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制图类课程群建设的探索与实践

范文

张静赵涛郝龙

摘要：结合我校培养应用技术型人才的特点，面向机械设计制造及其自动化专业本科生，建设制图类课程群。制图类课程群应该以培养学生制图能力、设计能力和创新能力为目标，建设制图类课程群体系;明确每一门课程在课程体系中的定位和任务;找出不同课程间的内在知识和逻辑关联;明确课程与能力培养之间的对应关系，科学设定每一门课程的教学目标。从而，优化课程结构和教学内容，形成教、学、实践一体的教学模式。

关键词：制图类课程群;课程体系;教学目标;教学模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.201

0 引言

制图类、设计类课程是高等院校机械设计制造及其自动化专业普遍开设的重要的专业课程，也是实践性很强的能力培养课程，在课程体系中具有十分重要的地位。制图类课程旨在教会学生阅读、绘制工程图样的基本原理和方法，培养学生空间思维能力、构形设计能力、工程表达能力等，并使学生掌握制图相关的国家和行业标准[1];设计类课程则是制图类课程在一个方向的延伸，其目的是使学生树立正确的设计思想，掌握机械设计的一般方法和步骤，提高学生的工程设计能力和创新能力。制图是基础，设计是手段，创新是目标，这三方面能力是一名机械工程师最核心的专业能力，这三方面能力的培养对本科学生成为一名优秀的工程技术人员至关重要[2]。

1 制图类课程群建设与研究分析

1.1 制图类课程群的建立

以我校机械设计制造及其自动化专业2016级人才培养方案为例，画出机械设计制造及其自动化专业课程关系图（如图1所示）。明确了各个学期课程，并用颜色区分课程性质，橙色-公共基础课，蓝色-专业基础课，粉色-专业方向课，黄色-专业选修课，绿色-集中实践环节。

从图1中，找出培养学生制图、设计、创新能力的制图类课程和设计类课程。制图类课程包括《机械制图》、《装配体测绘实训》、《AutoCAD机械制图实训》、《CAD/CAM软件实训》等;与制图类课程联系紧密的设计实践课程有《机械设计课程设计》[3]等。

两类课程包含的课程数量较多，共同特点是都需要学生制图，前者是学习制图方法，后者是应用专业知识和制图进行设计，最终出设计图。将两类课程合称为“制图类”课程群，因此，确定以上6门课作为制图类课程群的研究对象。

1.2 现有课程体系中存在的问题

从培养学生的目标出发，发现现有制图类课程体系中存在一些问题需要改进，主要问题有以下几点。

（1）课程、能力定位不明。制图类课程数量较多，但因其都需要绘图（建模），因此不同课程间教学手段比较相似，教学目标部分重叠，课程在课程体系中的定位不清，课程与能力培养之间的关联不明，没有一条明确的教学主线贯穿相关课程，学生学习效率较低。

（2）课程间缺乏内在联系。目前，制图类课程群中《机械制图》、《机械设计课程设计》、《CAD/CAM软件实训》课程已经进行了或正在进行重点课程建设工作，但所有课程都是在各自独立进行改革，从未真正探讨过不同课程间内在知识的逻辑联系，这就导致课程內容重叠或无连贯衔接，课程对能力培养的递进层次不清晰。

（3）教学内容传统、教学方法单一。制图类课程整体来看内容传统，很多课程的教学尚未依据我校应用型转型发展的新形势做出对应调整，仍然侧重于知识的讲授和考试，教学方法与考核方式单一，已很难满足学生应用能力和创新能力培养的需求。

2 研究思路及主要研究方法

2.1 明确课程定位

首先，将相关能力的提升科学地划分为“学习-练习-设计-创新”四个阶段，分析制图类课程群中每一门课程与能力培养之间的对应关系，如表1所示。

研究课程群中每门课程教学内容间的逻辑关联，设定每门课程的教学目标，将课程分类归属到不同能力提升阶段中，合理地进行教学安排，确定每门课程在教学体系中的角色及任务，即明确课程定位。

2.2 以减速器为主线，明确整个课程群的建设和改革

根据课程群中课程定位的不同，进一步开展课程建设与改革工作，以知识和技能的连贯性教授为目标，对课程群中全部课程的教学内容、教学方式进行调整，以实现不同课程间相互配合，层层递进的效果，避免出现课程间知识点重叠或缺乏连贯性的情况。同时增加大作业、习题、实际操作、答辩等多种考核形式，由知识型考核向能力型考核过渡。

以工业生产中常见的减速器为主线，贯穿整个课程群[4]，其中《机械制图》是理论基础，以减速器中零件的剖视图、断面图、放大图等为案例，讲授制图的基本知识和技能——学习阶段;《装配体测绘实训》通过测绘一级减速器并进行手工绘图，对制图理论知识进行实践——练习阶段;《AutoCAD机械制图实训》在学生有一定手工绘图能力的基础上，用计算机进行减速器二维零件图和装配图的绘制，锻炼学生的二维制图能力——练习阶段;《机械设计课程设计》培养学生应用所学手工制图、二维制图和机械设计的理论知识对二级减速器进行综合设计的能力——设计阶段;《CAD/CAM软件实训》要求学生用计算机设计减速器三维零件图和装配图，并进行运动仿真，分析校核设计结果——设计+创新阶段;《机械制造课程设计》培养学生应用所学手工制图、二维制图和机械制造的知识对二级减速器中零件加工需要的夹具进行综合设计——设计+创新阶段。

2.3 课程体系中各课程的具体改革工作

（1）对《机械制图》课程教材进行改编。依据课程体系的研究、课程群建设、课程改革的要求，编写并出版一部适合于我校学生使用的《机械制图》课程教材，同时改编《机械制图》实验指导书。在理论课程中加入减速器元素，比如在齿轮那一章节，引入减速机内部结构图，便于学生初步认识齿轮的用途。在零件图那一章节，加入减速器的相关零件的零件图。为后续《装配体测绘实训》和《机械设计课程设计》中减速器的绘制打下基础。

（2）添加《装配体测绘实训》课程。添加《装配体测绘实训》课程，选择对一级圆柱齿轮减速器进行测绘的教材，购买一级圆柱齿轮减速器设备，并编写32课时的教学大纲。该课程培养学生测绘能力和手工制图能力，在《机械制图》和《机械设计课程设计》两门课程之间，起到承上启下的作用。保留《机械设计课程设计》二级圆柱齿轮减速器的内容。

（3）《机械设计课程设计》课程改革。将《机械设计实验》中的减速器拆卸实验、减速器测绘实验、轴系结构设计实验贯穿于整个课程设计过程中，以便培养出理论联系实际的设计思想，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识[5]。另外，首堂课进行任务分配，采取任务驱动的现代教学模式，积极引导学生独立思考、乐于实践。

（4）《CAD/CAM软件实训》课程改革。在建模阶段，练习轴和齿轮的建模。在工程图练习中，给学生提供轴的零件图练习，学生自己进行零件图的建模，然后导出工程图，并进行标注。在运动仿真阶段，提供减速器的零件实体模型，让学生练习装配和运动仿真。

在教学考核方面，转变半开放式考核，以前是给学生提供图形，让学生照着画图的形式，改革后，是提供曲柄滑块机构的数据要求，提高学生设计能力。

2.4 加强师资队伍建设，提升青年教师教育教学能力

对青年教师进行重点培养和锻炼，如鼓励教师参与企业实践锻炼，承担课改任务，参与教改项目，编写出版教材，为其提供教育部高校教师网络培训机会等，努力打造一支专业技术优良的教师队伍。

2.5 检验教学效果

经过2017～2018学年和2018～2019学年，将各项研究成果付诸于实践，在实际教学中检验项目成果，包括教材的应用、改革后课程的教学实施、新考核方式的应用等。经验证，学生的主动性更强，上课听课率明显提高，学生对于系统设计机构的能力提升很快，接受起来更容易，能达到预期的良好效果证明了改革的工作的必要性。

3 总结

（1）以减速器为主线，建立了制图类课程群。明确每门课程的定位，增强课程间知识与能力的衔接，提高教学效果，减少教学资源的浪费。

（2）提出了“能力提升的四个阶段”。将不同课程归属到不同能力阶段，以此来确立每门课程的任务、目标，进而确定每门课程的教学内容和方式。“处于什么阶段——承担什么任务——采用什么方法——讲授什么内容”这样的课程改革思路，使得课程改革更合理，教学安排更科学，能力提升更显著。

（3）提出课改应由“知识的讲授与考试”向“能力的培养与考察”转变。摒弃制图类课程“一门课程、独立讲授”的传统教学方式，提出理论与实训相结合，逐年逐步提升学生应用型能力的设想，同时改革考核机制，设立多种考核渠道，使得课程成绩真正体现学生的应用技术能力。

（4）优化了课程结构和教学内容，形成教、学、实践一体的教学模式，并将此教学模式用于实际教学，教学效果提升较明显。

参考文献：

[1]童秉枢等.10年来我国工程图学教学改革中的问题、认识与成果[J].工程图学学报，2008（04）.

[2]罗云霞.三维设计能力培养的系列课程改革与探索[J].机械设计，2018，35（S2）：11-13.

[3]唐劍兵.机械设计课程群建设的探索与实践[J].机械设计，2018，35（S2）：319-320.

[4]韦鸿钰等.基于课程群的工科专业制图能力培养[J].现代农业装备，2014（04）.

[5]任金波等.机械设计课程群多层次实验课教学体系的构建与探讨[J].机械管理开发，2018，33（08）：225-226.

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