謝元敏 寧利川 肖立 汪鳴琦 周艷

[摘 要]機(jī)械制造作為一門(mén)涉及多專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，注重空間想象能力和二維繪圖表達(dá)能力的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在實(shí)際教學(xué)中存在著諸多問(wèn)題。課程信息量大，重點(diǎn)專業(yè)知識(shí)繁多，而授課方式呆板枯燥，與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。學(xué)生不能清晰把握系統(tǒng)性的知識(shí)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性差，學(xué)而即忘，致使機(jī)械制造課程教學(xué)效果不佳。針對(duì)這一系列問(wèn)題，提出結(jié)合微課程和形象教學(xué)法配合各種先進(jìn)制圖軟件，做到課前、課中和課后的有效結(jié)合，使學(xué)生有興趣去學(xué)習(xí)，教師高效教學(xué)，學(xué)生所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性高，以這樣的方式培養(yǎng)企業(yè)所需的具備創(chuàng)新能力的技術(shù)人才。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械制圖;教學(xué)改革;微課程;形象教學(xué)法

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2020）12-0074-03

一、引言

當(dāng)今社會(huì)，隨著機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展快速，國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，我國(guó)對(duì)技術(shù)人員的需求急劇提升，無(wú)論是三維設(shè)計(jì)、三維制造，還是二維繪圖、識(shí)圖能力，對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)這些都是至關(guān)重要的能力[1]。大量的先進(jìn)制造業(yè)公司都要求其技術(shù)人員擁有一定的設(shè)計(jì)能力，能識(shí)別二維圖紙，能設(shè)計(jì)三維圖紙。機(jī)械制圖課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間在大一，這門(mén)課的基礎(chǔ)知識(shí)繁多，要求學(xué)生擁有二維圖紙與三維實(shí)體間的轉(zhuǎn)換能力。我國(guó)大多數(shù)機(jī)械專業(yè)人才出自工科院校，他們的基礎(chǔ)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為薄弱。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程教學(xué)方法枯燥呆板，這導(dǎo)致學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題不能很好解決，學(xué)生只能被動(dòng)接受知識(shí)，既不能很好地與后續(xù)所學(xué)知識(shí)銜接起來(lái)，又與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。在這種情況下，學(xué)生不能清晰地把握系統(tǒng)性的知識(shí)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性差，學(xué)而即忘。

針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出結(jié)合微課程、形象教學(xué)法和各種先進(jìn)的制圖軟件，讓學(xué)生在課前能用微課程進(jìn)行難點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，課中教師運(yùn)用形象教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，課后針對(duì)難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行微課程復(fù)習(xí)解疑。制圖軟件能更好地讓學(xué)生掌握空間思維能力，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)際應(yīng)用中所需的知識(shí)技能。教師在教學(xué)中以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以高效地完成教學(xué)目標(biāo)，培育出符合社會(huì)要求的技術(shù)人才[2]。

二、機(jī)械制圖教學(xué)面臨的問(wèn)題

機(jī)械制圖課程作為工科院校重要的基礎(chǔ)課程，有著十分強(qiáng)的實(shí)踐性，它要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象能力，該課程包含的信息量大，課程教學(xué)效果不盡如人意這個(gè)問(wèn)題一直困擾著廣大的授課教師。究其原因有以下幾方面：機(jī)械制圖課程包含很多的專業(yè)知識(shí)，這門(mén)課的開(kāi)課時(shí)間較早，學(xué)生很難做到知識(shí)的積累和鋪墊;空間思維能力的培養(yǎng)需要時(shí)間的積累，但是傳統(tǒng)教學(xué)方法注重一味地傳輸知識(shí)，沒(méi)有考慮到學(xué)生是否理解，理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程不感興趣，覺(jué)得課程較為枯燥;學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，所學(xué)知識(shí)沒(méi)有得到訓(xùn)練強(qiáng)化，學(xué)了就忘;學(xué)生在機(jī)械制圖課程上實(shí)際學(xué)到的知識(shí)并不多，企業(yè)也反映出在校學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的表達(dá)不夠清楚準(zhǔn)確[3]。

在傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生畫(huà)圖過(guò)程一般是先觀察平面圖形，通過(guò)想象三維圖形來(lái)確定其在各個(gè)方向的投影，從而得到所需的二維圖形。這一過(guò)程對(duì)三維想象能力要求較高，那些三維想象力較差的學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力。而傳統(tǒng)教學(xué)方法受到各方面的制約，很難做到教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生缺少實(shí)踐機(jī)會(huì)，教學(xué)理論與所需能力的培養(yǎng)脫節(jié)，這不利于學(xué)生的發(fā)展。其他存在的問(wèn)題還有如下幾方面，首先，學(xué)生在學(xué)校所學(xué)到的知識(shí)與在工作中所用到的知識(shí)不符。在機(jī)械制圖課程教學(xué)中，繪圖是較為關(guān)鍵也是學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)教學(xué)任務(wù)。但在繪圖課程中，教師都是根據(jù)書(shū)本上的案例來(lái)進(jìn)行教學(xué)，沒(méi)有結(jié)合實(shí)際案例，沒(méi)有結(jié)合公司和企業(yè)對(duì)學(xué)生的要求。而在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖這門(mén)課的人員當(dāng)中，中等職業(yè)院校的學(xué)生占主要部分，他們畢業(yè)后一般都是在第一現(xiàn)場(chǎng)工作，其所要求的技能就是看圖紙，教學(xué)與應(yīng)用不匹配的教學(xué)模式使得他們?cè)趨⒓庸ぷ髦筮€不能很好地辨識(shí)圖紙，仍需要一段時(shí)間的實(shí)踐練習(xí)才能掌握這項(xiàng)基本技能，這種矛盾的教學(xué)方法非常不利于學(xué)生日后的發(fā)展。其次，在教學(xué)過(guò)程中，由于普通職業(yè)學(xué)校的學(xué)生在校學(xué)習(xí)時(shí)間受到限制，而制圖教學(xué)又是一門(mén)需要大篇幅講解學(xué)習(xí)的課程，教師為了達(dá)到教學(xué)效果就不得不占用較長(zhǎng)的教學(xué)時(shí)間，這導(dǎo)致制圖教學(xué)所占比重過(guò)大，學(xué)生其他專業(yè)性技能的學(xué)習(xí)受到一定的限制[4]，學(xué)生得不到全面的發(fā)展。而在工作中識(shí)圖是技術(shù)人員必備的重要技能之一，這項(xiàng)技能在學(xué)校如果得不到很好的培養(yǎng)，會(huì)嚴(yán)重影響學(xué)生日后的工作，而要想在工作中掌握這項(xiàng)技能也是非常耗費(fèi)時(shí)間的。再次，機(jī)械制圖教學(xué)效果不佳，還有一個(gè)重要原因是作為主力部隊(duì)的中職院校學(xué)生，他們的基礎(chǔ)較差，綜合素養(yǎng)不高，這導(dǎo)致他們最終只是學(xué)會(huì)了畫(huà)圖與識(shí)圖，很多專業(yè)知識(shí)點(diǎn)無(wú)法理解吸收。學(xué)校不能很好地培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的技術(shù)人才，沒(méi)有達(dá)到教學(xué)的根本要求[5]。

三、結(jié)合微課程和形象教學(xué)法的教學(xué)改革

（一）微課程教學(xué)方法

微課程指的是在較短的時(shí)間里，如10分鐘內(nèi)，針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明，它具有篇幅短小、教學(xué)目的明確等特點(diǎn)。微課程以視頻為載體，按照教學(xué)要求，圍繞某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)（可以是難點(diǎn)、疑點(diǎn)、較為精彩的課程案例）展開(kāi)講解。微課程以學(xué)生為中心，它不僅短小精悍，而且具備創(chuàng)意和新穎等特點(diǎn)，能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，帶動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)探索。教師從學(xué)生的需求出發(fā)，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)、疑點(diǎn)精心制作視頻，創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生感興趣、記得牢的學(xué)習(xí)氛圍[6]。

傳統(tǒng)教學(xué)一般會(huì)采用小組討論的方法，讓學(xué)生在討論中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而更好地幫助學(xué)生掌握這門(mén)課程。當(dāng)學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中碰到問(wèn)題時(shí)，如果教師及時(shí)回答學(xué)生的所有問(wèn)題，不僅非常浪費(fèi)時(shí)間，而且會(huì)有疏漏。如果把學(xué)生的問(wèn)題收集起來(lái)后再統(tǒng)一回答，又會(huì)錯(cuò)過(guò)最佳的解答時(shí)間，錯(cuò)過(guò)讓學(xué)生牢記知識(shí)點(diǎn)的機(jī)會(huì)。采用微課程就可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。教師在課前針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和疑點(diǎn)，做好相關(guān)視頻，通過(guò)各種社交軟件平臺(tái)將視頻發(fā)送到學(xué)生手中，由于微課程時(shí)間短，可以讓學(xué)生在其注意力最為集中的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生利用課余零散時(shí)間熟悉課程學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，而在課堂上遇到的問(wèn)題，也可以快速通過(guò)微課程進(jìn)行查詢。微課程給學(xué)生提供了找尋答案的機(jī)會(huì)，能充分調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。

微課程能夠運(yùn)用到機(jī)械制圖課程教學(xué)的各個(gè)方面，它憑借短小精悍的優(yōu)勢(shì)，能在課程新內(nèi)容的學(xué)習(xí)上和課程重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。將這兩個(gè)方面的知識(shí)制作成微課程，能極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，而且這些微課程還能夠不斷地傳承更新下去，不僅不會(huì)增加教師備課的負(fù)擔(dān)，還能讓教師授課變得更加高效。但是微課程的使用也對(duì)學(xué)生和教師提出了一系列的要求。首先，要培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)微課程進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和查疑的習(xí)慣，就要鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)視頻進(jìn)行討論以加深學(xué)生的印象。其次，學(xué)生要掌握微課程的使用技巧，養(yǎng)成收藏重難點(diǎn)微課程的習(xí)慣，方便自己溫習(xí)與復(fù)習(xí)[7-8]。機(jī)械制圖作為機(jī)具系統(tǒng)性的學(xué)科，學(xué)習(xí)過(guò)程需要循序漸進(jìn)，學(xué)生可以在自己遺忘之際，反復(fù)觀看相關(guān)微課，系統(tǒng)地掌握這門(mén)學(xué)科。微課程要有創(chuàng)意，要能抓住學(xué)生的眼球。教師在制作微課程的時(shí)候，錄制要更為清晰、專業(yè)和美觀。不能為了制作微課，就不注意微課創(chuàng)新性意識(shí)的傳播，在具體的教學(xué)過(guò)程中，也不能忽略課堂上的重難點(diǎn)知識(shí)[9]。

（二）形象教學(xué)方法

形象教學(xué)法作為一套摸索多年并且效果顯著的教學(xué)方法，它將枯燥的理論知識(shí)通過(guò)生動(dòng)的圖像、實(shí)體展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容更加感興趣。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行空間的想象，建立從二維到三維的虛擬圖像，這對(duì)于空間思維能力較差的學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常困難的[10]。利用多媒體教學(xué)時(shí)，也只是利用圖片等形式將三維信息展示給學(xué)生，將答案灌輸給學(xué)生，學(xué)生的空間想象能力還是得不到很好的鍛煉。而形象教學(xué)法利用從實(shí)體或三維圖像到二維圖紙轉(zhuǎn)換的方法，更加符合從具體到形象的認(rèn)知規(guī)律，能讓學(xué)生形象具體地感受到教學(xué)內(nèi)容，更好地接受教師所傳授的知識(shí)，學(xué)生在這種學(xué)習(xí)環(huán)境下能有效提高對(duì)知識(shí)的掌握程度。利用Pro/ENGINEER、Solidwirks、AutoCAD等軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的建模教學(xué)，將復(fù)雜物體的成型過(guò)程形象直觀地表現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生更加容易理解，這有利于學(xué)生更好地去想象，讓機(jī)械制圖這門(mén)課程成為一門(mén)學(xué)生感興趣、有探索欲望的課程[11-13]。

形象教學(xué)法利用各種軟件進(jìn)行三維建模，能讓學(xué)生更直觀的學(xué)習(xí)和理解制圖課教學(xué)中的復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)。一是對(duì)基本體形成一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。所謂基本體即為通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、鏡像、引導(dǎo)等方法形成的較為簡(jiǎn)單的三維實(shí)體，一般為簡(jiǎn)單的零件，這就可以讓學(xué)生對(duì)三維實(shí)體建模有一個(gè)基本的概念。再通過(guò)在簡(jiǎn)單零件上加入面的概念，讓學(xué)生學(xué)習(xí)從體到面的形成方式，并幫助學(xué)生建立從實(shí)體點(diǎn)到投影面點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，降低制圖、識(shí)圖中的抽象性，方便學(xué)生觀察體-面對(duì)應(yīng)關(guān)系，總結(jié)出三視圖中各個(gè)視圖的繪畫(huà)方式及它們之間對(duì)應(yīng)的關(guān)系。二是很多課程教學(xué)中的難點(diǎn)都能有更好地學(xué)習(xí)辦法，如截面投影、相貫線等復(fù)雜難題，通過(guò)三維建模軟件強(qiáng)大的平面截取功能能夠很好地表現(xiàn)出來(lái)，在各個(gè)層次的截圖幫助下，學(xué)生對(duì)三維實(shí)體會(huì)有一個(gè)更好的理解。三是從線到面、從面到體層次清晰地表現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生更好地理解三維復(fù)雜實(shí)體建模。先以一個(gè)面為基準(zhǔn)建立平面圖形，再到三維實(shí)體，然后找到實(shí)體上的對(duì)應(yīng)面，并以此為基準(zhǔn)，進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)體建模，培養(yǎng)學(xué)生三維實(shí)體建模的空間想象能力[14]。

（三）實(shí)際教學(xué)中的結(jié)合應(yīng)用和效果

通過(guò)結(jié)合微課程與形象教學(xué)法的機(jī)械制圖課程教學(xué)方法，針對(duì)教學(xué)中的新知識(shí)點(diǎn)和重難點(diǎn)知識(shí)制作創(chuàng)意性十足的微課程，配合制定的獎(jiǎng)懲機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)微課程上的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，讓學(xué)生在課前利用課余時(shí)間對(duì)課程有一定的了解。在課程的教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)各種制圖建模軟件，結(jié)合三維圖像和實(shí)體對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，進(jìn)一步鞏固學(xué)生通過(guò)微課程學(xué)到的知識(shí);利用三維建模，幫助學(xué)生理解機(jī)械制圖課程學(xué)習(xí)中的各種復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合企業(yè)新型案例對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)。由于三維視圖的形成、平面截圖的獲取、尺寸標(biāo)注等實(shí)現(xiàn)更加便利，學(xué)生也能通過(guò)微課程來(lái)解答疑惑，這些都大大節(jié)省了教師的時(shí)間，使得教師可以脫離課本，講解更多的企業(yè)實(shí)際案例。三維圖像建模層次清晰，對(duì)學(xué)生制圖、識(shí)圖能力的培養(yǎng)都十分有利，特別是由面到體的、體與面的直觀對(duì)應(yīng)，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力十分有利。課余時(shí)間學(xué)生即可以通過(guò)微課程進(jìn)行系統(tǒng)性的知識(shí)溫習(xí)整理，學(xué)到如何利用創(chuàng)新思維去解決問(wèn)題，又能結(jié)合制圖軟件鍛煉動(dòng)手能力，運(yùn)用在課堂上所學(xué)到的知識(shí)。這種教學(xué)方法給學(xué)生提供了一個(gè)很好的解決問(wèn)題的途徑，課堂上生動(dòng)形象的教學(xué)方式極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極地探索，對(duì)機(jī)械制圖知識(shí)有了較為全面的掌握，這種教學(xué)方法也給教師營(yíng)造了一個(gè)和諧的教學(xué)氛圍。結(jié)合實(shí)際案例的教學(xué)，讓學(xué)生無(wú)論是在制圖、識(shí)圖，還是在三維圖像識(shí)別、制作上都有較大的提升，不僅如此，學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)也得到了提高，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與能力。

四、結(jié)論

為了更好地適應(yīng)社會(huì)的需求，培養(yǎng)更優(yōu)秀的人才，針對(duì)機(jī)械制圖課程的教學(xué)改革一直在進(jìn)行。本文提出了結(jié)合微課程和形象教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法，克服了在課程教學(xué)中普遍存在的知識(shí)點(diǎn)量太大、學(xué)生覺(jué)得枯燥學(xué)習(xí)困難、教學(xué)與實(shí)踐脫離等問(wèn)題，借用短小精悍的視頻講解和生動(dòng)形象的三維模型建立分析，幫助學(xué)生更好地獲取知識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的主動(dòng)探索精神。結(jié)合企業(yè)的實(shí)例教學(xué)，能讓學(xué)生更好地適應(yīng)日后的工作，有利于培養(yǎng)社會(huì)所需的具備創(chuàng)新意識(shí)的機(jī)械專業(yè)人才。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 張?jiān)?機(jī)械CAD與機(jī)械制圖一體化教學(xué)模式分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（1）：254-255.

[2] 陳軍.機(jī)械專業(yè)《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革探索[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（23）：133.

[3] 蔄靖宇.機(jī)械制圖教學(xué)實(shí)踐與探索[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2018（12）：55-56.

[4] 謝元敏，寧利川，肖立，等.基于新多媒體基礎(chǔ)的機(jī)械制圖改革[J].大學(xué)教育，2018（12）：45-48.

[5] 寧利川，謝元敏，肖立，等.基于應(yīng)用型汽車人才培養(yǎng)的“機(jī)械制圖”教學(xué)改革研究[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2018（11）：17-19.

[6] 張雪.淺析中職機(jī)械制圖課程信息化教學(xué)的應(yīng)用[J].職業(yè)，2018（10）：88-89.

[7] 張文波.微課在高等職業(yè)教育“機(jī)械制圖”教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（12）：314-315.

[8] 鄭愛(ài)云，劉偉民，盧廣順，等.形象教學(xué)法在機(jī)械制圖教學(xué)改革中的應(yīng)用探討[J].大學(xué)教育，2016（6）：119-120.

[9] 楊道龍，邢邦圣，王繁生，等.機(jī)械制圖本科教學(xué)探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（21）：219-220.

[10] 牛瑞利，羅玉梅，郭光立.“機(jī)械制圖”課程改革的研究與實(shí)踐[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，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(zé)任編輯：陳 明]