，虽然其中包含如视频、图片、动画等可调动学生积极性的内容，但因受人数、课时所限，常常给人“枯燥乏味”的印象[7-8]。为了提升学生学习的积极性，大部分学校将“互联网+技术”应用到机械制图的教学中，学生可借助于网络上的精品课程资源、微课资源、云班课和MOOC等帮助自己学习[9-10]。但是这种学习只能在二维平面内进行，不利于学生创新思维的培养。所以，需要引入智能设备，并运用AR增强技术，其主要作用是将虚拟的信息带到真实世界里。虚拟信息除了包含基本的零件和零件配合外，还需引入企业先进设备的装配体，使学生在虚拟的机械世界里探索和创新。学生可发挥自己的想象对设备的重要参数进行修改，对设备的重要结构进行创新。制图教师需要起到引导作用，不能让学生盲目处于虚拟世界中，应给其指定一个方向，学生能跟着这个方向进行学习与研究。整个过程提升了学生与教师的交流，扩充了学生的知识，加强了教师对学生的了解。

（二）设立开放实验室虚拟世界的一切也是基于现实世界建立的，所以将实验室设立为开放状态也是极其重要的。教师在课堂上会运用很多模型来提高学生的空间立体感，但是如果模型较多则需要很大的存放空间，而且大型模型不方便携带，比如第三学年减速器课程设计运用的模型。若教师只携带平面挂图给学生参考，不仅缺少立体感，学生还观察不到模型内部细微的结构不利于学生思考和创新。讲课教师将实物模型展现给学生作为参考时，由于受上课时间的限制，学生之间相互传递观察也只是简简单单地一扫而过，并不能观察模型内部的细微零件和理解其中的复杂结构以及工作原理。以大家熟悉的齿轮油泵模型为例，它的体型较大，质量很重，拆卸与安装很费时间，不易相互传递观察。在机械制图这门课程里，学生通过实物、零件模型等直观形象比通过挂图、爆炸图、PPT等客观形象更能抓住“物”与“图”之间相互转化的方法及规律，更能直观地了解自己将要去手绘的一些零件的模型和结构，这比教师直接在课堂上讲解要深刻得多。所以学校应当将存放模型的实验室设立为开放的状态，学生能够随时随地进入，进行近距离的观察，并且能有更多的时间去拆卸和拼装复杂的装配体。只有学生自己参与拆卸和拼装，才能认识装配体中的重要结构以及它的原理，才能将实物、零件和结构深深地印在头脑里。学校为了防止实验室相应的设备被损坏以及考虑学生的安全等问题，需要建立实验室相关的规章制度进行管理。

五、结语

机械制图这门课程是机械类专业学生的一门必修课程，也是学生成为一个卓越工程师所要学习的一门基础课程。目前来说，学生对于这门课程存在的问题主要有对三维立体感较差，学生与教师之间的沟通不足以及学生的兴致不高。本文通过教材内容、教学方式改革和学生学习兴趣培养三个方面解决上述问题。1.对现有机械制图教材的内容进行修改，减少理论阐述，保证课本的精简；增加例题、习题的难度，提升学生的空间想象能力。2.分析手绘课程与计算机软件课程的教学方式，以校企联合为出发点，通过共同命题提升理论与实践的联系；邀请企业的技术人员参与到课堂中，增加学生与教师之间的互动率，提升学生的主动性和积极性。3.结合AR增强技术以及开放实验室等方案，加强学生的观察和创新能力。

参考文献：

[1]章婷婷.机械制图课教学改革分析[J].新课程学习(中),2014(3).

[2]张玲玲,曾祥光.基于Solidworks的机械制图教学改革研究[J].机械制造与自动化,2017(6).

[3]冯天涛,宋月鹏,许令峰.浅析如何提高机械制图有效教学策略[J].教育教学论坛(22).

[4]秦丽.浅谈机械制图改革创新[J].现代职业教育,2017(18).

[5]孔维玲.浅谈《机械制图》教学中学习兴趣的培养[J].教育界,2017(18).

[6]赵继东,王佳珺.机械CAD与机械制图的有机结合[J].科技创业家,2014(4).

[7]王维.分析现代CAD/CAM技术对机械制图教改的影响与作用[J].电子测试,2017(10).

[8]杜玉香.三维机械制图教学的探索与研究[J].时代农机,2013(7).

[9]锁小红.互联网+背景下机械制图教学初探[J].山西青年,2016(21).

[10]张敏,李丽波.互联网+移动信息技术下机械制图的教学改革与研究[J].科学咨询(科技•管理),2017(8).

作者：宁利川 谢元敏 肖立 单位：武汉科技大学