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摘要：《机械制图》在高校机械及工程类基础课程中占有重要地位，对学生深入学习后续高等教育专业课程具有重要影响。现阶段的教育方法主要以多媒体演示教学，学生绘图作业为主。由于本课程的知识点较多，学习过程中需要一定的工程技术知识基础，学生不易形成统一和稳定的知识脉络。本文针对《机械制图》现有的教学模式和方法进行分析，借鉴新工科工程教育理念进行课程建设研究。结合课程建设，探究新工科工程教学模式下的教学改革与教学验证，并在教学过程中不断反思和改进，提高教学质量。形成以学生为主体，信息技术多维融合的高效机械制图课堂，提升教学效率及课堂教学效果。
关键词：机械制图；工程教育；课程建设
本文引用格式：张立峰，等.新工科工程教育模式下的机械制图课程建设探究[J].教育现代化,2020,7(41):128-130.
Research on the Construction of Mechanical Drawing Course under the New Engineering Education Mode
ZHANG Li-feng,WANG Tao,TANG Jie,WU Jun,ZHOU Rui
(College of Aeronautical Engineering,Civil Aviation University of China,Tianjin)
Abstract:Mechanical drawing plays an important role in the basic courses of machinery and engineering in colleges and universities,which has an important impact on students'in-depth study of the follow-up courses of higher education.At present,the teaching methods are mainly multimedia demonstration teaching and students'drawing homework.As there are many knowledge points in this course,a certain foundation of engineering technology knowledge is needed in the learning process,so it is not easy for students to form a unified and stable knowledge vein.In this paper,the existing teaching mode and method of mechanical drawing are analyzed,and the curriculum construction is studied with reference to the new engineering education concept.Combined with the course construction,this paper explores the teaching reform and teaching verification under the new engineering teaching mode,and constantly reflects and improves in the teaching process to improve the teaching quality.Form an efficient mechanical drawing class with students as the main body and multi-dimensional integration of information technology to improve teaching efficiency and classroom teaching effect.
Key words:Mechanical drawing;Engineering education;Curriculum construction
一 引言
高等教育的发展水平是一个国家综合发展水平乃至发展潜力的重要标志。目前世界范围内的新一轮科技革命和产业变革正在加速进行，综合国力的竞争愈加激烈。工程教育与产业发展紧密联系、并相互支撑[1,2]。为推动工程教育改革创新，目前全国已有多家高等院校加入其中。为共同应对新一轮工业革命的挑战，“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”的新工科三部曲开启了工程教育改革的新征程[3,4]。2017年以来，国家教育部积极推进新工科的建设，全力探索新工科实施方案，形成领跑全球工程教育的教学模式，助力高等教育强国建设，同时为我国产业发展和国际竞争提供科学和人才支撑。
二 机械制图课程概况及问题分析
《机械制图》是高校工科专业重要的专业基础课程，主要培养学生机械制图、识图及国家机械标准的应用能力[5]。制图课程要求学生具有一定的空间想象能力，同时能够进行机械图纸识读和正确绘制。此外，课程学习中要贯彻国家标准意识，对机械图样中的相关技术要求、外观尺寸等能够理解并进行标记，是一门理论性与实践性较强的课程[6,7]。
（一）我校机械制图课程概况
《机械制图》是中国民航大学本科近机械类专业的重要基础课程，课程的授课对象为飞行器制造工程、飞行器动力工程、工业设计、机械电子工程等专业。课程安排在大学生一年级,下启《机械设计基础》、《机械制造基础》、《互换性与测量技术》等专业课程。《机械制图》在本科课程教学中占据重要地位，是重要的专业基础课，通过课程学习可以使学生具备机械制图、识图能力，掌握一定的国家标准。
《机械制图》课程教学中采用杨惠英主编版本《机械制图》（清华大学出版社）的教材。此外，中国民航大学现在《机械制图》教学师资中，正高级占22%，副高级占22%，中级职称的教师占56%。此外，35岁以上的教师占44%。《机械制图》课程在中国民航大学的课程设置中分为《机械制图1》和《机械制图2》两部分。其中《机械制图1》为制图原理及基础部分，涵盖知识点：正投影、基本体投影、截交线、相贯线、叠加式组合体、挖切式组合体、断面图、尺寸标注等相关内容。而《机械制图2》知识点更为分散，包含：螺纹、螺纹紧固件、机械常用件及标准件、零件图、零件图的技术要求、装配图等知识点。《机械制图》上下册分别为46学时，其中，《机械制图2》包含8学时实验上机课时。
（二）我校机械制图课程教学存在问题现状
《机械制图》是一门技术基础课，在教学计划中起着承前启后的作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。通过本课程的讲授，且历年的课堂表现及试卷分析呈现显著问题。对课程现状及其改进构思是机械制图课程改革建设的第一步，图1为机械制图课程改革基本思路方案图。
首先对机械制图课堂教学现状及教学效果进行分析，教学中发现，课程教学主要存在以下问题，并可作出相应改进。
1.学生学习态度不高，少部分同学空间想象能力稍差，学习兴趣不高，没有养成良好的学习习惯。此外部分学生自我约束能力较差，在学习过程中未能及时的完成学习任务，造成学习成绩较差甚至不及格。
2.学生细节知识掌握不扎实。《机械制图1》中剖视图、组合体，《机械制图2》中零件图、装配图等内容学生存在知识点混淆、作题步骤及线型混乱等问题，造成部分学生失误丢分。
3.学生的工程应用能力较差，期末考试制图中存在错误及不规范现象较多。此外，在后续课程设计及工程实践中均发现机械制图的各种不规范问题。
4.教学中仅靠多媒体幻灯片和三维软件教学造成学生学习积极性不高，甚至“厌烦”课程。
三 基于新工科理念的《机械制图》课程改进探索
以上中国民航大学《机械制图》教学模式现状分析可以作为CDIO模式的构思准备阶段，以此为基础，构建教学改革及建设实施阶段。图1为机械制图课程改革基本思路方案图，课程改革过程可以分为四个阶段，具体包含：课程现状及改进构思、教学改革设计、具体建设实施、运行效果及评价等模块。
（一）提高学生的工程应用及综合创新能力
机械制图课程旨在提高学生的空间想象能力，同时具备机械制图、识图及国家机械标准的应用能力。因此，制图教育工作者在展开课程教学时，需要有效地提高学生的工程应用能力，启发学生从工程实践图样和实际问题中落实制图国家标准，促进学生综合创新能力的提升。
（二）建立扎实的机械制图理论基础
制图投影规律、形体分析法、线面分析法是贯彻机械制图课程始终的学习方法，教师应当熟练应用并引导学生掌握投影知识基础，从简单到复杂处理机械图纸，并时刻把握学生的积极性，避免在机械制图教学过程中出现“一言堂”和“枯燥课堂”。
（三）培养分析、解决问题的能力
机械制图课程知识点较分散，学生不易形成统一的知识体系。因此，在教学过程中，制图教师要培养学生分析问题的能力。比如，在制图知识基础和识图制图模块的学习过程中，教师要引导学生逐步掌握对实际图样从平面图形还原至立体图形的分析过程。通过典型工程制图实例的分析和教学，逐步锻炼学生分析问题，解决问题的能力。
（四）培养学生的工程应用及综合创新能力
以提高学生的工程应用与综合创新能力为目标，合理安排机械制图课程的内容结构。教学过程中，使用国际通用机械制图软件Autocad和Solidworks等作为辅助教学工具贯穿整个机械制图教学过程。
此外，在教学过程中，拓展机械材料、机械设计、机械加工、零件技术检测和机械装配等制图相关工程知识，从而使课程内容和知识点有机结合。提高学生的工程运用能力，避免出现学完课程而不知如何使用以及机械制图过程中的各种不规范等现象。
四 机械制图课程改革效果验证
为提升学生的工程运用与综合创新能力，需对机械制图中的教学知识点进行拆解与归类，探究每个知识点模块教学最佳的教学方法和教学手段。在实例选择、教案设计、PPT课件、课前引入、课后答疑以及课堂具体教学过程中采用启发式教学模式，引导学生积极主动思考，分析问题，解决问题，充分发挥学生在制图学习过程中的主体作用。同时根据机械制图各章节的特点，灵活的采用不同的教学手段。
教学成绩的提升和学生工程实践能力的提高是验证机械制图课程教学改革效果的主要方法。图2为《机械制图》课程各学年及格率情况图，图中看出，采用教学方法改革后，学生的及格率得到提升，《机械制图1》和《机械制图2》课程教学效果都得到改善，因此，以上针对机械制图课程的改革实践是有效的。
五结论
综上所述，基于新工科理念建设高校机械制图课堂具备可行性。新工科教育模式下，传统教学方法可与新工科课堂教学优势互补，从而形成精品机械制图课堂。此外，教学改革可以极大的完善制图课堂，利用多种技术融合的立体化教案更适合现代教学。而多种教育模式和技术助力下的机械制图课堂不仅可以提高教学效果，同时对高校学生综合创新能力的培养也具有极大的应用优势。
课程建设是一项系统工程，将新工科理念融入高校机械制图课堂是一个复杂的过程，涉及到高校教学改革、教学技术、高等教育和管理等多个方向。新工科工程教育模式下，高校制图教师必须不断的更新教育观念，提升自身现代化教学技术的应用水平，改革和优化机械制图教学。结合新工科理念，构建并创新教学模式，完善教学管理和评价，才能满足国家的行业发展需求，实现新工科教育与机械制图课堂的深度融合，激发和提升学生的工程理念和认知，提高工程教育水平。
参考文献
[1]冯志辉,陈杰.基于CAD技术以“掌握”为目标的机械制图教学改革研究与实践[J].智库时代,2019(46):192-193.
[2]王庆阳.基于多媒体下的机械制图与CAD教学方法探讨[J].课程教育研究,2019(46):57-58.
[3]张攀.信息化时代机械制图数字化教学资源建设与应用研究[J].课程教育研究,2019(43):255.
[4]马志艳,和文云,赵国宏,等.CDIO工程教学理念在机械制图教学上的运用[J].教育现代化,2019,6(79):289-290.
[5]李杞超,李华,冯金龙.机械制图课程教学改革思考与建议[J].教育现代化,2019,6(76):76-77.
[6]尧海祥,胡小平,聂晓庆.《机械制图》理实一体化教学模式探究[J].科技风,2019(23):40.
[7]宇晓明,张斌,胡朝斌,等.“机械制图”金课式课程体系研究与实践路径[J].教育现代化,2019,6(65):108-110.
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