机械制图教学改革实践研究

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摘要：《机械制图》是机械类学生最重要的专业基础课，但这门课的教学效果却常常差强人意，特别是对于对空间想象能力较差的学生。因此，如何提高这门课程的教学效果是一个制图老师多年来一直探索的课题。本文通过整合机械制图的教学内容，探索基于CDIO工程教育理念的机械制图教学改革的思路，方法和具体实施过程，以项目的设计为载体，实现教学改革，达到提高教学效果的目的。

关键词：机械制图；CDIO教育理念；教学改革；教学实践

一、机械制图教学的现状与困境

《机械制图》是一门涉及空间想象力和空间思维能力的专业基础课，一般在大一开设，它作为专业课的先导，主要是培养学生的绘图和看图能力，达到由物知图，由图构物的境界，为后续专业课程的学习、减速器的课程设计、毕业设计、工程设计等奠定坚实的基础，其作用是其他课程不可替代的。现行的《机械制图》课程教学体系虽然比较完整，但理论与工程实践严重脱节，即使采用了板书和多媒体相结合的方式教学，学生仍然觉得整门课呆板枯燥，信息量大，被动地接受知识，学完即忘，不能在后续学习中把制图的知识连接起来，融会贯通，实践能力相对薄弱。具体表现在：在做毕业设计和刚进入工作单位的学生身上，空间思维表达能力较差，无法用草图表达设计方案，设计的结构不合理，图形表达不完善，表达方法错误，不符合国家标准，投影关系不对等，对装配图所应表达的内容茫然不知等，这些问题的根本原因在于工程制图的教学中，缺少将机械图样承载的信息以及图形的生成过程与工程实践中产品设计、制造、检验、使用等过程联系起来的关键环节。从上可以看出，目前我校的制图教学存在以下问题：教学理念落后，教学环节与实际严重脱节，学生不能理论联系实际，因而，要想改变我校制图课的现状，提高教学质量，更好的发挥《机械制图》的作为专业基础课的先导作用，该课程的教学体系改革势在必行。根据麦肯锡咨询公司的统计数据,中国工科毕业生只有不到10%的人适应在外企工作。主要原因是大多数毕业生不能学以致用，理论和实践严重脱节，不能很好地表达自己的设计思想，设计的东西要么与实际不相符，要么结构不合理，要么难以加工制造，导致极大浪费。造成这些弊端的主要因素是当前工科院校设置的培养目标与产业不同步，与企业要求不相符，而CDIO的工程教育模式符合当前工程业的需求。

二、CDIO工程教育理念及其特点

所谓CDIO教学模式，就是先根据课程内容构思和设计相关的工程项目，然后在实现和运中逐渐培养学生的空间思维能力、创新能力和综合素质的一种教学方式，它是近年来国际工程教育改革的卓著成果。C（Conceive）代表构思，理论联系实际，构思如何把专业知识的基本原理融入实践项目中，培养具有工程能力的人才；D（Design）代表设计，即学以致用，通过以产品设计拟解决某一具体问题；I（Implement）代表实现，组织师生共同参与的课程实践，使学生理论与实际相结合，培养其实践能力；O（Operate）代表运作，通过运作，让学生以主动的、积极的、课程间相互联系的方式学习，它贯穿于产品应用的整个生命周期。CDIO教育理念以产业需求为导向，课程教学内容随时根据产业发展进行调整和优化，教学理论与工程项目相结合，以培养适应时代需求的创新性人才。在实施CDIO理念的工程教育过程中，要求教师不但理论知识过硬，同时还应具有较好的工程实践能力，能参照工业界需求，随时调整工程项目，不断完善教育教学。鉴于我国现行的高校人才培养模式与现代工业发展不相适应，培养出来的学生大部分“花拳绣腿”，很难一下子融入工作中，用人单位抱怨连连，根据CDIO工程教育理念对现行的教学模式进行改革，与时俱进的设置工程项目，开展学生工程能力培养的研究与实践，提升学生对社会的适应能力和工程能力具有重大意义。

三、基于CDIO的《机械制图》课程教学改革

1.基于CDIO的《机械制图》课程教学改革的思路

在CDIO工程教育理念指导下的械制图课程教学改革，就是以企业生产实际为背景，把械制图课程的理论知识融入新产品设计，制造过程中，理论联系实际，根据企业的需求整合机械制图的教学内容。设置合适的工程项目，将实践项目引入到机械制图的教学环节。在学生参与工程项目的同时，有意识的培养学生的工程意识，实践能力和创新能力，使学生在完成工程项目后，空间想象力和空间思维能力得到很大的提高，能熟练地掌握机械制图要求的相关知识和技能，在后续专业课程的学习和课程设计中，能“轻车熟路”。教师在和学生共同参与工程项目的过程中，有意识地引导学生进行有目的、有步骤的实践学习，提高学生的动手的能力，以适应工科院校培养应用型创新人才的培养目标。

2.《机械制图》课程教学改革的方法

基于CDIO工程教育理念的机械制图课程教学改革，首先把制图分为两大部分，第一部分为基础知识部分，在这一部分，学生空间想象力和空间思维能力的培养非常重要，大多数学生会明显感到课程很抽象和学习内容深，作业量大，缺乏学习兴趣等。如何让学生理论联系实际，把呆板和枯燥的制图课变得生动有趣，使学生从被动学习转向主动学习和我有兴趣学习。工程项目的设置变得非常重要，设置合适的工程项目，把制图的投影理论基础、构型方法基础、组合基础、绘图能力基础、工程规范基础内容融入到实践之中，使学生在参与过程中学习。其次对于第二部分主要包含的内容有：图样表达方法、标准件与常用件、零件图和装配图等教学环节，同样设置合适的工程项目，如机械零件拆装与表达项目，把这部分内容融入其中，使学生从实践中学。最后带学生参观我们的实训基地，对所学知识加深映象和巩固。通过大量的调研，并咨询相关专家，建立机械制图多媒体课件库、重点难点视频教学库、典型习题库，把这些优质的数字化教学资源与学生共享，使学生在课后也能通过这些资源巩固所学的制图知识。同时搭建具有CDIO特色的动态教学平台，建立真实生产加工录像库进行机械加工知识粗略讲解、建立装配仿真视频库、典型零部件加工视频库等，使学生在参与项目时，能很好地把各部分知识融入其中，真正做到做中学，真正地把工程教育理念贯彻其中。

3.《机械制图》课程教学改革的具体实施过程

（1）重构基于CDIO的课程体系，结合企业需求制定教学培养目标；（2）按照CDIO工程教育模式优化与整合制图教学资源，改革教学模式，搭建动态教学平台；（3）精心设计课程实践项目，把机械制图课程的知识融入到实践中、教师和学生通过共同参与，使教、学、做过程有机的结合在一起。逐步培养和提高学生的工程设计和表达能力；（4）创建工程图学实训基地，营造真实的教学情境；（5）改革制图考核方式，建立充分体现企业需求的具有CDIO特色的考核方式。其中重点解决的关键问题是课程项目的设计。CDIO工程教育模式，要求项目的设计或选择应源于真实的工程和事件，内容具体，有针对性。处理好项目典型性与《机械制图》知识内容普适性的关系，项目将实践与理论融入教学过程，教师设置、选择与学习主题密切相关的问题，学生主动参与的形式开展教学活动。

四、结束语

通过实施CDIO项目式教学，使学生从害怕制图课、讨厌制图课，制图课太枯燥转向喜欢制图课，觉得制图课生动有趣，从被动学习转向积极主动，对培养学生的初步发展自我能力、团队协作能力、创新能力等方面都有积极的促进作用和重要意义。该教学模式在实践过程中，理论与实际相结合，充分调动了学生的积极性和兴趣，体现了工程教育的教学模式与特征，教学效果明显提高。

参考文献：

[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008

[2]吴艳英等.基于CDIO工程教育理念的“画法几何及工程制图”教学研究[J].大学教育，2015

作者：黄瑛 单位：贵州大学