一流课程建设背景下机械制图教学改革与实践

摘  要：针对当前机械制图教学存在的课程内容固化、实践环节薄弱及考核方式单一等问题，从课程体系、平台建设、实践融合、教学方法和考核方式等方面提出具体改革举措并付诸实践。课程内容上，重新设计适合于新时代人才培养计划的课程体系；教学方法上，降低教师的主导地位，突出学生的自主性；考核方式上，强化过程管理，创新考核方式，突出实践性与创新性比重。通过一系列的课程改革，实现学生成绩有提升、课外竞赛有实力、创新实践有基础的明显成效，探索出一种“实践先行、总结理论、指导实践”的复合型人才培养模式，极大地促进机械制图课程教学质量提升，为一流课程建设奠定坚实基础，服务于普通高校复合型人才培养需求。

关键词：一流课程建设；机械制图；课程体系；教学改革；复合型人才培养模式

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）22-0137-04

Abstract： In view of the existing problems such as that the course content is solidified， the practice link is weak and the examination way is single in teaching of Mechanical Drawing， a definite reform plan is formulated by the aspects of the course system， platform construction， practice integration， teaching and test methods and puts them into practice. The course content system is redesigned to be suitable for the talent training plan of the new era. In terms of teaching methods， the dominant position of teachers is reduced and the autonomy of students is emphasized. As well as the assessment method， the process management is enhanced， and the assessment method is innovated. The position of practicality and innovation is more prominent. Through a series of curriculum reform， the improvement of student's grades， strength extracurricular competitions and innovation practice can be realized. A training mode of "practice first， summarizing theory and guiding practice" for cultivation of compound talents has been explored through a series of curriculum reforms， which greatly promoted the improvement of the teaching quality and served the need of talent training in ordinary colleges.

Keywords： first-class curriculum construction; Mechanical Drawing; curriculum system; teaching reform; training model of compound talents

基金项目：山西省高等学校教学改革创新项目“一流课程建设背景下机械制图课程教学改革研究”（J2021156）；太原理工大学教育教学改革创新项目“思政元素寓于《工程制图》课程的内容体系延续性改革研究”（TLJ2021098）

第一作者简介：黄永贵（1987-），男，汉族，河南信阳人，博士，讲师。研究方向为图学教育、激光增材制造技术。

*通信作者：梁国星（1974-），男，汉族，山西忻州人，博士，教授，教研室主任。研究方向为精密切磨削加工。

制图类课程是理工科院校相关专业的一门重要技术基础课，主要研究绘制和阅读工程图样的理论与技术，普遍应用于工程领域制造信息的表达和传递，在技术与管理工作中有着广泛的应用，具有很强的实践性和应用性[1]，对培养逻辑思维和激发创新潜力有重要影响。机械类专业作为理工科院校的标志性专业，机械制图既是其一门单设课程，也贯穿于整个培养计划中很多专业课程的学习中，此外，其内容体系还可进一步辐射到近机类专业，为理工科学生专业能力提升和严谨细致态度培养提供有力支撑。因此，在一流专业、一流课程建设背景下，如何发挥机械制图作为机械专业先修课的重要作用，充分支撑毕业要求指标点的达成，是众多机械制图类课程建设面临的问题[2]。

我国高校自20世纪50年代引入工程制图类课程后[3]，诸多图学工作者结合课程教学中凸显的问题先后进行了一系列的课程改革[4]，助推了制图类课程的发展，并形成了较为完善的课程体系。但随着近年来大学由精英教育向大众教育的转变，传统课程体系在内容编排、教学方法、考核手段等方面整体变动很小，课堂教学滞后于业界对大学生的期望[5]，更严重落后于新兴技术发展态势，尤其在面临“卡脖子”的尖端技术革新对复合型创新性人才的需求时，课程的适应性更显不足。因此，课程体系的深入改革仍是当前图学工作者要重点开展的工作。

一  课程建设现状

（一）  课程内容固化，滞后于业界新技术

传统机械制图教材没有对培养对象做出明确的区分，因而无法体现各自的特点，在内容编排上普遍是先介绍国家标准的基本规定，这项枯燥的内容无法在一开始提起学生的浓厚兴趣，甚至使学生产生厌学情绪，更影响到后续内容的学习；其次，由点到线再到面的投影基础理论部分，虽然是为后续形体学习奠定基础的必备知识，但因具有较强的理论性，学生难以与实际相联系，因此学习起来感到晦涩难懂，以致失去学习制图的信心；第三，在基本形体学习中，注重强调形体交线的取点画法，而弱化交线自然形成的本质，单纯从理论高度来解释自然现象，无法获得较好的传授效果；第四，在零部件及装配图学习中，其表达仅停留在课堂上，没有注重与企业实际设计制造过程联系一体，忽略了实践的指导作用[6]。

（二）  课程实践薄弱，与培养目标不相符

培养学生的创新能力和解决实际问题的能力，实践教学必不可少，也是复合型人才培养过程的重要环节[7]。因此，培养复合型人才要兼顾“应用”与“创新”，必须协调好实践与理论的统一性，强化实践环节在课程内容中的重要性，走由实践总结理论、再应用于实践的道路。认知实践、手工绘图实践、上机实践及测绘实践等是制图课程的重要环节，也是培养学生学习兴趣的有效手段，然而在当前人才培养大背景下，总课时压缩导致制图课程课时削减后，难以做到理论与实践的兼顾统一。

（三）  考核方式单一，与素质教育相背离

考核是对学生学习结果的一种反馈，在一定程度上体现了学生对所学知识的理解运用水平。实践教学是复合型人才培养的必修环节，实践环节考核是课程全面考核体系的重要组成部分，且不同的实践环节侧重各不相同，其评价方法也应差异化体现。然而目前仍多沿袭纸卷分数为主、平时成绩为辅的考核方式，使理论知识考核占到总评成绩的80%～90%，尽管平时成绩也包含了一定的实践内容，但难以凸显其重要性，导致实践环节成为简单的机械性重复，难以吸引学生独立思考，失去了实践环节的意义[8]。其结果是过程评价的意义被忽略，不利于大学生的综合素质评价[9]，与当前大力推行的素质教育大相庭径。

综上所述，当前的机械制图课程在实际应用中还存在着诸如课程内容与培养计划不相符、理论与实践不统一、考核方式与教育理念相背离，以及课堂教学方法传统单一等问题。为了使课程教学适应一流课程建设背景下的现代教育发展，对现阶段机械制图课程存在的上述问题进行全面深入的改革并付诸实践势在必行。

二  课程改革探索

近年来，太原理工大学持续在“双一流”建设上发力，在本科生人才培养方面实施了一系列改革举措，基层教研室围绕学校办学定位和人才培养目标，积极开展教研、加强课程建设、实施改革探索，为学校“双一流”建设添柴加薪。工程图学教研室承担着全校52个理工科专业160余个班级的制图类课程教学任务，近年来，教研室积极推进教学改革，尤其在机械类专业制图课程教研方面，以创新型人才培养为目标，以一流课程建设为载体，做出了一系列的改革举措。

（一）  课程内容体系创新重构

针对现有教材编写普遍存在的“课程内容固化，滞后于业界新技术”这一问题，探索适用于复合型人才培养的机械制图课程内容体系，解决当前高校毕业生的知识结构与行业需求不匹配、培养的人才不适应高新技术发展需求这一突出矛盾。如图1所示，首先从形体入手，通过三维造型设计展现不同类型基本体、组合体及典型零部件的结构，重点培养形象思维能力；然后回归教材将其与立体的投影表达相结合，继而将计算机绘图融入工程图样绘制；由立体分解出面，继而到线再到点，通过自然过渡形成投影理论基础，逐步探索建立自上而下的学习方法；在学习过程中按照国家标准的基本规定，潜移默化地培养学生贯彻标准的工程意识；将三维造型与二维绘图、3D扫描与打印融入课程内容体系，在实践环节将课程学习中遇到的典型零件进行建模及3D打印，熟悉零部件成形过程，以解决复杂形体空间想象难以及无法判断想象结果是否正确的问题，帮助学生正确理解视图，提高空间想象的准确率。通过实际观察进一步培养学生工程概念，找到与理论基础的紧密联系，也为实践环节提供保障。

图1  机械制图创新教育课程体系

（二）  探索理论实践融合教学方法

针对复合型人才培养的实践性和创新性强这一特点，从课程的理论与实践协调统一方面开展了探索研究。首先，根据新的培养计划确立实践性环节占课程教学课时数的比重，进一步向实践性环节倾斜。其次，改变掌握大量理论的基础上再开展实践环节的常规安排，力求实践先行、结合理论、二次实践的教学安排。如零部件表达部分的学习先在工厂参观实践，在轻松有趣的氛围下了解零部件的表达方法，然后带着“为什么采用这样的表达方案”等问题回归课堂，学习零部件表达方案，通过给定常用零部件实体，各自采用自己的方案进行表达并交流自己的心得体会。最后，将计算机二、三维绘图分别融入到投影理论与立体表达部分的学习中，训练计算机绘图能力。通过运用先进的多媒体教学手段，将静止抽象的结构图例设计成动态的三维形体进行演练，将零部件的制造方法及工作过程视频穿插到课堂讲解中，激发学生学习兴趣和课堂参与积极性，增强学生独立分析问题和解决问题的能力。

（三）  实施全程量化考核评价

为全面客观地反映学生的综合素质和能力，有利于复合型人才的培养，改原来单一纸卷结课考试为全程动态考核形式，以加强对全学习周期的动态考核和评价，具体内容如图2所示。首先，在考核内容上强调实践环节的比重，突出实践环节的重要性，体现立体投影在纸卷中的重要地位，将投影理论基础部分体现在形体表达中来考查；其次，强化过程管理的重要性，将平时作业、上课出勤、课堂表现等学习过程体现在平时成绩中，增强考核的科学性；第三，考核形式上试行面试方案及分组考核方式，兼顾个人能力与团队协作能力的考察，并设置具体量化指标。针对实践环节表现突出的学生，给予面试考核的机会，在考前组成面试考核小组，对面试考核合格学生免笔试，不合格学生再参加笔试取得成绩。为了充分体现考试的公平性，在纸卷考题命制上邀请同类院校专业教师命题，既有利于实现考教分离方案探索实施，又利于避免不同层次学校教师出题存在的偏差等问题。