孫寶福 鐘志賢

摘 要 圖是工程語言，隨著現代制造技術的飛速發(fā)展，圖學教育在教學內容、教學方法以及教學手段方面也面臨著改革，以適應發(fā)展的需求。文中對圖學教育的現狀、改革思路、改革措施進行了研究，并制定了詳細的改革步驟，對圖學教育的教改實踐具有一定的指導意義。

關鍵詞 圖學教育 改革 現代制造技術

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.10.064

Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical

Drawing of Digital Manufacturing Technology

SUN Baofu， ZHONG Zhixian

（College of Mechanical and Control Engineering， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004）

Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology， graphics education in teaching content， teaching method and teaching means also faces the reform， to adapt to the development needs. In this paper， the present situation， reform ideas and reform measures are studied， and the detailed reform steps are formulated.

Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology

0 引言

隨著現代工業(yè)的飛速發(fā)展，產品更新速度的加快，新型的制造技術在我國的應用越來越廣泛，其中，數字化的制造技術已成為其典型代表。所謂數字化制造技術是指：在數字化技術和制造技術融合的背景下，并在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下，根據用戶的需求，迅速收集資源信息，對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規(guī)劃和重組，實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。發(fā)達國家以及我國大部分大中型企業(yè)已經實現了數字化的制造技術，它包括了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程分析（CAE）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、產品數據管理（PDM）等內容。①而其中，產品的數字模型作為貫穿所有制造過程的一條主線，其表現形式、包含內容、建立方法、信息含量等尤為重要。在傳統(tǒng)制造中，二維的工程圖樣承擔了制造過程中的所有信息。然而，隨著計算機技術和信息技術的飛速發(fā)展，以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮，傳統(tǒng)的信息載體已越來越不適應現代制造技術的發(fā)展水平，改革勢在必行。

1 改革思路

在傳統(tǒng)的機械制圖教學體系中，產品裝配圖和零件圖的閱讀與繪制是制圖教學的最終落腳點。產品的裝配工藝離不開裝配圖中的裝配與配合尺寸、明細欄、裝配要求等相關內容，而零件的制造的工藝信息則存在于零件圖中的尺寸標注、技術要求之中。然而，無論是哪一種圖樣，對零件的形狀、結構以及組成的表達都是讀圖與繪圖的基礎，所以，對工程圖樣表達方法的學習仍然是制圖教學的重中之重。而對圖樣表達方法的掌握是以畫法幾何內容的學習為基礎的，它是利用投影的基本知識，實現了三維實體與二維圖樣的相互轉換。然而，由于畫法幾何部分內容的抽象性，造成了學生學習制圖的枯燥與乏味，嚴重影響了學習的效果。

為適應現代制造技術的發(fā)展，機械制圖的教學則需從以下幾個方面進行相應的改革：（1）機械制圖建模方式的轉化?；跀底只圃旒夹g之上的工程信息的載體已經從傳統(tǒng)的二維模型向三維模型轉化，依照三維建模設計的思想，根據實體的構成原理與構成方法，進行三維實體建模。這一建模理念忽略了點、線、面在制圖中的基礎作用，減少了教學內容，同時也培養(yǎng)了學生現代設計思想和設計方法。所以，從工程圖學的教學內容來看，三維建模應貫穿教學全過程;（2）機械制圖與計算機技術的融合。計算機技術在現代制造技術的地位和作用是無以替代的，作為基礎課程的機械制圖，自然也是無法割舍的。許多年來，眾多的專家學者在二者的結合內容、形式、方法、途徑等方面進行研究與實踐，但大部分都歸結于二者內容比例問題、時間前后問題。因為是傳統(tǒng)的二維工程圖樣的教學，所以所用的教學軟件基本都是AutoCAD，從而不能適應三維建模的需求。現代制造技術下的機械制圖，其三維建模軟件得到了根本性的改變，往往是運用一些大型的、集成的軟件，例如UG、Pro/e、Solidworks等。選擇什么樣的軟、硬件，如何實現與理論教學進行合理有效融合將是我們面臨的另一選擇;（3）機械制圖與相關專業(yè)知識的整合。利用集成軟件進行建模的過程實際上就是一個對零件設計、分析、檢驗的工程，所以這門課程的名稱也應該稱之計算機輔助設計與繪圖（CADD），它不僅需要計算機技術的支持，同時也要求建模者具備充分的專業(yè)知識和專業(yè)技能。②怎樣實現這一教學內容的整合，又如何恰當把握教學時機的安排是教學改革的重要課題。

上述的三項內容是相互關聯、彼此依存的，而建模方式的轉變是一條主線貫穿其中，對此，大連理工大學、清華大學以及北京航空航天大學均有研究，然而對與專業(yè)課程的整合雖有專家提出，卻沒有實際的研究成果，更沒有符合這一教改思想的教材或教學內容大綱，這在全國尚屬首創(chuàng)。

2 改革實踐

在獲得廣西教育廳教改工程項目立項支持之后，我們在實際的教學中專門拿出了一個實驗班，自己編制教材，進行了相關的課程改革試驗。在教學過程中，取消了點、線、面的投影，截交線、相貫線的投影等原來較為繁瑣且較抽象的內容，但保留了投影的基本知識，使得學生清楚二維工程圖樣的由來。三維建模則采用Solidworks軟件，從棱柱、棱錐、圓柱、圓錐等基本形體的建模開始，完成基本形體的切割、基本形體的疊加等組合體的建模過程，然后將三維實體模型進行二維轉換，直接形成二維工程圖，從而加深對工程圖的理解。

在完全掌握復雜形體的三維建模之后，對工程圖樣的表達方法、標準件常用件的表達方式、零件圖、裝配圖等章節(jié)的學習依然不能缺少。他們是機械制圖學習的落腳點，也應該是學習的重點。這便又從三維回到了二維，所以，投影知識的學習是必不可少的。

在完全掌握復雜形體的三維建模之后，通過對相關課程內容的整合，它不僅是機械制圖這一門課程的任務，還關聯到相關的專業(yè)及專業(yè)基礎課程，涉及的面廣，改革的難度較大。通過與計算機技術的融合，從而實現建模方式的轉變，是我們研究的重點。符合這一教改思想的教材的編寫、教學方式方法的轉變、教學內容與范圍的確定是這一課題研究的關鍵問題。它需要集中一定的人力、物力，對相關院校及企業(yè)進行走訪與調研，并且還要申請相關軟件公司的支持與協助才能夠得以順利實施這一課題的研究。

3 實施方案（圖1）

4 結語

機械制圖是機械、機電專業(yè)或近機類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課程，但因其對學生的空間思維能力以及空間想象能力要求較高，所以，學生的學習的困難程度較大。改革之后課程從其建模方式將以三維建模為主，從而降低了課程的抽象性，同時也提高了學生對相關軟件的熟悉程度及學習熱情。

教改項目：廣西高等教育教學改革工程項目，桂教高教【2013】28

注釋

① 數字化制造技術，http：//baike.baidu.com/link？url=k1NTCEKh6KlNTCEKh 6KlwbD6L1T8Dh 8eofqcXf-DaGFqhpzXLti0vMlYyz844QYXwLA2584aii6tH_ B5gws04zEXqG1bcuq，百度百科.

② 孫寶福.基于現代制造技術的工程圖學課程改革之初探.東華大學學報，2005.8.31：160.