基于制图类课程的综合实践教学环节的探讨

0 引言

21 世纪高等教育的发展趋势给工科院校的本科人才培养方案提出了更高的教学要求，传统的以教师教学为中心的课程教学体系已经难以培养出适应当下时代和未来教育发展需求的综合型人才了。除此之外，许多课程在开设后没有一个串联综合的教学环节巩固知识的应用，导致学生学完一门课就忘记一门课，知识没有形成长期记忆，加上应试教育让学生忽视了实践锻炼的重要性，使得课程体系没有达到真正的应用。造成这些现象的原因之一是没有设置有效的教学环节来巩固一些关联度高的课程。为了提高机械制图、零件测绘、计算机绘图、3D 打印技术等制图类课程的关联性和综合实践性，应该设置有效的教学实践环节让学生切身感受到课程的实用性。通过适当的实践教学环节巩固学生的课程理论知识，形成长久有效的知识体系，并在实践过程中不断拓展形象思维和创新思维，这是新工科教育背景下对每一个机械工程类的本科生提出的新要求，也是企业对当下本科毕业生的能力要求。

1 当下工科制图类课程的教学现状分析

1.1 传统工科教学模式难以满足对应用型、实践型和创新型的综合人才培养需求

时代发展让工科院校的教育普及带来了社会职能的改变，从传统的培养制图工匠的教育目标，转变为提高毕业生的制图能力、识图能力、建模能力及创新思维能力等技能的综合培养。创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，教育创新更是越来越决定一个民族和国家的发展进程。只有真正提高大学生的创新能力，才能提高国家的创新能力。实践是创新的源泉，制图类的课程在传统工科教育理念中缺乏对实践教学、创新教学的有效培养，不能满足学生当下及未来发展的需求。

1.2 学生理论结合实践的能力不足问题

多数学生上课是为了应付考试，不想花精力和时间真正投入到实践环节中，一是学生的实践意识不强烈，意识不到企业对大学生实践能力的重视程度，二是教学环节中缺乏有效的教学实践锻炼，没有让理论与实践有效结合。专业理论知识及实践能力的综合运用成为新工科教育目标发展所必备的基本需求，一部分学生没有实践意识，而另一部分学生却不断表达学以致用的渴望，希望自己的理论知识能有相应的实践环节进行巩固。

1.3 学生创新能力不足的问题

当下大学生容易形成相对有限的思维模式，缺乏对制图类课程的关联思维、发散思维或创新思维能力。大多数学生只关注课程中是否画对了图，是否看懂了图，而忽视了制图和识图的方法可以多样化，尤其是在创新思维方面缺乏有效的引导和该有的自信，造成对课程的分析、研究、探索缺乏积极性。

1.4 以教师为中心的教学模式弊端

为了响应一流本科教育宣言（成都宣言），需要对传统的制图教学模式进行革命，把传统的以教师教学为中心转变为以学生自主探讨和体验学习为中心，老师作为引导者协助学生探讨学习，学生在实践环节可以自行探索多样化的表达方案、优化设计方法、加工制造方法等实践环节，构建自己的课程实践知识体系。

1.5 计算机绘图和3D 打印技术的发展带来新的教学挑战

在工业4.0 革命时代背景下，计算机绘图对传统的工程图学进行极大的冲击，企业逐渐用三维图样来代替传统的二维图样，直观有效的三维图形信息正逐步取代传统思维的二维图形。计算机绘图在当下和今后的工程图学信息上扮演着至关重要的作用。与此同时，3D 打印技术的出现也对传统制造业造成巨大挑战，而3D 打印技术离不开三维建模，终究计算机绘图势必取代二维图纸的传统地位。

综上所述，本文提出设置一个实践教学环节巩固和锻炼学生的制图实践技能——基于制图类课程的综合实践教学环节。

2 基于制图类课程的综合实践教学环节主要实施过程

基于制图类课程的综合实践教学环节旨在通过测绘机械产品的零部件，利用测绘工具或虚拟测绘手段（逆向工程软件对已有机械产品进行扫描，识别产品形状及结构尺寸后自动三维建模）获取产品基本结构信息后，利用拓扑优化软件对已有产品零部件进行优化设计，对零件结构及造型进行二次开发设计，对优化后的结构再次三维建模，最后利用3D 打印技术将优化后的零件进行打印加工后组装。整个实践环节即能锻炼学生的测绘能力、又能开发学生的创新设计思维、又能巩固计算机绘图建模。3D 打印技术也能再次锻炼学生的实践操作，让学生体验一个较为系统全面的机械设计过程，让学生在学校也能感受到企业中如何进行产品设计和生产，为企业培养高素质的应用型、实践型、创新型人才做出有效贡献，也对制图类的课程进行有效的综合实践锻炼，对学生创新能力的培养、设计思维的开拓和巩固学习效果都起到非常有效的作用，主要实施过程如图1 所示。

文章来源：《地矿测绘》 网址: http://www.dkchzz.cn/qikandaodu/2020/0819/377.html