近机类机械制图课程考试改革实践
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作者: 戴恒震,李震,王丹虹
摘要：机械制图的考试方式直接引导到学生的学习方向和教师的教学重点。为了适应面向工程实际创新型人才的培养目标，必须改革传统考试内容和方式。本文介绍了我校近机类机械制图课程考试改革方案及实施内容，将Autodesk Inventor三维设计软件引入课堂，加大平时考核力度，强化动手能力及基础知识的应用能力的培养。实践结果表明这种考试改革有效地提高学生的学习能力、综合应用知识的能力和创新能力。
关键词：机械制图；改革方案；实施要求
机械制图课程是一门工科类学生学习的主要专业基础课，它对于后继相关设计类课程的学习至关重要，其主要任务是培养学生具有一定的空间想象和思维能力、绘制和阅读工程图样的能力，其实践性和操作性较强。作为检验教学效果的重要方法，考试是普遍采用的有效手段，考试的方式直接影响学生的学习和教师的教学。传统的两小时闭卷考试不能够真实、全面地考核学生的综合能力[1]，缺陷主要表现在：由于考试时间和试卷幅面的限制，考核结果往往带有片面性，容易造成学生为得高分只注重对书本理论知识的学习，甚至去研究考试技巧，这也降低了学生学习书本外有用知识的积极性，忽视了学生动手能力、自学能力及创新意识的培养[2]。因此，有必要对传统期末闭卷考试方式进行改革。
一、改革思路
为了克服传统考试的弊端，更准确地评价学生的工程图学能力，国内许多院校都进行了一系列考试改革试点，主要表现在加大平时学习中的考核力度，增加测绘及上机内容的考核，以练代考，考学结合，较多的考核频度可以有效激发学生的认真学习态度，强化了学习效果，合理的考试方式可直接促进学生自主学习，促进教学方法的改革，充分调动教师和学生两方面的主动性和积极性。有效地提高学生的学习能力、综合应用知识的能力和创新能力[3]。我校的近机类机械制图课分上下两学期，各32学时，共64学时，我们从实际应用出发，对课程内容安排进行了调整，把前面的画法几何的点线面内容进行简化，从平面立体出发，在组合体章节中简单学习立体的截交线及相贯线内容，第一学期末将图样画法的内容学完。第二学期完成标准件常用件、零件图及装配图内容的学习，此外，还拿出12学时学习Autodesk Inventor三维设计软件的基本使用方法，在整个学习的过程中都可以进行多方位考核实践。
二、考试内容及具体操作步骤
新的考试模式在评定成绩时考虑了平时成绩、阶段成绩、上机操作成绩、测绘实践成绩等几方面。各部分成绩所占比重分别为：第一学期的考核包括：平时作业（20％）+期中考核（30％）+期末考试（50％），第二学期的考核包括：平时作业（30％）+测绘（10%）+上机（10%）+期末考试（50％）。
1.第一学期考试介绍。第一学期主要是学习投影基础、组合体及图样画法内容。安排期中及期末考试，期中考试在学完组合体章节之后进行，考核组合体以前的内容。平时作业及出勤率也计入成绩。每次课后作业都计入一定的分数，可以引起学生的重视，认真完成每一次作业，无故缺课会在总成绩中扣除一定分数，对于课堂积极发言，提出个人见解的同学给予一定的加分。第一学期的作业占总成绩20%。期末有两学时的闭卷考试。考试内容包括：①投影的基本知识，主要是简单的直线、平面和立体投影选择或判断题；②平面立体、回转体及其截切体的投影，主要求立体的某个投影或求截平面为特殊位置平面的立体截交线；③回转体相贯的投影，主要求两圆柱体相交的相贯线；④组合体的题包括补第三视图、改错及标注尺寸等，要求运用形体分析和线面分析方法进行组合体画图、读图和尺寸标注。画图要求投影正确、尺寸完整清晰，符合制图国家标准，读图要求能正确想象出立体的结构形状；⑤轴测图，能根据给定的组合体正投影图画出其正等轴测图；⑥剖视图、断面图部分，要求掌握各种视图、剖视图和断面图的画法及标注方式，能利用简化画法和其他规定的画法，较好地选择视图，完整地表达形体。第一学期重点考查学生基本读图与作图能力，规范标注尺寸能力，以及应用前面所学知识综合表达形体的能力。通过这样几方面考核较好地检验了学生对机械制图基本知识的掌握情况。
2.第二学期考试介绍。第二学期考核围绕标准件、零件图及装配图的阅读及绘制能力进行。除了课后的作业，期末的闭卷考试外，还包括上机及测绘等实践内容。期末闭卷考试内容包括：①螺纹及螺纹紧固件的规定画法及标记，以补画视图及改错题为主；②零件表达方法及尺寸标注：主要考查对典型零件的表达方法及合理标注尺寸的能力的掌握情况；③读零件图通过补画某个视图与填空形式来考查阅读机械零件图的能力以及对尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等技术参数及概念的理解程度；④装配图部分题目包括读装配图、拆画装配体中的一个零件图或者根据给定的零件投影拼画简单的装配图，从而考查学生对零件连接方式、装配图尺寸标注以及读装配图和画装配图的能力。为了提高学生的图学实际应用技能，在第二学期还安排16学时的上机内容，学习Autodesk Inventor软件的造型、装配及出工程图的基本功能，同时安排课外两学时的零部件测绘训练。我们将上机与测绘结合起来，以被测绘的零部件对象作为造型及出图的对象，通过学生的上机表现及测绘大作业来评定这部分成绩。通过这样实践环节，学生可以把所学的基本理论、基本知识、基本技能，应用到实际测绘和上机中去，从而进一步提高学生的分析能力、图示能力、空间想象能力及绘图的实际技能。进一步培养其独立分析和解决实际问题的能力、为后继课程学习及今后工作打下基础。
3.部件测绘与上机的考核。学生测绘的对象是我们实验室拥有的减速器、阀门及油泵等实物，根据减速器、阀门及油泵等实物的种类及数量，可满足两个班约60人的测绘需要，将每次上课的学生分组，每组5人，每组一部件。对应一个装配图，每个学生应完成装配图中一至两个重要零件的零件徒手轴测图、徒手零件草图及对应的Autodesk Inventor工程图。并由本组人员完成最终的Autodesk Inventor装配图。通过测绘环节要求学生首先能够根据被测绘对象，了解其用途、性能、工作原理、结构特点，熟悉装配体的拆装顺序，其次要学会使用常用测绘工具测量零部件的方法，绘制装配示意图，确定标准件与其他零件种类及数目。最后要绘制相关零件的草图，零件草图应表达方案合理、尺寸标注完整，还包括技术要求、简单的标题栏及图框。学生以实验报告的形式完成这部分工作。学习Autodesk Inventor软件是在机房中进行的，教师用4学时讲软件的草图功能和基本造型方法，用2学时讲零件的装配基础，用2学时讲生成和处理工程图的基本方法。剩下的学时留给学生，要求学生根据测绘草图及自选对象进行零件造型、装配及出图练习。最后提交零件模型、装配结构模型及生成的零件图和装配图等文件，学生的作业的质量及出勤率用于评定这部分成绩。
三、考试改革的实施要点
为了做好此次考试改革，在申报的校教改立项批准后，制订了考试改革方案，在上课开始阶段就向试点班级的同学宣布，以便引起学生高度重视。由于考核方案评分方法多样全面，促使所有同学既重视阶段考试，又要注重平时作业，既注重理论学习，更注意实际技能的训练，改变以往只重视理论学习和期末考试的局面。平时作业在批改之后每次都记录并量化为A、B、C、D四个等级，每次上课都对上一次作业的要点进行讲评。为鼓励学生和老师之间的课堂互动，对积极参与课堂回答问题及画图的学生可以计分奖励。阶段测验应从培养能力，抓基础出发，把组合体和零件的表达方法作为阶段测验的重点，设法使学生们适应从立体三维空间到三视图，从零件内部和外部结构到零件视图表达方式学习主线。在分组测绘时，指导教师既要解答问题，更要鼓励学生同学多查阅相关资料，同时要组织好各组学生共同讨论测绘方法，研究工程图的视图表达方案。使学生在完成自己分配的零件图时，又能独立思考，独立操作，这样每组同学间形成共同讨论，共同操作，独立思考，独立操作的良好氛围。
四、考试改革的效果
本次机械制图课程考试改革，强化了学生实际绘图能力的检验，充分体现了制图课程的实践性，大大调动了学生学习的积极性，全面地考查了学生应该掌握的机械制图基本知识、读图与绘图能力、计算机软件的应用能力以及实际动手能力。学生们经过投影基础、零部件表达，计算机三维软件应用、零件测绘等环节训练和考核，深深感到学有所成。从结束课程后学生提交的的期末教学评议上看，教改班的同学独立思考能力和学习主动性较普通班的学生要明显强些。教师通过实践性教学，注意引导学生，让学生积极主动地参与教学的全过程，同学们对机械制图课授课老师的的教学满意度非常高，认为这项教学及考试改革成功，很有必要。教改班级学生的空间想象能力明显比普通教学班级的学生强，在解答题目的时候反应快了不少，较容易想象出零件的空间造型。对于制图学习中比较难理解及掌握的组合体的补视图，补漏线，剖视图，断面图等部分，学生可通过徒手轴测图以及运用Inventor软件，将平面图形转化为具体的三维立体，提高了他们的空间想象力和创新设计能力。将机械制图知识与Inventor软件学习以及测绘实践结合起来，对培养学生的自学能力，创新设计能力，实际动手能力等方面有很大的帮助。通过这种全方位考试的改革，改变了以教师为中心的传统教学模式，构建了以学生为主体的新型教学模式，培养了学生的动手能力和独立思考能力，从而提高学生的学习主动性及成就感。这种改革同时也提高了教师的综合素质。
通过两个学期的机械制图考试改革实践，大大改变了过去传统考试的简单性及片面性局面，提高了学生的综合图学能力及学习积极性，为后续课程的学习奠定了坚实基础。当然，考试改革是一个不断探索的过程，对于近机类机械制图课，如何高效利用相对较少的学时数把口头答辩、写小论文、自我测试等考试形式的引入课堂，需要根据实际情况进一步研究确定。此外由于考试的多样性会加重教师的工作负担，如何解决好这种矛盾也有待探讨。
参考文献：
[1]宋琦，对传统考试的反思及关于工程制图课考试方法改革的探索[J]中国高教研究，2006（6）：84-85.
[2]滕华驹.“机械制图”课程考试改革方案及实施要求[J].科技信息，2008，（5）：212．
[3]陆国栋，施岳定，费少梅.工程图学考试方法改革[J].工程图学学报，2004，（3）：111-115.
作者简介：戴恒震，男，大连理工大学，机械工程学院副教授，从事机械设计及工程图教学研究。
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