成图竞赛对机械制图课程改革的推动研究--以河南工学院为例

第27卷 第6期 河南机电高等专科学校学报
Vol.27 No.6 2019年11月 Journal of Henan Mechanical and Electrical Engineering College Nov. 2019
收稿日期：2019-09-29
作者简介：焦芳敏（1989―），女，河南新乡人，助教，硕士，主要从事机械工程研究。

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成图竞赛对机械制图课程改革的推动研究
——以河南工学院为例
焦芳敏，王华帅
（河南工学院，河南 新乡 453003）
摘要：结合新建应用型本科院校的实际情况，探讨了成图竞赛对机械制图课程改革的推动作用,从教师的教、学生的学到竞赛培训体系构建等方面着手，形成了以赛促教、以赛促学的教学思路，并对改革成果进行了分析。

结果表明，以竞赛推动教学改革，有利于培养具有创新能力的应用型人才。

关键词：机械制图；成图竞赛；课改；创新
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1008–2093(2019)06–0078–03
0 引言
机械制图是机械类与近机械类专业学生的专业基础必修课程，它不仅能培养学生读图画图的能力，更能培养学生一丝不苟、精益求精、创新发展的工程精神和工匠精神。

“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模成图竞赛（以下简称成图竞赛），是由教育部高等学校工程图学课程教学指导委员会、中国图学学会制图技术专业委员会、中国图学学会产品信息建模专业委员会联合主办的国内图学类课程最高级别的“国家级”赛事，主要考察大学生的先进成图理论技术水平、创新创业能力和团队协作能力[1]。

河南工学院制图教研室积极组织学生参加成图竞赛，以成图竞赛为推动力，以创新教育理念为指导，从学生、教师、教学过程等方面着手，将创新思维贯穿于机械制图教学中，努力提高大学生先进成图的技术水平和团队协作能力，培养大学生的创新精神，并在此过程中形成了“以赛促教、以赛促学”的教学思路。

1 机械制图教学的改革内容
1.1 以赛促教
1.1.1 将构型设计模块融入制图教学的课程体系
构型设计教育是一种关于创造的教育，形体的
构型设计是创造性设计的重要表达形式，也是培养学生创新能力和工程素质的关键[2]。

构型设计是成图竞赛手工绘图中考察学生空间想象能力和创新能力的重要内容，对学生的综合工程素质要求较高。

在教学过程中，将构型设计以模块形式嵌入各个章节，教师讲授构型设计方法后布置配套构型作业；学生用Pro/E, SolidWorks ，UG 等三维软件表达自己的设计构思，并通过学习平台展示自己的作业并交流思路，以不断促进创新思维能力的提升。

1.1.2 强化徒手绘草图，弱化尺规绘图
尺规绘图一直是机械制图课程考察的重点，然而教师在评改绘图作业时，比较重视学生的线形绘制质量和图面整洁程度，对图形的表达方法和学生的表达能力重视程度较低[3]。

成图竞赛规定在60分钟内完成零件的视图表达，这就要求学生能够快速地表达设计意图。

同时在实际的生产中，随着成图技术的不断更新，尺规绘图越来越少，而徒手绘草图由于时效性强，应用相对广泛。

因此在此次教改中弱化了尺规绘图，强调徒手绘草图的重要性，并更加注重学生视图表达能力的培养。

1.1.3 加强过程性考核
本次课改将平时成绩所占比例提高至40%，且将每章的构型作业、模型制作、徒手绘图和创新性的实践作业作为考察的重点，占平时成绩的60%；
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同时平时成绩加入学生自评和互评这一项，不再由教师单独给分。

将评价贯穿于学生的整个学习过程，凡是有价值的学习结果都给予正向的评价，这大大提高了学生的学习积极性。

加强过程性考核，将关注点集中于学生的学习过程，淡化标准答案对学习结果的禁锢，给学生更多表达自我的空间，这提高了学生的课堂参与度，同时丰富了学生的学习经验。

通过平时成绩评分的改革，完成了由目标管理向过程管理的过渡[4]。

1.1.4 建立机械零部件虚拟仿真库
成图竞赛是图学发展的指向标，考察内容广泛，赛题新颖。

为了拓宽学生的思路，培养学生的整合创新、开拓贯通的能力，制图教研室的教师建立了机械零部件虚拟仿真库，将典型零件、典型机构和机器设备整理成库，其中包含二维图纸、三维实体建模、参数化建模的视频、组装动画、运动仿真视频等。

学生在需要的时候可以随时调用查看。

1.1.5 项目教学法应用
成图竞赛是一项选拔性的赛事，教研室通过对竞赛的分析和对我校学生学习情况的了解，制定了一套项目教学法，对参赛学生进行竞赛辅导。

在教学中，每三个学生组成一个团队，按照四种典型的零件分模块进行练习。

教师提供零件所在的设备中其他零件的二维图纸和装配图，学生需独立完成材料的选择、构型设计、生产加工方式的选择、视图表达方案的确定、零件图和三维建模的绘制、装配动画制作，并将这些零件3D 成型打印。

在项目教学中,教师通过改变教学方法，从单纯的知识传授者变成学生的学习引导者、合作者，教师与学生之间教学相长，共同进步。

1.2 以赛促学
1.2.1 赛教一体提高学生学习积极性
机械制图课程是工科类学生的专业基础必修课，课程的基础是画法几何，但是画法几何内容抽象，对学生的空间分析、想象能力要求较高，难懂难学，学生的学习积极性一般不高。

为了提高学生的学习积极性，我们在每学年的上学期举办全校手工绘图大赛和计算机CAD 绘图大赛，下学期举办全校大学生3D 打印创新竞赛[5]
，通过比赛激发学生的学习积极性。

1.2.2 组建三维数字化设计协会
随着现代信息技术手段在机械制图课堂中的不断推广应用，三维建模软件如Pro/E, UG, Solidworks 等也逐渐进入了课堂，这些软件引起了学生的学习
兴趣，学生自发成立了三维数字化设计协会，并邀请制图教研室的骨干教师作为协会的指导教师。

学生自我管理，发扬“传、帮、带”的精神，老会员帮助新会员，共同学习，一起进步。

在协会的宣传普及中，我校学生对三维建模软件的学习兴趣不断提高。

同时协会的成员也成为学校参加各种成图比赛的种子选手，代表学校参加“高教杯”“挑战杯”“全国三维数字化创新设计大赛”等比赛，并取得了不错的成绩。

1.2.3 课上课下互补学习
为了增加学生的知识储备，提高学生的创新能力，我们在教学中努力把知识更加立体地呈现在学生面前。

除了课上融入工程实践案例外，教师课下还通过“学习通”软件，经常分享给学生一些前沿知识；推荐学生学习“中国慕课”、“学堂在线”的一些经典课程；督促学生利用机械零部件虚拟仿真库，查看不同零件的设计、加工和安装过程等，让学生将理论与实践相结合，通过虚拟库自己完成零件的生产，以不断提高其创新能力。

2 改革成果
2.1 两届学生学习成绩对比
本次教改针对机械设计本科18级四个班的机械制图课程。

下表是17级、18级机械制图的成绩，从表中可以明显看出18级学生的成绩有了很大的提高。

专业课教师也普遍反映18级学生的制图基础知识比较扎实，班级整体的学习氛围浓厚，班集体的凝聚力也很强。

表1 机械设计17级第一学期机械制图成绩
班级 平均成绩 及格率 标准差 机械设计171 69.50 72.73% 13.20 机械设计172 58.64 48.94% 15.30 机械设计173 67.56 76.74% 12.88 机械设计174
59.83
66.67%
17.74
表2 机械设计18级第一学期机械制图成绩
班级 平均成绩 及格率 标准差 机械设计181 71.46 86.00% 11.00 机械设计182 74.84 91.11% 10.48 机械设计183 72.85 87.76% 11.19 机械设计184
70.33
83.87%
14.96
2.2 取得优异的比赛成绩
在第十届“高教杯”成图竞赛中我校代表队名落孙山。

但是经过两年的培训后，我校代表队在第
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十一届“高教杯”成图竞赛中最终位列第46名（参赛队共340个），荣获团体二等奖及一个个人一等奖。

在第十届河南省先进成图大赛中荣获团体特等奖、3D 打印团体三等奖和五个尺规绘图个人一等奖、三个计算机建模个人一等奖。

在指导学生参加竞赛的过程中，教师对自己的教学方法、课程安排等也进行了反思和调整。

现在，教研室的教师相互合作，取长补短，不断深化图学教学改革，形成了一套完整的机械制图教学及成图比赛培训体系。

3 结语
教学改革将“高教杯”成图竞赛与机械制图课程教学相结合，不仅提高了学生学习的积极性和主动性，同时也提高了学生的创新思维能力和团队协助能力；教师在辅导学生参加成图竞赛的同时，教育教学能力也得到提高；在竞赛和教学结合的基础
上，机械制图课程教学体系和成图竞赛培训体系都得以建立，创新性人才培养初见成效。

在今后的教学中，我们要继续将学生创新思维能力的培养作为人才培养目标的重点，不断为中国制造2025输送更多的具备创新能力的应用型人才。

（责任编辑 吕春红）
参考文献：
[1] 李怀健,王剑平, 张琪,等.基于成图与建模成图竞赛的思考
[J].图学学报,2013,34(3):134-137.
[2] 熊志勇,罗志成,陈锦昌,等.基于创新性构型设计的工程图学
教学体系研究[J].图学学报,2012,33（2）：707-710.
[3] 王淑侠.制图系列课程实践教学存在的问题及改进措施探讨
[J].图学学报,2016.37(4):573-576.
[4] 张京英,佟献英,杨薇.互联网+时代图学教育调查与研究[J].
图学学报,2017，38（6）：919-927.
[5] 张安富,刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].
高等工程教育研究,2010(4)：56-59.
The Promotion of Graphics Competition to Reform in Mechanical Drawing:
Take Henan Institute of Technology as an Example
JIAO Fang-min ，et al
(Henan Institute of Technology, Xinxiang 453003, China)
Abstract: Based on the actual situation of the newly applied undergraduate colleges, this paper discusses the promotion of graphics competition to reform in mechanical drawing. From the teacher's teaching, the student's learning to the competition training system, the formation of teaching ideas that promotes teaching by competition, promotes learning by competition. The results show that the teaching ideas created by the graphics competition are conducive to the cultivation of applied talents with innovative capabilities.
Key words: mechanical drawing; graphics competition; curriculum reform; innovation。