成果总结

一、立项背景

“机械制图与计算机绘图”是工科专业一门实践性很强的技术基础课程,旨在培养和训练学生绘制和阅读机械图样的能力，以及空间想象能力和创新能力。该课程的学习效果将影响大学期间专业课程学习及毕业后的工作。

本世纪以来，世界各国都在大力发展高等工程教育，改革的主旋律就是培养适应科技社会高速发展需要的具有创新精神和工程实践能力的高素质人才。那么，农林院校的“机械制图与计算机绘图”课程教学对培养社会发展需求的农业工程应用、创新型人才可以做什么呢？如何做呢？经过多次研讨和针对毕业生的调查，明确我校“机械制图与计算机绘图”课程改革和发展重点：一是构建有利于培养学生工程意识、实践能力和创新能力的“工程化”课程教学新模式；二是基于制图课程教学的重点和难点，加强课程“工程化”教学资源的开发和应用；三是构建“工程化”的优秀课程教学团队；四是加强学生创新能力培养。

山西农业大学“机械制图与计算机绘图”课程早在上世纪90年代末就将计算机绘图融入制图教学内容，并开始制作多媒体课件且应用于教学。二十多年围绕课程的教学研究从未间断，2002年主持省级教学研究项目，开展制图课程教学内容和教学方法的研究，该研究成果荣获2007年山西省教学成果二等奖；从1997年到2007年，还主持了山西农业大学“多媒体课件建设”、“山西农业大学优质课程建设”、“工程制图实验室建设”等校级项目，研究成果为课程建设奠定了扎实的基础。因此，“机械制图与计算机绘图”课程于2008年荣获山西省精品课程。之后，针对教学中发现的教师团队、教材建设以及课程实践教学体系和条件不能满足农业工程人才培养要求等问题，及时申报教育部课程建设项目、山西省教育厅教学研究项目、教材编写项目等，如2009年、2011年分别申请了山西省教学研究项目“农业院校工科专业《画法几何与机械制图》教材的优化研究”、“面向工程化的《机械制图与计算机绘图》课程改革与实践（J2011025）”。通过持续优化教材内容、拓展和深化实践教学体系、构建和优化课程教师团队、完善和提升课程教学网站资源，取得了显著成效，因此，该课程获批2010年国家级精品课程，这是对课程建设的肯定和提升，激励着团队教师继续努力向前走！在深化课堂教学改革，强化工程化实践教学，优化教材和教学资源，创新实践教学等方面都彰显特色。该课程于2013年获批山西省精品资源共享课程和国家精品资源共享课程立项，课程完善和优化的全部教学资源，包括课程的全程录像在爱课程网上供学习者使用，因此，2016年获批了国家精品资源共享课程。至此，山西农业大学“机械制图与计算机绘图”课程在全国农业工程学科，甚至全国工程图学学科，走在了地方农业院校课程建设的前例。

二、研究内容、方法及成果

1.建立基于“工程化”的“机械制图与计算机绘图”课程教学新模式。

该模式就是围绕保证基本绘图、读图能力培养的基础上强化工程应用及创新能力培养的教学目标，将传统理论教学与现代设计方法相结合，将手工绘图和计算机绘图相结合，将校内实验与校外企业“实景式”实践相结合，将课堂（线下）学习和网上（线上）资源学习相结合。基于工程化的“机械制图与计算机绘图”课程教学新模式结构见图1。

图1基于工程化的“机械制图与计算机绘图”课程教学新模式结构

2.建设和优化基于网络的机械制图课程数字共享资源。

（1）优化多媒体课件

在2008到2016年，基于工程化不断优化“机械制图与计算机绘图”课程教学多媒体课件，应用于农业机械设计制造及其自动化、交通运输、机械设计制造及其自动化等专业。主要体现在：在绪论中增加机械图工程应用实例；在各章的课后增加机械知识拓展；在机械图部分，从部件的轴测图引入，展开讲解其组成零件的零件图，使部件与零件有机联系，内容上从单独强调“画”、“读”零件图，提升到了机械设计的更高层面。

（2）开发自主学习资源

2008年省精品课程建设开始，到2010年国家精品课程建设阶段，针对课程的重点和难点，实现在课程网络上动态观察组合体及装配体装拆过程。

2010年到2013年省和国家精品资源共享课程建设阶段，建成基于网络的“组合体案例学习库”，“机件表达方法案例学习库”，“课程测试系统”，这些教学资源在“机械制图与计算机绘图”省和国家精品资源共享课程网站正常运行，供学习者使用。

3.基于工程化教学理念持续主编和更新课程教材。

在教材建设方面，着眼农业工程人才的培养目标，基于“工程化”优化教学内容，重视与实际应用相结合，反映图学教育的最新成果，联合国内10多所农业院校的课程主讲教师，从2003年开始，历时13年主编完成11部系列化从“十一五”到“十三五”“机械制图与计算机绘图”课程教材。其中1部评为国家级规划教材并获教育部精品教材奖，3部获农业部农教基金优秀教材奖。

4.寻找组建、培养和提高课程教师和学生工程素质的途径和方法。

（1）组建优秀的课程教师团队。

在2008年山西省精品课程建设阶段，将机械制图、机械设计、机械CAD等机械系列课程的任课教师，互相承担这些课程的教学任务。现课程团队有11人，其中教授3人，博士5人（博导2人），实验师2人，其余教师均有硕士学位。承担着农机、交通运输、机械设计制造、食品科学等9个专业的机械制图课程教学任务。是一支热爱教学和科研事业、具有创新精神的教学团队，为该课程持续创新改革和高水平教学提供了强有力保障。

（2）理论教学与实践教学密切结合。

除要求学生课后及时完成课程基本的配套习题，突出课程的重点和难点教学实践，如在组合体部分增加三次徒手绘制模型三视图练习；在机件表达方法部分增加表达方法综合运用案例分析；在学习机械图内容之前，任课教师与学院工程训练中心合作完成2学时“工程基础认知”实践，了解有关机加工设备和常用机加工方法，了解机械图在机器生产中的作用等，做到了理论教学与工程认知的紧密结合；之后再安排“减速器拆装”2学时实践教学，学生对部件有了“实景式”认知，了解了拆装过程，更重要的是从功用、工作原理来认知部件和零件的结构设计，对机械图内容的学习，起到了重要的工程引导作用。

（3）加强校外“实景式”实践教学。

以科研项目和科技服务为载体，在服务企业中不断提高工程实践能力。2009-2011年，与太谷飞象农机制造有限公司共同承担了国家科技部“科技人员服务企业行动计划”项目“飞象牌4YZ-3型不对行轻型玉米收割机”，项目编号：2009GJA30035，基于该项目，教师在服务企业的同时也丰富和提升了设计、制造能力,学生们到该厂参观玉米收获机的设计制造过程；2013年建立山西省农机局农机新技术中心基地，开阔视野，认识各种新型农业机械。这种“实景式”教学，对学生们学习机械图起着非常重要的专业引导作用。

5.加强学生工程创新能力的培养。

（1）鼓励学生申报科技创新项目

鼓励学生申报国家、省、校、学院的科技创新项目，2012年到2016年，课程教师指导的科技创新项目10项：国家级3项，省级4项。

（2）建设和开放机械基础数字化创新设计实验室，支持学生参加机械创新设计等大赛

2013年，配置机械三维扫描仪，3D打印机及配套软件，建设机械基础数字化创新设计实验室并对学生开放，协助学生完成各级创新和大赛项目。让学生感受机械制图与现代设计、制造方式之间的密切关系。

从2013到2016年，学生参加全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生先进成图技术大赛等，获奖50多项，其中1等奖8项，二等奖29项。

6.课程升级及网站建设

二十多年持续优质的全方位课程建设，效果显著。2008年到2013年，主持建设了省和国家“机械制图与计算机绘图”精品课程及网站，省和国家精品资源共享课程及网站。课程的全部教学资源，包括课程教学文件，多媒体课件、习题及答案、电子教材、网络虚拟模型库和全部教学录像等上网运行，供在校大学生和社会学习者免费使用。山西农业大学“机械制图与计算机绘图”课程现已成为全国农业工程学科制图类唯一一门国家精品课程和国家精品资源共享课程。

三、成果创新点

（1）提出基于“工程化”的课程教学新模式。

提出一种以学生为主体，以培养学生工程意识、实践能力和创新能力为目标，将传统理论与现代知识相结合，手工制图与计算机绘图相结合，课程理论教学与工程实践相结合，线上和线下相结合,校内和校外相结合的基于“工程化”的课程教学新模式。

（2）研制系列化教学资源，线上线下全方位服务学生。

基于主持的14项国家、省、校级教学研究项目，研究优化课程网上在线教学资源，包括多媒体课件、组合体案例学习库、机件表达方法案例学习库、课程测试系统、课程全程录像等教学资源，内容丰富，彰显特色，且持续更新。课程资源在国家和省级课程的网站为学习者免费服务。截止2018年3月25日，爱课程网上该课程访问量达24,427人次。

（3）教材编写结合工程实践，体现“工程化”教学理念。

基于强化工程意识和实践创新能力培养的工程化理念优化教材内容。主编课程教材8部，其中中国农大出版社的《机械制图与计算机绘图》为国家“十一五”规划教材，获教育部精品教材及出版社畅销书奖，至2012年发行量达到28183册，销往全国97个单位；中国农业出版社的《画法几何与机械制图（第1版）》和第2版，发行均达万余册，均获农教基金优秀教材等。

（4）构建基于“工程化”的内容和方式多样化的实践教学新体系。

构建与理论教学同步的“机械制图与计算机绘图”课程实验教学体系，包括基础认知、组合体拼装、装配体拆装、装配体及零件测绘、创新性实验等，注重培养学生的工程意识、工程素质和实践和创新能力。

课程实践教学内容和方式呈现多样化：从校内实验室完成基本实验，到参加教师科研和申报科技创新项目，再到数字化设计实验室完成创新设计，再到校外企业“实景式”实践，从工作原理入手认知农业机械及其部件和零件，对学生机械图学习、工程素质提升和专业兴趣引导及创新能力培养都有重要作用。近6年，指导学生完成科技创新项目10项，参加全国大学生机械创新设计及成图技术大赛等获奖50多项。

四、成果的推广应用效果

1.课程影响及资源影响

机械制图与计算机绘图课程，2008年成为省精品课程，2010年成为国家精品课程，2013年成为山西省精品资源共享课程，2013年立项为国家精品资源建设课程，2016年成为国家精品资源共享课，截止2018年3月25日，爱课程网上该课程访问量达24,427人次。

自2008年省精品课程网站建设开始，随着课程的升级提高，山西农业大学“机械制图与计算机绘图”课程的课件、教学录像、组合体案例库、机件的表达方法案例库，测试系统、虚拟模型、电子教材等教学资源突出工程化的特点，与时俱进，全部在课程网站运行，供学习者使用。

2.教材影响

2004年以来主编课程教材11部，中国农业大学出版社的《机械制图与计算机绘图》2008年获国家“十一五”规划教材，同年评为教育部精品教材和出版社畅销书奖，2012年该书发行28183册，销往全国97个单位；中国农业出版社的《画法几何与机械制图（第1版）》和（第2版）2008和2017年分别获农业部农教基金优秀教材奖。2010年6月《画法几何与机械制图（第1版）》销往全国20多个省市农业大学和相关院校，到2012年2月发行达万余册。2009年人民邮电出版社出版《Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用》，2014年获农业部农教基金优秀教材。

3.论文影响

1994年以来，发表与课程教学研究论文30余篇，2015年在《河北农业大学学报》发表的论文“国家精品资源共享课程建设的探索与实践——以机械制图与计算机绘图课程为例”影响最大，下载次数达179次。2005年在《山西农业大学学报》发表的论文“《画法几何与工程制图》课件的开发”下载次数达166次。（下载数据源自CNKI,截止2018年3月10日）。

4.创新及竞赛影响

2012年到2016年，团队教师指导学生承担科技创新项目10项，国家级3项，省级4项，校级3项。从2013年到2016年，学生们参加全国大学生先进成图技术大赛等，获奖50多项，其中1等奖8项，二等奖29项。

5.会议影响

从2003年起连续15年参加省级及全国工程图学会议,2013年张淑娟教授在第十九届全国图学教育研讨会上做报告；2011年在全国农业工程学科专业与本科质量工程项目建设研讨会上做国家精品课程建设报告；2016年在大同大学等院校做课程建设报告。

6.国内知名度及评价

农业工程“机械制图与计算机绘图”课程从精品到共享的创新实践教学成果经过数十载的积累、沉淀和升华，得到了中国工程院院士、华南农业大学罗锡文教授，2013-2017教育部工程图学课程指导委员会主任、浙江大学陆国栋教授，教育部工程图学课程指导委员会委员、太原理工大学杨胜强教授的高度评价。张淑娟教授主讲“机械制图与计算机绘图”课程32载，教学效果得到了学生、同行、专家的充分肯定。2014年荣获全国优秀教师，2008年获得山西省教学名师，2012、2015和2017年被山西省教育厅推荐为山西省国家万人计划候选人。2015年获得全国十佳农机教师，2016年获得山西省“全国教书育人楷模”，2017年获山西省教科文卫体系统“五一”劳动奖章。教学事迹在中央电视七台、全国各大网站和报纸宣传。