王 斌，李麗麗

（1.山西農(nóng)業(yè)大學信息學院，山西 太谷 030800；2.山西農(nóng)業(yè)大學信息科學與工程學院，山西 太谷 030800）

隨著智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，教育部高等教育司發(fā)布一系列關于“新工科”研究與實踐的若干建設意見?！靶鹿た啤苯ㄔO是高等工程教育為適應新經(jīng)濟和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而做出的重大戰(zhàn)略決策部署[1]。山西農(nóng)業(yè)大學信息學院的定位是國際化應用型人才培養(yǎng)，以“完整的人”為培養(yǎng)目標，構建“商科教育+ 完滿教育+通識教育+ 專業(yè)教育”四位一體的教育模式；以商科為核心，在“新工科”的基礎上融合商科教育，培養(yǎng)具有國際視野的管理型、應用型、工程型、創(chuàng)業(yè)型高級專門人才。

《機械制圖》是機械專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課，同時又是一門培養(yǎng)學生空間思維和設計創(chuàng)新能力的課程，讓學生學會用“工程語言”進行圖樣表達與交流，培養(yǎng)學生的識圖、讀圖能力。在新時代“新工科”建設任務中，其中有一點即為實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，當前多數(shù)大型機械裝備制造業(yè)對人才的創(chuàng)新能力極為看重，這對工科專業(yè)的大學生提出更高的要求，而傳統(tǒng)的教學方法及教學理念已無法滿足企業(yè)對畢業(yè)生的要求。本文以機械制圖課程為例，將“新工科”的人才理念與理論教學、實踐教學相結合，在實際教學過程中進行探索與分析，優(yōu)化教學內容，不斷提高學生的實踐創(chuàng)新能力。

1 課程性質及特點

機械制圖課程是機制專業(yè)學生進入大學后的第一門專業(yè)基礎課，足以體現(xiàn)出該課程的重要性。該課程按照機械制圖國家標準的規(guī)定，學習點、線、面、組合體的三視圖投影關系，掌握常用機件的表達法、零件圖和裝配圖的繪制方法，為后續(xù)課程設計、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計奠定良好的基礎[2]。

該課程需要學生有較強的空間思維能力和實踐創(chuàng)新能力。剛步入大學校園的學生對生活中事物的認識及觀察較少，90%以上的學生沒有實地參觀過機械制造企業(yè)，對機械制造業(yè)缺乏感性認識，因此在學習本課程的內容時較難以理解；而機械制圖課程不僅能夠培養(yǎng)學生讀圖和識圖的思維，同時還能夠與實際生產(chǎn)制造業(yè)結合，更好地將課程知識融入企業(yè)一線生產(chǎn)中。

2 機械制圖課程教學情況及問題

2.1 教學情況

本校機械制圖課程授課安排在大一上下兩學期，上學期主講理論知識，下學期主講計算機繪圖（以三維為主），各48 學時。理論教學過程通常以多媒體講授為主，輔以教學模型、虛擬動畫、實體機構等方式，調動學生學習的積極性，讓學生主動參與到課堂中；計算機繪圖課堂則是通過老師講解AutoCAD 和Solidworks 軟件的基本操作，通過講解典型零件圖的畫法與特征操作命令的結合，同時學生結合習題冊例題自主練習。然而在實際的教學過程中，由于該課程本身的特性，多數(shù)學生的學習效果和積極性并無顯著提高，相反，個別同學由于空間思維想象力差，無法完全掌握機件表達的最佳方案與視圖間投影關系，不清楚軟件命令的操作及作用，心理產(chǎn)生失落感，致使放棄該課程的學習。

2.2 問題情況

通過對機械制圖課程教學過程進行分析，問題主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.2.1 課堂知識單調

該課程內容多數(shù)是抽象的，加之學生缺乏對零部件的感性認識，難以獲得零部件的空間立體感，久而久之必會使學生心里對該課程內容產(chǎn)生乏味和課堂走神，甚至產(chǎn)生厭學。

2.2.2 知識點多，課時少

該課程知識點較多，且當前學校推行“四位一體”教育模式，必會造成課時上的縮減，這就需要教師篩選重點知識講解，可將剩余知識點作為課后沙龍進行討論。

2.2.3 教學方式較單一

相比較傳統(tǒng)的板書教學，雖然現(xiàn)在多以PPT 教學為主，附加教學模型、虛擬動畫、實體機構等方式，但實質還是以教師的講授為主，加之講授內容快，學生接受程度不一，給學生的心理產(chǎn)生被動和無參與感。

2.2.4 計算機繪圖教學環(huán)節(jié)

由于此環(huán)節(jié)多數(shù)時間是在多媒體機房進行軟件學習與操作，且班級學生人數(shù)較多，極易出現(xiàn)拷貝抄圖的現(xiàn)象。

2.2.5 考核標準

現(xiàn)有理論課程與實踐課程分別采用閉卷和機考方式，占各自總成績的70%，過于側重考核結果，而忽略了考核過程的重要性。因此，以“新工科”教育理念為基礎，實現(xiàn)將教師為主、學生為輔的傳統(tǒng)教學模式向以學生為主、教師為輔的多元化教學模式轉變，優(yōu)化課堂教學知識，完善教學目標，進而提高學生的學業(yè)知識水平。

3 機械制圖課程教學改革

3.1 理論課堂與三維教學相融合

理論課程內容抽象，空間立體感差，這是多數(shù)學生剛開始學習這門課程都存在的困惑。相比較傳統(tǒng)的板書教學，雖已采用多種輔助教學設計方法，但學生的學習效果并不理想。而三維設計能夠使零部件立體化，可通過特征命令完成實體建模，同時能實現(xiàn)對零部件的虛擬組裝，進行干涉、受力、速度、運動等仿真分析，與當代大學生的自身特征相結合，更好地提高大學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。因此，可根據(jù)機制專業(yè)人才培養(yǎng)目標，結合該課程特點，由教師自主安排上下兩學期的教學內容，實現(xiàn)理論課堂與實踐課堂相互穿插，相互融合。

例如在講解有關剖視圖內容時，剖視圖是學習機件形狀常用表達方法的重點學習內容[3]。根據(jù)剖視圖的分類，?？煞譃槿室晥D、半剖視圖和局部剖視圖等。學生在學習該部分內容時，經(jīng)常不知道該選擇哪類剖視圖對機件進行分析，更不能準確表達剖切平面與剩余機件的投影關系。針對這種情況，可將該部分理論課堂移到多媒體機房，結合三維繪圖軟件功能，制作出機件的三維模型。根據(jù)機件的結構特征，選擇合理的剖視圖進行剖切，并對剖切后的機件截面涂色，便于學生的觀察，同時使用Solidworks 三維軟件生成工程圖樣功能，展示所得到的剖視投影圖。該方法不僅使理論課堂知識更加具體化，同時能增強學生對知識點的理解，清楚某一種或某一類特征命令的功能，提高學生的創(chuàng)新能力。

3.2 模塊化教學

按照“新工科”指導思想，本校機械制造及其自動化專業(yè)已通過德國ASIIN 專業(yè)認證，將多知識點進行優(yōu)化，已形成特有的機械零件測繪模塊。該模塊包括機械制圖、計算機繪圖、互換性與技術測量和機械測繪課程設計，其中機械制圖和計算機繪圖課程占比超過60%。該模塊的最終任務是要求學生使用繪圖軟件（AutoCAD 和Solidworks）完成二級減速器各個非標準零件圖及裝配圖的繪制。例如當講解有關典型零件表達方法和尺寸標注知識點時，首先，學生自己動手進行拆分減速器，將認為是同一類的零部件分組；其次，教師通過講解常見典型零件有軸類、盤類、叉架類和箱體類零件，并結合學生的分類情況講解每類典型零件的相關知識點；再次，根據(jù)典型零件各自特點，每位學生手繪軸類零件圖并與斷面圖表示法內容相結合；最后，基于手繪零件圖，分組完成減速器中其他非國標件的三維實體建模，團隊合作最后完成二級減速器的虛擬組裝與運動仿真，生成裝配圖。

3.3 校企合作與學科競賽

實踐教學環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的重要途徑。

3.3.1 走進企業(yè)，了解企業(yè)

讓學生走出校門，走進生產(chǎn)一線，親身感受生產(chǎn)制造業(yè)的真實情況，了解企業(yè)文化。目前，本校已與榆次經(jīng)緯集團、太谷瑪鋼集團等多家企業(yè)簽訂合作協(xié)議，共同組建本校學生的實習實訓基地，同時安排本專業(yè)的教師到企業(yè)掛職鍛煉，培養(yǎng)“雙師型”教師，優(yōu)化師資隊伍，從而更好地指導實踐教學[3]。在此過程中，本校也有幸參與到某合作企業(yè)的科研項目，項目中幾乎全是非國標零件，需要完成各個零件圖的繪制，最后實現(xiàn)裝配。為此將部分工作交給學生完成，讓學生參與進來，通過實際鍛煉，更好的掌握理論知識，同時可提高學生的自主創(chuàng)新能力，激發(fā)學習積極性。

3.3.2 參加學科競賽提升創(chuàng)新能力

教師是土壤，競賽是培育優(yōu)秀學生的營養(yǎng)液[4]，讓學生參與學科競賽，可提高學生的創(chuàng)新意識和積極性，強化創(chuàng)新設計能力。目前，本專業(yè)學生參加的學科競賽有“全國先進成圖大賽”、“全國機器人大賽”“機械創(chuàng)新設計大賽”和“全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽”等，并取得優(yōu)異的成績。在實際教學中，將歷年大賽試題的相關內容融入到課堂中，讓學生能夠接觸到實際案例，如某一零件的建模，可讓學生發(fā)揮想象力，提出不同設計方案，形成知識共享及相互學習的氛圍，鍛煉學生自主學習和解決問題的能力；競賽的同時教師課下還可借助“學習通”軟件平臺向學生推送模型裝配、參數(shù)優(yōu)化及仿真分析等教學資源，鼓勵學生在“中國慕課”“雨課堂”等在線學習相關的教學內容，督促完成學習任務，實現(xiàn)理論知識與實踐教學的線上線下相互融合，最終達到“以賽促學”的目的[5]。

3.4 強化過程考核

機械制圖課程（理論、上機）原先的考核結果均由30%的平時成績和70%的期末成績組成，由于過于側重期末成績，而忽略了過程的考核。本次課程改革將平時成績由30%提高到70%，平時成績包括出勤率、課堂自評與互評、成圖建模、構型設計、實踐創(chuàng)新等環(huán)節(jié)，強化過程的考核，淡化學生所關心的期末成績，充分調動新時代學生的積極性，挖掘學生的創(chuàng)新潛力。剩余的30%作為學期末考成績，可采用多種形式進行，如團隊PPT 匯報、分組答辯、組與組間打分等方式，不僅可以鍛煉學生的語言表達與溝通能力，同時也可培養(yǎng)學生間相互協(xié)作的團隊精神。

4 總結語

本文基于“新工科”建設理念，以山西農(nóng)業(yè)大學信息學院為例分析了機械制圖課程理論教學與實踐教學的教學現(xiàn)狀與存在的問題，提出教學改革措施。以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造力為目標，優(yōu)化理論課堂與三維教學相融合，提出模塊化教學，加強校企合作與學科競賽，強化過程考核。實現(xiàn)將教師為主、學生為輔的傳統(tǒng)教學模式向以學生為主、教師為輔的多元化教學模式轉變，鍛煉學生的語言表達與溝通力，培養(yǎng)學生間相互協(xié)作的團隊精神，使學生成為行業(yè)所需的人才。