[摘 要]机械制造作为一门涉及多专业领域知识，注重空间想象能力和二维绘图表达能力的专业基础课程，在实际教学中存在着诸多问题。课程信息量大，重点专业知识繁多，而授课方式呆板枯燥，与实际应用脱节。学生不能清晰把握系统性的知识，学习主动性差，学而即忘，致使机械制造课程教学效果不佳。针对这一系列问题，提出结合微课程和形象教学法配合各种先进制图软件，做到课前、课中和课后的有效结合，使学生有兴趣去学习，教师高效教学，学生所学知识的实用性高，以这样的方式培养企业所需的具备创新能力的技术人才。

 

[关键词]机械制图;教学改革;微课程;形象教学法

 

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）12-0074-03

 

一、引言

 

当今社会，随着机械制造行业的发展快速，国家间的竞争日益激烈，我国对技术人员的需求急剧提升，无论是三维设计、三维制造，还是二维绘图、识图能力，对于技术人员来说这些都是至关重要的能力[1]。大量的先进制造业公司都要求其技术人员拥有一定的设计能力，能识别二维图纸，能设计三维图纸。机械制图课程的开设时间在大一，这门课的基础知识繁多，要求学生拥有二维图纸与三维实体间的转换能力。我国大多数机械专业人才出自工科院校，他们的基础相对来说较为薄弱。传统的机械制图课程教学方法枯燥呆板，这导致学生在课程学习过程中所遇到的问题不能很好解决，学生只能被动接受知识，既不能很好地与后续所学知识衔接起来，又与实际应用脱节。在这种情况下，学生不能清晰地把握系统性的知识，学习主动性差，学而即忘。

 

针对这些问题，本文提出结合微课程、形象教学法和各种先进的制图软件，让学生在课前能用微课程进行难点、知识点的学习，课中教师运用形象教学法进行教学，课后针对难点知识进行微课程复习解疑。制图软件能更好地让学生掌握空间思维能力，让学生主动学习实际应用中所需的知识技能。教师在教学中以学生为主体，激发学生学习的积极性，以高效地完成教学目标，培育出符合社会要求的技术人才[2]。

 

二、机械制图教学面临的问题

 

机械制图课程作为工科院校重要的基础课程，有着十分强的实践性，它要求学生具有较强的空间想象能力，该课程包含的信息量大，课程教学效果不尽如人意这个问题一直困扰着广大的授课教师。究其原因有以下几方面：机械制图课程包含很多的专业知识，这门课的开课时间较早，学生很难做到知识的积累和铺垫;空间思维能力的培养需要时间的积累，但是传统教学方法注重一味地传输知识，没有考虑到学生是否理解，理论教学与实际应用相脱节，导致学生对课程不感兴趣，觉得课程较为枯燥;学生被动接受知识，所学知识没有得到训练强化，学了就忘;学生在机械制图课程上实际学到的知识并不多，企业也反映出在校学生对设计的表达不够清楚准确[3]。

 

在传统的机械制图课程教学过程中，学生画图过程一般是先观察平面图形，通过想象三维图形来确定其在各个方向的投影，从而得到所需的二维图形。这一过程对三维想象能力要求较高，那些三维想象力较差的学生学习起来比较吃力。而传统教学方法受到各方面的制约，很难做到教学与实践相结合，学生缺少实践机会，教学理论与所需能力的培养脱节，这不利于学生的发展。其他存在的问题还有如下几方面，首先，学生在学校所学到的知识与在工作中所用到的知识不符。在机械制图课程教学中，绘图是较为关键也是学生必须掌握的一项教学任务。但在绘图课程中，教师都是根据书本上的案例来进行教学，没有结合实际案例，没有结合公司和企业对学生的要求。而在学习机械制图这门课的人员当中，中等职业院校的学生占主要部分，他们毕业后一般都是在第一现场工作，其所要求的技能就是看图纸，教学与应用不匹配的教学模式使得他们在参加工作之后还不能很好地辨识图纸，仍需要一段时间的实践练习才能掌握这项基本技能，这种矛盾的教学方法非常不利于学生日后的发展。其次，在教学过程中，由于普通职业学校的学生在校学习时间受到限制，而制图教学又是一门需要大篇幅讲解学习的课程，教师为了达到教学效果就不得不占用较长的教学时间，这导致制图教学所占比重过大，学生其他专业性技能的学习受到一定的限制[4]，学生得不到全面的发展。而在工作中識图是技术人员必备的重要技能之一，这项技能在学校如果得不到很好的培养，会严重影响学生日后的工作，而要想在工作中掌握这项技能也是非常耗费时间的。再次，机械制图教学效果不佳，还有一个重要原因是作为主力部队的中职院校学生，他们的基础较差，综合素养不高，这导致他们最终只是学会了画图与识图，很多专业知识点无法理解吸收。学校不能很好地培养具有创新能力的技术人才，没有达到教学的根本要求[5]。

 

三、结合微课程和形象教学法的教学改革

 

（一）微课程教学方法

 

微课程指的是在较短的时间里，如10分钟内，针对一个知识点进行详细地说明，它具有篇幅短小、教学目的明确等特点。微课程以视频为载体，按照教学要求，围绕某一个知识点（可以是难点、疑点、较为精彩的课程案例）展开讲解。微课程以学生为中心，它不仅短小精悍，而且具备创意和新颖等特点，能很好地激发学生的学习兴趣，带动学生积极主动地进行学习探索。教师从学生的需求出发，针对学生学习中的难点、疑点精心制作视频，创建一个学生感兴趣、记得牢的学习氛围[6]。

 

传统教学一般会采用小组讨论的方法，让学生在讨论中发现问题，从而更好地帮助学生掌握这门课程。当学生在实际学习中碰到问题时，如果教师及时回答学生的所有问题，不仅非常浪费时间，而且会有疏漏。如果把学生的问题收集起来后再统一回答，又会错过最佳的解答时间，错过让学生牢记知识点的机会。采用微课程就可以很好地解决这个问题。教师在课前针对教学重点、难点和疑点，做好相关视频，通过各种社交软件平台将视频发送到学生手中，由于微课程时间短，可以让学生在其注意力最为集中的时间内完成对知识点的学习，让学生利用课余零散时间熟悉课程学习的知识点，而在课堂上遇到的问题，也可以快速通过微课程进行查询。微课程给学生提供了找寻答案的机会，能充分调动他们学习的积极性。

 

 

 

微课程能够运用到机械制图课程教学的各个方面，它凭借短小精悍的优势，能在课程新内容的学习上和课程重点、难点的学习中发挥关键作用。将这两个方面的知识制作成微课程，能极大地提高学生学习的效率，而且这些微课程还能够不断地传承更新下去，不仅不会增加教师备课的负担，还能让教师授课变得更加高效。但是微课程的使用也对学生和教师提出了一系列的要求。首先，要培养学生通过微课程进行自主学习和查疑的习惯，就要鼓励学生针对视频进行讨论以加深学生的印象。其次，学生要掌握微课程的使用技巧，养成收藏重难点微课程的习惯，方便自己温习与复习[7-8]。机械制图作为机具系统性的学科，学习过程需要循序渐进，学生可以在自己遗忘之际，反复观看相关微课，系统地掌握这门学科。微课程要有创意，要能抓住学生的眼球。教师在制作微课程的时候，录制要更为清晰、专业和美观。不能为了制作微课，就不注意微课创新性意识的传播，在具体的教学过程中，也不能忽略课堂上的重难点知识[9]。

 

（二）形象教学方法

 

形象教学法作为一套摸索多年并且效果显著的教学方法，它将枯燥的理论知识通过生动的图像、实体展现在学生面前，让学生对课堂内容更加感兴趣。传统的教学模式是教师引导学生进行空间的想象，建立从二维到三维的虚拟图像，这对于空间思维能力较差的学生来说是非常困难的[10]。利用多媒体教学时，也只是利用图片等形式将三维信息展示给学生，将答案灌输给学生，学生的空间想象能力还是得不到很好的锻炼。而形象教学法利用从实体或三维图像到二维图纸转换的方法，更加符合从具体到形象的认知规律，能让学生形象具体地感受到教学内容，更好地接受教师所传授的知识，学生在这种学习环境下能有效提高对知识的掌握程度。利用Pro/ENGINEER、Solidwirks、AutoCAD等软件进行实时的建模教学，将复杂物体的成型过程形象直观地表现出来，学生更加容易理解，这有利于学生更好地去想象，让机械制图这门课程成为一门学生感兴趣、有探索欲望的课程[11-13]。

 

形象教学法利用各种软件进行三维建模，能让学生更直观的学习和理解制图课教学中的复杂知识点。一是对基本体形成一个基本的认识。所谓基本体即为通过拉伸、旋转、镜像、引导等方法形成的较为简单的三维实体，一般为简单的零件，这就可以让学生对三维实体建模有一个基本的概念。再通过在简单零件上加入面的概念，让学生学习从体到面的形成方式，并帮助学生建立从实体点到投影面点的对应关系，降低制图、识图中的抽象性，方便学生观察体-面对应关系，总结出三视图中各个视图的绘画方式及它们之间对应的关系。二是很多课程教学中的难点都能有更好地学习办法，如截面投影、相贯线等复杂难题，通过三维建模软件强大的平面截取功能能够很好地表现出来，在各个层次的截图帮助下，学生对三维实体会有一个更好的理解。三是从线到面、从面到体层次清晰地表现出来，帮助学生更好地理解三维复杂实体建模。先以一个面为基准建立平面图形，再到三维实体，然后找到实体上的对应面，并以此为基准，进一步进行实体建模，培养学生三维实体建模的空间想象能力[14]。

 

（三）实际教学中的结合应用和效果

 

通过结合微课程与形象教学法的机械制图课程教学方法，针对教学中的新知识点和重难点知识制作创意性十足的微课程，配合制定的奖惩机制，鼓励学生针对微课程上的知识点进行讨论，让学生在课前利用课余时间对课程有一定的了解。在课程的教学过程中，教师通过各种制图建模软件，结合三维图像和实体对学生进行教学，进一步巩固学生通过微课程学到的知识;利用三维建模，帮助学生理解机械制图课程学习中的各种复杂知识点，同时结合企业新型案例对学生进行教学。由于三维视图的形成、平面截图的获取、尺寸标注等实现更加便利，学生也能通过微课程来解答疑惑，这些都大大节省了教师的时间，使得教师可以脱离课本，讲解更多的企业实际案例。三维图像建模层次清晰，对学生制图、识图能力的培养都十分有利，特别是由面到体的、体与面的直观对应，这对培养学生的空间想象能力十分有利。课余时间学生即可以通过微课程进行系统性的知识温习整理，学到如何利用创新思维去解决问题，又能结合制图软件锻炼动手能力，運用在课堂上所学到的知识。这种教学方法给学生提供了一个很好的解决问题的途径，课堂上生动形象的教学方式极大提高了学生的学习兴趣，学生主动学习，积极地探索，对机械制图知识有了较为全面的掌握，这种教学方法也给教师营造了一个和谐的教学氛围。结合实际案例的教学，让学生无论是在制图、识图，还是在三维图像识别、制作上都有较大的提升，不仅如此，学生的专业素养也得到了提高，具有较强的创新意识与能力。

 

四、结论

 

为了更好地适应社会的需求，培养更优秀的人才，针对机械制图课程的教学改革一直在进行。本文提出了结合微课程和形象教学法相结合的教学方法，克服了在课程教学中普遍存在的知识点量太大、学生觉得枯燥学习困难、教学与实践脱离等问题，借用短小精悍的视频讲解和生动形象的三维模型建立分析，帮助学生更好地获取知识，提高了学生的学习兴趣，培养了学生的主动探索精神。结合企业的实例教学，能让学生更好地适应日后的工作，有利于培养社会所需的具备创新意识的机械专业人才。

 

[ 参 考 文 献 ]

 

[1] 张元元.机械CAD与机械制图一体化教学模式分析[J].内燃机与配件，2019（1）：254-255.

 

[2] 陈军.机械专业《机械制图》课程教学改革探索[J].南方农机，2018，49（23）：133.

 

[3] 蔄靖宇.机械制图教学实践与探索[J].黑龙江教育（理论与实践），2018（12）：55-56.

 

[4] 谢元敏，宁利川，肖立，等.基于新多媒体基础的机械制图改革[J].大学教育，2018（12）：45-48.

 

 

 

[5] 宁利川，谢元敏，肖立，等.基于应用型汽车人才培养的“机械制图”教学改革研究[J].科教导刊（中旬刊），2018（11）：17-19.

 

[6] 张雪.浅析中职机械制图课程信息化教学的应用[J].职业，2018（10）：88-89.

 

[7] 张文波.微课在高等职业教育“机械制图”教学中的应用[J].教育现代化，2018，5（12）：314-315.

 

[8] 郑爱云，刘伟民，卢广顺，等.形象教学法在机械制图教学改革中的应用探讨[J].大学教育，2016（6）：119-120.

 

[9] 杨道龙，邢邦圣，王繁生，等.机械制图本科教学探讨[J].内燃机与配件，2018（21）：219-220.

 

[10] 牛瑞利，罗玉梅，郭光立.“机械制图”课程改革的研究与实践[J].内燃机与配件，2018（19）：241-242.

 

 

 

[11] MinJou，Robert D.Tennyson，JingyingWang，Szu-YingHuang. A study on the usability of E-books and APP in engineering courses： A case study on mechanical drawing[J.]Computers & Education，2016（92-93）：181-193.

 

[12] Wei X， Lin L， Chen J， et al. Exploration and Practice of Teaching Reform of Engineering Drawing[J]. Journal of Graphics， 2014.

 

[13] Wei Y， Zhang J， Hui Z， et al. Exploration of Three-Combination Practical Teaching Mode in Mechanical Drawing[J]. Journal of Graphics， 2014.

 

[14] Min Jianqing， Xu Zibin. Discussion on Engineering Drawing Course Teaching Reform for Excellent Engineer Training[C]. 7th International Conference on Information Technology in Medicine and Education （ITME）， 2015.

 

[責任编辑：陈 明]