机械制图课程教学改革路径研究.pdf

191造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月 科研课题科研课题摘要：机械制图是一门实践性很强的课程，需要学生在实践中提高专业能力。目前，在机械制图课程教学中存在较多问题，难以激发学生的学习兴趣，人才培养水平较低。针对以上问题，文章从加强学生学习兴趣、培养学生空间想象力、改进教学方法以及加强实践教学等方面探讨了机械制图课程教学改革的策略，以提高机械制图的教学效果。关键词：机械制图；教学改革；教学方法分类号：G712；TH126机械制图课程具有显著的实践特征，学生需具备相应的空间想象及绘图技能。然而，部分学生在空间想象力、学习兴趣及方法等方面存在不足，这些问题的产生很大程度上源于教学方法的不当。当前，许多高校普遍存在“重理论、轻实践”的现象，教师在教学过程中过于侧重理论知识的传授，忽视对学生空间想象力的培养，从而导致学生创新意识和创新能力的欠缺。部分学生在课堂上仅能机械地模仿教师的行为，却无法内化为自身技能，进而丧失对机械制图课程的学习兴趣。为解决这一问题，教师需转变教学观念，从单纯的“教”转向“引导”学生“学”。通过多种途径培养学生的空间想象力和创新意识，使他们掌握机械制图课程所需的知识和技能，从而提升其综合素质1。1 机械制图课程教学中存在的问题机械制图是一门理论性与实践性很强的课程，在课堂上讲解的理论知识比较多，对于没有机械基础的学生来说，理解起来有一定的难度。同时，机械制图这门课程涉及很多细节内容，容易使学生产生畏难情绪，从而影响课堂教学效果。1.1 教学方法单一且落后在传统的机械制图课程教学过程中，教师往往采取“填鸭式”教学方法，导致学生在课堂上对所学内容缺乏兴趣，甚至产生厌学情绪。机械制图学科涉及的知识点繁多，概念抽象，对于并无机械领域基础的学生而言，理解起来颇具挑战。若课堂上缺乏有效引导，学生容易陷入消极被动的学习状态。长此以往，会使学生失去学习的兴趣和动力。如果没有良好的学习方法和习惯，那么学生很难将所学知识融会贯通、灵活运用到实际生活中去2。1.2 学生的空间想象力缺乏培养机械制图课程是一门实践性很强的课程，很多学生在学习这门课程的过程中，会忽略理论知识与实际相结合的重要性，在学习过程中只注重对理论知识的记忆，而忽视了对空间想象能力的培养。1.3 课堂实践内容少想要提高机械制图课程的教学质量、激发学生学习兴趣和热情，就要重视实践环节。在传统教学模式下，机械制图教师以理论知识为教学重点，课堂上讲得多、练得少，教学过程中缺乏实际操作训练，课程体系不够完善，学生在课堂上对所学知识掌握不牢固，在课后又要花大量的时间进行复习，导致教学效果不佳3。2 机械制图课程教学改革的实施路径在机械制图课程的教学中，要从增强学生学习兴趣、培养学生空间想象力和改进教学方法等方面入手，让学生掌握科学的学习方法，增强空间想象能力，提高机械制图的教学效果，为学生今后的学习和工作打下良好基础。2.1 加强学生学习兴趣机械制图是一门实践性很强的课程，很多学生在学习过程中表现出一定的厌学情绪。针对学生存在的问题，教师应加强学生学习兴趣，以提高机械制图课机械制图课程教学改革路径研究*周云成内蒙古交通职业技术学院，内蒙古 赤峰 024005*基金项目：内蒙古自治区教育科学研究“十四五”规划课题“互联网+背景下虚拟实训教学平台设计与实现研究”（NZJGH2021129）作者简介：周云成，男，本科，副教授，研究方向为虚拟仿真、机器学习。文章编号：2096-3092（2024）02-0191-03192 科研课题 科研课题 2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料程的教学效果。首先，教师应向学生讲解该课程的重要性及意义，帮助学生树立学习该课程的信心和决心。其次，教师应利用多媒体技术，将机械制图教学内容以直观、形象、生动的形式展现出来，调动学生学习积极性和主动性。例如，在讲解轴测图时，教师可利用多媒体技术将轴测图中的文字和图形信息进行展示和讲解；在讲解组合体时，可利用多媒体技术将组合体中各形体的视图、截交线及投影规律进行展示。最后，教师应利用网络资源等多种形式向学生讲解机械制图课程的内容，让学生有一个较为系统全面的学习过程4。2.2 培养学生空间想象力机械制图课程是一门实践性很强的课程，但很多学生对图形的空间想象能力较差，对实际工程中的物体很难理解，从而不能准确表达所看物体，对机械制造不利。因此，在机械制图教学过程中，教师应注重培养学生的空间想象能力，以提高其阅读和绘制工程图样的能力。在机械制图教学中，教师应多采用实物模型展示、投影图示范等方式进行教学。例如，在讲正投影时，可通过展示汽车的车轮模型以及车身模型，让学生了解汽车的基本结构；在讲三视图时，教师可演示三面投影图、轴测图等，让学生了解零件的具体视图特征。同时，还要利用多媒体教学将抽象的概念具体化、形象化。例如，在讲“轴测图”时，可以利用多媒体课件展示各种形状的轴测图及其作用；在讲“三视图”时，可以利用多媒体课件展示零件的三视图及各视图之间的位置关系5。2.3 改进教学方法教师在教学过程中要根据学生的学习基础和实际情况，改变传统的教学模式，充分发挥学生的主体作用，让学生在轻松愉悦的环境中学习。机械制图课程涉及大量的机械图样，如果教师单纯地对学生进行理论知识的传授，学生在学习时会感觉枯燥乏味。为了调动学生的学习积极性，教师要采取多元化教学模式6。首先，采用案例教学法。在机械制图教学中如何引起学生的兴趣，这是一个很重要的问题。通常，工程制图的开头都是导言，导言仅仅是对本课程性质、内容、任务和方法进行了简单的介绍，着重强调了工程意识和工作态度。然而，新入学的大学新生还没有进行过实际训练，尚不具备工程意识，因此需要从他们所熟悉的案例入手7。例如，针对学生所使用的手机这一基础三维物体，其形状相当于一个长方体，并经过四个倒置圆角处理。另一种物体则为普通杯子，涉及杯身与杯把的设计。如何将这些物体转化为图形，关键在于突显图形的内涵，以更加充分地展现三维空间的形态与尺寸，这实质上是一种工程语言，也是生产的基础8。在教学过程中，先要求学生将手机放置于空旷区域，接着用三张白纸描绘出三个维度对应的空间。在三维坐标系下，根据手机实际尺寸，绘制出手机的三个投影图。同时，讲解三个投影的规则，将三个投影图展开，并指出手机上的一个点、一条边以及一个平面的三个投影，并对其进行分析（长对正，高平齐，宽相等），要求学生考虑三个平面的投影在垂直和倾斜情况下的变化。对于水杯这一物体的投影图，将其作为学习重点，探讨组合物体三个视图的绘制方法，特别是连贯部分的绘制技巧。此后，学生可以开始学习制图知识。鼓励学生为自己熟悉的物品绘制三维投影，从而激发他们对机械制图的兴趣9。其次，采取虚拟仿真教学法。在制图中，点、线、面、基本体的投影比较简单，而组合体的投影线较多，而且此时的学生没有真正体会到画图和读图的本质要求，因此学习难度大。为了解决这个问题，需要引进CATIA 软件来进行学习。在 CATIA 软件中进行了组合体的 3D 建模，组合体的三维模型如图 1 所示。在建立模型时，学生对这个组合体的组成部分竖板、底板、肋板有了基本的理解，也知道三个部分的位置关系、中孔的形成、曲面和平面相切的关系、相切部分是否有线等几个关键点。然后，以理论知识为基础，选择一个箭头的方向作为主视图，引导学生去想象这个组合体的三视图形状，并按照投影原理在纸上画出来10。在CATIA 软件中，通过对模型进行自动转动，可以清楚地显示出模型的主视图、俯视图和左视图，如图 2 所示。图 1 组合体的三维模型（a）主视图 （b）俯视图 （c）左视图图 2 组合体的三视图193造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月 科研课题科研课题最后，采用启发式教学方法。教师在讲解时要善于提问、引导学生思考问题、解决问题。此外，机械制图课程中涉及大量的绘图技巧和方法，教师要采取多种手段来提高学生的绘图能力。在机械制图教学过程中，教师要注重与学生进行有效的互动，对学生所遇到的问题及时给予解答，以调动学生的学习积极性。通过启发式教学，使学生能够自主思考、自主探索、主动学习，提高他们的空间想象能力和解决实际问题的能力11。2.4 加强实践教学机械制图课程的实践性很强，单纯的课堂教学无法让学生真正掌握机械制图知识。机械制图课程的教学应注重实践，让学生在实践中理解知识，提高学生的空间想象能力。因此，在教学过程中应加强实践教学12。（1）合理安排实践内容。通过合理安排实践内容，能够提高学生学习兴趣，增强学生空间想象能力。例如，在讲解组合体画法时，可安排一些简单的组合体的模型进行讲解13。（2）加强实验室建设。要想让学生更好地掌握机械制图知识，需要为学生提供足够的实践场所。例如，在讲完三视图后可设置一个模型制作环节。在该环节中需要设置三个模型：第一个是组合体模型；第二个是三视图模型；第三个是轴测图模型。第三个模型制作完成后可以布置一些作业，让学生用立体模型、平面图形制作出三维立体图，或是利用自己的专业知识进行三维建模。在实验环节中需要注重学生动手能力的培养，让学生能够真正掌握机械制图知识，提高学生空间想象力与逻辑思维能力14。教师要注重实践教学环节，多给学生提供动手的机会，让学生多动手画图，多画一些机械图样。此外，教师在教学过程中要加强与学生的互动交流，通过观察学生的画图情况来了解学生的学习情况。通过仔细分析学生的作业，了解学生的学习情况，及时发现和解决学生在学习中出现的问题。同时，教师还要对学生进行阶段性评价，对表现优秀的学生要及时给予表扬和鼓励，对于表现较差的学生要及时指出不足之处，帮助学生改进15。3 结束语传统的教学方式已不能适应新时期人才培养的需求，要提高机械制图教学效果，就要改变传统的教学方式，建立以学生为中心、以能力为本位、以就业为导向的教育理念，将计算机技术应用到课程教学中，激发学生学习兴趣，提高学生空间想象力，培养学生创造性思维。为此，教师在教学中要充分利用多媒体、模型及 3D 打印等多种教学手段及现代教育技术，利用网络资源，扩展知识体系和学习渠道。此外，教师还要不断更新教育观念和教育技术，同时加强与企业的联系和交流，不断完善自身知识结构和技能结构，从而提高机械制图课程的教学效果。参考文献1 翁玲玲.对分课堂教学模式在中职机械制图课程教学中的应用研究D.贵阳:贵州师范大学,2023.2 聂淙淙.成果导向的中职 机械制图 课程教学设计与实践研究D.金华:浙江师范大学,2023.3 肖鸿.现代学徒制下基于OBE的中职机械制图课程设计与实践研究D.长春:长春师范大学,2023.4 肖金,汤启明,梁金辉,等.新工科背景下机械制图课程教学改革探索J.造纸装备及材料,2022,51(11):218-220.5 杨志江.翻转课堂在中等职业学校机械制图及CAD课程中的应用研究D.天津:天津职业技术师范大学,2022.6 周荣安,符纯明.融合式教学模式在机械制图课程中的应用研究J.图学学报,2020,41(6):1039-1043.7 陈裕君.基于PBL的中职机械制图课程教学模式的构建研究D.广州:广东技术师范大学,2020.8 于英健.中职机械制图工作过程系统化课程开发D.天津:天津大学,2020.9 李梅红,李蕊,侯娅品.信息化技术背景下高职机械制图课程教学模式研究J.中国职业技术教育,2019(29):61-64.10 张京英,杨薇,佟献英,等.构建基于OBE的立体化制图教学新体系J.图学学报,2019,40(1):201-206.11 毛红斌,彭晓兰.机械制图类教材建设的实践与思考:以首届全国优秀教材机械制图与CAD为例J.中国编辑,2022(8):56-59.12 高一聪,王彦坤,费少梅,等.基于迁移学习的机械制图智评阅方法J.浙江大学学报(工学版),2022,56(5):856-863,889.13 朱秋寒,徐国庆.中日机械类职业教育教材编写比较研究:以中职机械制图教材为例J.职教论坛,2020,36(12):78-86.14 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