首页 -> 2007年第8期
基于应用型人才培养的《机械制图》教学改革探索
作者：袁美荣 廖治凯 曹小益 周新梅
关键词：机械制图；教学改革
经过几年的教育改革实践和教学思想的不断转变，21世纪的高等职业教育人才培养模式已经取得专家们的共识，即以培养高等技术应用型人才为根本任务，以适应社会需求为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案；毕业生具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点；以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系。我院于几年前开始进行高职高专教育机械基础课程教学内容体系改革、建设的研究与实践工作，并已取得可喜的成果。其中，《机械制图》作为机械基础课程教学体系中的一门主要技术基础课，其教学改革在机械类专业中占据相当重要的位置。课题组从机械制图课程教学改革的实践与应用的角度，更新教学内容、改革教学方法、创新空间想象能力培养方式、完善实践环节，改变传统课程设置模式，运用新技术手段建立了针对职业教育特点的教学体系。
《机械制图》培养目标新的要求
随着三维CAD/CAM技术的迅猛发展，设计与制造的理论和加工手段都发生了巨大变化。人们可以利用设计和绘图手段，直接进行产品的三维造型设计，由三维设计图直接转化为二维图形，还可以通过三维数字化信息传递直接输入数控机床，实现无纸化生产。现代化设计与制造技术已经向当前的机械制图教学提出了新的要求，本课程的培养目标应调整为培养学生的四种能力：（1）培养学生的空间思维能力；（2）培养学生把空间思维变成图形的能力；（3）培养学生把图形变成模型的能力；（4）培养学生绘制图形的能力（包括计算机绘制图形的能力）。这四种能力实际上是设计构思、表达、读图、建模以及制图的能力。这种提法保留了本课程原有的精华，即表达和读图的能力，又能适应社会对设计人员提出的更高要求（如建模能力、设计构思能力等）。同时在教学思想上，注入新形式下的教学观念，将机械制图由过去的技能教学转变为思维方式的引导和创新意识与理念的培养目标相结合的教学。
《机械制图》教学改革研究与实践创新
（一）调整教学内容，注重高职高专教材的建设
高等职业教育对专业基础课的要求以必需、够用为度，以讲清概念、强化应用为教学重点。基于这种指导思想，我们的做法是：
1.制图与设计紧密结合，引入新的设计方法、新的制造技术概念，加强绘制和阅读三维图能力的培养。以体为主线，遵循从三维实体到二维平面图形的认识规律，引入拉伸、切割、并、交、差等计算机三维实体造型设计概念，加入构形设计练习，使学生具有一些形象储备，从而方便掌握从三维实体图到二维投影图的转换。
2.减少投影几何的内容，而将点、线、面的投影和立体的投影结合起来讲授，强调投影基本理论的内容，这和高等职业教育培养应用型工程技术人员的目标相吻合。
3.在对传统教学内容进行优化的基础上，把计算机绘图与工程制图课的基本教学内容有机地融合在一起，使学生在深刻理解和掌握投影制图基本理论和方法的同时，具备熟练的计算机绘图技能，以适应现代科学技术发展和工作模式的要求。
4.针对我国已经成功地加入世界贸易组织的情况，及时调整教学内容，如过去作为选学的第三角投影知识（欧美国家使用，我国为第一角投影）变为必讲内容，并丰富该内容，以适应新形势的要求。
在高等职业教育刚刚起步的阶段，教材建设远远不能适应高等职业教育的发展需要，真正具有高职特色的高质量的教材非常匮乏。因此，通过教学改革研究与实践创新，我们在教材编写方面做出了许多努力，本着实用、有效、简捷的原则，已编写出一批适应教学需要的教材与讲义，例如《现代机械工程制图》、《现代机械工程制图习题集》、《部件测绘指导书》、《计算机机械制图实验指导书》等。这些自编教材都具有相应专业的实用性和可操作性，不仅解决了教材短缺的燃眉之急，而且也为今后编写高职教材提供了参考。
（二）改变教学理念，探索符合学生认知规律的教学方法
传统课堂教学是以教师讲授为主的教学模式，学生的学习缺乏主动性。虽然在教学中运用了现代教育技术，但因其教学模式没有改变，“人灌”再加“电灌”，致使学生产生“知识疲劳”，同样不利于培养应用型人才。教学改革的关键是将学生置于主体地位，研究的课题、内容、方式、进度、实施及最后的成果表现形态等主要由学生个人或学生小组来决定。同时也不能忽视教师的主导作用。教师不仅要激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机，而且还要通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，引导学生发现问题，充分发挥学生的主动性和积极性。
例如，关于“用形体分析法读图”的学习：（1）目标。培养学生空间想像力、多元智力和自主学习能力。（2）意义。通过课件演示、学生交流、教师讲解充分加强空间思维能力训练，不仅符合现代培养目标要求，而且可激发学生的学习兴趣和积极性。（3）教学结构流程如图1所示。
（三）创新空间想象能力的培养方式
旧的培养方式把提高学生的空间想象能力和思维能力放在画法几何上，通过点、线、面及其相互位置关系定位、定量的投影作图训练培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。但点、线、面及其相互位置关系的定位、定位投影作图直观性差，难于掌握。费时多效果又不好，而且与绘图和阅读机械图样的联系不密切。经过分析和研究，我们决定通过以下方式培养学生空间想象能力、空间逻辑思维能力。
1.借助立体表面点、线、面的相对位置及其投影培养学生的空间逻辑思维和形象思维能力。
2.利用CAD对平面图形的拉伸、旋转等三维实体造型，以及并集、差集、交集、切割等编辑操作，更加有效地帮助学生提高空间想象能力和思维能力。
3.利用橡皮泥进行空间思维能力训练。具体做法是学生根据给出的轴测图，利用橡皮泥捏出形体；然后根据捏出的形体形状，选定一个主要观察方向（即前方），分别从前方、左方、上方观察，把观察到的结果用平面图形表达并画到图纸上，平面图形的相对位置可以随意摆放，但要标出观察方向；最后根据给出的上述三个方向的平面图形，再用橡皮泥捏出形体。通过这种训练，帮助学生在大脑中初步形成空间立体与平面图的对应关系。这种方法我们已经应用于实际的教学中，受到了学生的普遍欢迎，取得了较好的教学效果。
4.增加构形和建模方面的训练。第一种方法是在课堂上给出一面视图，让学生想象它可能是什么形体，并要求徒手画出其轴测图。第二种方法是给出要求，让学生自己构形并徒手画出其视图及轴测图。如要求设计一个不少于5个基本形体，且至少有一处产生相贯线的形体。这样既能培养学生的空间思维能力——构形能力，又能综合运用各种表达手段，让学生用二维和三维两种表达方法，并利用建模技术达到建模目的，甚至做出模型。这样，该实践环节就把整个课程内容全部串联起来了。这样的实践环节也就是设计思想可视化的重要组成部分，可以使设计者在生产制造以前就已知其设计质量以便进一步改进。
（四）完善机械制图的实践环节
机械制图是一门理论教学与实践教学并重的课程，且实践环节对课程的学习掌握及运用能力的形成尤为重要，因此必须加强这方面的训练。我们调整了实践性内容，降低对仪器制图的要求，加大徒手画草图的训练，加强计算机二维绘图的实训，以适应现代工业化、数字信息化社会的发展。具体方法如下：
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