高职院校《机械制图》课程教学改革研究应用探讨
周建军
甘肃机电职业技术学院 甘肃省天水市 741000
《机械制图》是高职院校的一门重要的专业基础课，旨在培养学生将二维空间转化为三维空间的能力，从而得以绘制和阅读机械图纸，是一门理论性强、实践性强的重要专业基础课程。在日常课程教学和学生学习中都存在很多问题。依据传统的教学方法和手段，很难简化教学难度，进一步提升学生的学习效率。鉴于学生素质的变化，企业对学生的要求发生了变化，高校对学生学习的要求也无形中进一步提升，这一切都离不开《机械制图》教学的改革。
高职院校中机械专业不同于普通教育机构，其最大的特点在于人才培养的动机和培养和教育学生的目的。即清晰、直接的教学方法更适合学生，能够将学生培养成为熟练的技术人才。机械制图技术对学生来说相当重要，甚至直接决定着整个教学过程的好坏。因此，当出现其他问题，如制图技术落后或绘画效果不佳时，相关教育人员要再次调整教育体系。一方面，很多高职院校的学生并没有花太多时间研究机械制图技术，因为他们还没有认识了解到机械制图的实际意义和教育价值。在认识不明的情况下，他们只是肤浅的学习了机械制图技术，其深厚的内涵和技术并没有得到有效利用。因此，我国高职机械制图技术一直处于比较落后的状态。另一方面，专业高等教育人员在教学过程中没有充分发挥引导作用，仍然采取单一的训练方式开展各自的实践活动，容易造成学生研究机械制图的兴趣下降。因此，要改善上述问题，必须制定明确的教学策略。
3.1 学生的学习兴趣不足
在教学过程中发现，很多学生是为了能够课时和学分而上课，表现出学生没有学习兴趣。经调查分析，主要有以下几个原因：一是缺乏自信。目前，高职院校招生规模逐年扩大，升学率不断提高。此外，参加高考的人数也在逐渐减少，从而致使高考的整体难度不断降低。在此背景下，被高职院校录取的学生普遍成绩不佳，在学习中找不到快乐，对学习没有兴趣。二是学生心理还不够成熟。从年龄来看，大多数新生都在十几岁左右，身心发展不平衡。信息时代，自媒体迅速发展，容易转移学习注意力，而机械制图的知识相对枯燥乏味，这些因素造成学生缺少学习兴趣。
3.2 课程教学效果不佳
在教学过程中，发现学生有时会睡觉、打瞌睡、玩手机等，对老师的教学内容反应不大，师生互动不够。在课堂上做习题时，很少有学生能单独完成，这说明本课程的教学效果有待提高。在课程设置过程中，理论学习相对较多，实践机会相对较少。机械制图的实际环节是传统的用尺子手绘。没有专门的绘图台，不方便手工绘图操作，妨碍实际效果。绘图教学设备的局限性，加之部分学生立体感较弱，从而致使学习存在一定的困难。有的同学不能由主视图想象俯视图，课堂上看的懂但不会画。高中生从未接触过机械制图专业教育，学习困难，而中专生学习不深，水平参差不齐，教学标准与学生进步难以平衡统一。这门课程的某些章节联系紧密，从而致使部分学生难以有效学习，直接妨碍后续课程的教学效果，进而造成学生形成抵触感和学习疲劳。
3.3 教学内容改革力度不足
目前，大部分高职院校认为讲授《机械制图》课程问题不大。但是，从目前的教学状况来看，教学内容还有很大的改进和进一步提升的空间。例如，传统的《机械制图》课程涉及画法几何、基本设计和机械设计。画法几何知识很少用到，只是为了能够训练学生的空间推理能力。从课堂教学过程来看，高职院校通常将《公差配合与测量》、《计算机软件绘图》、《机械制图》分开讲授。以上三门课程的教学目标相互关联，知识点也有一定的共同点。在教学中使用碎片化的教学方式，必然造成知识点不一致，从而致使教学效果不佳。因此，教学内容改革不够，整体教学效果差。
3.4 教学方式单一
目前大部分高职院校的《机械制图》课程以常规教学为主，教授多采取手工绘图教学。但这种教学方式效率较低，教学节奏较慢，直接造成学生获取的知识和信息量受到很大限制。学生只能在教师的指导下被动学习新知识，习惯于将教师讲解的理论知识或书本上的答案死记硬背，忽视了理论与实践的联系，使学生严重缺乏强烈的自我表现欲望和创新意识，未能激发创新成果。另外，对于机械制图课程，缺乏现场练习、案例讲解、讨论等教学方式，学生的主观能动性不能有效发挥，整体操作能力不能得到有效体现，从而致使整体教学效果不理想。
4.1 培养学生的学习兴趣与主动性
首先，上好第一节课。第一节课主要播放航天飞机飞行和生产加工的视频，让学生了解其及背后的意义。研究人员应当在生产、加工和组装之前借助机械制图呈现自己的设计。在讲解的过程中，同学们应当感受一下，当自己设计的图纸转化为真实的设备时，是多么的自豪和骄傲！其次，培养学生独立工作的能力。会引导学生独立画画。在讲解平面几何、基本立体三视图、相交线、轴测图等时，教师能够指导引领学生手绘，然后尽量引导学生独立制图，有利于进一步提升学生的注意力，调动学生的注意力和学习积极性，培养学生主观能动性。投影图形可能因不同的覆盖方法、形状或位置而异。所以即使学生能看懂，做题的时候还是会一头雾水。制图和看图毕竟是一个累积的过程，但不去想，不去做，永远都是零，也不能怕出错。因此，针对这种情况，要先给学生一个独立思考的时间，然后小组内的学生互相交流作业，互相批改，各小组互相检查，共同提高，后续老师会纠正常见的错误。此外，建议不要在学生专注思考时指导作业，因为思维中断会妨碍独立思考的能力。最后，及时表扬优秀学生，鼓励落后学生。应当挖掘每个学生的长处和潜力，鼓励和安慰容易犯错误的学生。学期中期要为每位学生准备奖品，并用更好的字体标注“好”，以示鼓励，增强学生的自信心，进一步提升积极性。
4.2 针对学生的读图与绘图能力展开培养
考虑到现代工业生产过程，先进机械设备的设计和制造离不开图纸的绘制和解读。图纸属于设计人员表达自己的设计思想和其他技术人员对机械设备的设计理解，能够对机械设备的生产起到指导作用，能够作为生产过程中的关键技术数据信息内容。此外，机械制图通常是机械工业和工业工程建设中的通用技术语言。有效培养学生在日常学习和生活中的观察能力，帮助学生进一步提升阅读水平。例如在读图教学过程中，能够参照教学内容为学生准备一些图片，让学生仔细观察，通过观察结果进行想象，找出图片的共同点和不同点，有效地培养学生的图形阅读和绘制能力，能够帮助学生进一步理解图形。
4.3 利用模型进行《机械制图》课程教学
为了让学生在实际操作过程中更好地理解操作步骤，教师能够借助已有的实物制作模型，让学生在课上或课后进行拆装或剪裁，有利于学生借助模型进行改进他们的空间思维水平。教学例子可以用组合体三视图画法：首先，教师要给学生布置一个教学任务，让他们从中学习到目前的知识主要是什么，思考如何有效地学习，从而激发他们的学习欲望。吸引高职生组合体时，过程中出现不同相邻面及其投影特征相互间的关系。并且还能够借助小组讨论的方式确定主视图的方向和绘制的步骤，同时结合老师的示范绘制图形。教师在教学生的同时要画实质性的图，学生在画图的同时要学习新知识。对绘画中的错误进行讨论和针对性分析，能够及时纠正学生的错误观念，进一步提升学生的绘画水平。借助模型教学法，在原有的基础上更进一步提高学生多看多练的学习机会，借助三视图方向科学推导三维图形，有利于进一步提升高职学生辨别图形的能力。
4.4 运用多媒体技术讲解《机械制图》课程
在《机械制图》课教学过程中，能够借助现代电子多媒体技术，进一步提升高职院校机械与工业专业学生的空间想象水平、阅读绘图水平。借助二维平面表达，将图形反映在三维空间中，对于刚接触机械制图，借助教师讲解和板绘学生难以理解教学原理，现场绘制板书会浪费大量的课堂时间，对教学进度形成不良效果。因此，能够借助多媒体从旁协助机械制图教学，解决这一教学难点。教师能够在电子多媒体中结合图片、文字、动画，借助二维平面图形展示三维空间的效果，使教学内容更加生动直观，节省高职院校学生的学习时间，提高学习效率。例如，PowerPoint 软件系统制作的教学内容能够采取特殊的字体或闪烁的方式来吸引学生的注意力，也能够加深学生的记忆。CAI 课程软件还能够借助多媒体更直观地向学生展示三视图的形成过程和整个开发过程，使高职院校的学生得以充分掌握三视图与三维空间之间的各种关系。
4.5 利用微课堂进行《机械制图》课教学
在对高职学生进行微课教学时，主要借助视频完成教学内容。微课教学是多种教学资源有效整合而成的综合体。视频主要内容为机械制图及相关课后练习信息、学生自主学习后的反馈或机械制图教师对教学内容的评价。微课教学时，主题更加突出，教学单元也具备半结构化的特点。对于《机械制图》课程，学生在学习过程中需要掌握很多知识点。在这个过程中，机械制图老师45 分钟教给学生的知识点并不容易理解。老师能够借助学生分散的时间，微课授课时间一般限制在5-15 分钟，短小精悍，可以有效明确学习难点。在机械制图教学中，要注意吸引学生学习机械制图知识，让学生专注于微课。
4.6 精化机械制图表面交线步骤
从专业技术角度来看，立体化交线涵盖面截交线和相贯线，是整个制图教学的重点和难点，一直是学生头疼的问题。在实际工作中，技术人员大多数情况采取近似画图的方法来处理此类相交问题，然后用曲线滑移线代替更复杂的相交。这样不仅提高了工作效率，也为其他机械制图环节节省了时间。参照以上提出的几点，高职教育人员能够在讲解机械回路时单方面讲解立体化交线的绘制方法，或者只分享介绍图形截交线的组成部分，没必要一一细化他们的使用图，也没必要刻意把交线分成两种不同的情况来处理。另外，在机械绘图中当转折线相交时，能够进一步细化曲面相交线的绘制方法，即去除多余的相交步骤，从而简化相交线的相交环节。这样才能有效地开发和传播机械制图技术，使学生及时了解教师的意图，同时基本掌握机械制图的核心技术。
4.7 创建考核制度，深化学生专业素养
在学习过程中，构建评价体系是一种常用的管理方法，其目的是对学生的基本学习情况进行综合评价和检查。然后采取新的评价方法，将各阶段的考试成绩和日常行为表现统一列为评价体系，给出客观的评价。在这个过程中，教师不能盲目提高学生的工作量以提高合格率，要参照学生的具体掌握情况制定不同的训练方式和教学方法。此外，还能够参照每一章的核心内容，采取不同的考核方式。有的章节适合笔试，有的章节能够画图测量。例如，涂影制图能够以笔试的形式完成，机械制图能够以作业的形式表现出来，使实际的零部件设备与制图规定相匹配、相互影响。并且相关技术人员还能够给学员一对一的辅导问答。在这个过程中，教师要充分发挥自己的主导作用，及时解决学生遇到的问题，为学生营造良好的实践环境和思维氛围。
4.8 改革《机械制图》课教学方法
《机械制图》是一门标准化程度较高的课程。在绘制和应用各种线条、尺寸标注和绘制工程图时，要严格执行国家标准。加入计算机绘图软件学习内容后，不要低估或放弃传统手绘技能的培养，因为在实际制作过程中，并不完全是计算机绘图。在图案设计之初，设计师大多数情况需要手工绘制。在对设计图样进行修改时，进入电脑设计阶段。因此，传统教学过程中手工绘画要保持一定的工作量，这是保证手工绘画技能化、规范化的必要条件。传统教学通常以几个木头模型为基础，反复向学生讲解，学生会感到很无聊，老师的教学质量也难以提高。现在，能够依靠3D 软件生成3D 模型，任意角度观察模型，放大缩小旋转，尤其是一些内部结构复杂的零件，能够随意观察横截面，将3D模型瞬间生成工程图，直接创设建立2D 和3D 视图，让学生了解它们之间的关系。鉴于软件中的2D 和3D 视图是有所关联的，能够随意改变模型的视角，2D 视图也会无形中改变。随着3D 打印技术的普及，先后推出了桌面型3D 打印机和光固化3D 打印机。打印机的引入为扩展机械设计课程的教学方法和手段予以了一个选择。现在，学生的《机械制图》课程超越了教科书、练习册和计算机，其中包含了实体。简单的说，用3D 打印机打印出设计好的三维图形，拿在手里是非常有诱惑力的。实践证明，3D 打印与机械设计课程的结合是非常成功的。机械设计课程能够为3D打印予以素材，进而能够促进机械设计课程的教学，激发学生的学习兴趣和学习动力。
实践证明，教授《机械制图》课程不仅要意识当前机械技术操作的特点和性质，还要参照市场发展方向及时调整。通过这种方式方法，才能理解这门课程的真正含义，才能满足社会对人才的需求。此外，面向机械专业毕业生的《机械制图》课程已成为许多高职院校的必修项目之一，机械制图技术具备明显的实用性和创造性特征。同时也说明机械制图教学活动不可能一蹴而就，其制度也不能随意改变。只有具备了以上条件，才能有效地完成教学任务。
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