王紅閣 周前

摘要：針對目前普通本科“機械制圖”教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題進行分析，提出為培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才的需求，必須對“機械制圖”教學(xué)模式和內(nèi)容進行全面改革并實踐，當(dāng)今隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，為機械制圖理論和實踐教學(xué)改革提供了客觀條件，因此，“機械制圖”課程教學(xué)改革與實踐勢在必行。

Abstract： This paper analyzes the problems existing in the teaching of "mechanical drawing" for ordinary undergraduates， In order to cultivate compound， application-oriented and innovative high-quality talents， It is necessary to reform and practice the teaching mode and content of "mechanical drawing"，Nowadays， with the rapid development of computer technology，It provides objective conditions for the reform of mechanical drawing theory and practice teaching， Therefore， "mechanical drawing" course teaching reform and practice is imperative.

關(guān)鍵詞：機械制圖;教學(xué)模式;教學(xué)內(nèi)容;改革與實踐

Key words： mechanical drawing;teaching model;content of courses;reform and practice

中圖分類號：TH126-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）02-0224-02

0? 引言

《機械制圖》作為工科專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀工程圖樣、空間形象思維、解決工程實踐問題的能力，是其他課程不可替代的。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，計算機圖形學(xué)和繪圖軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的《機械制圖》課程授課模式面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，所以《機械制圖》教學(xué)改革與實踐必須沖破傳統(tǒng)觀念的束縛，改革必須要有新思路，注重創(chuàng)新，在當(dāng)今市場經(jīng)濟需要和科技高速發(fā)展下，要充分考慮學(xué)生的思維需求和教學(xué)內(nèi)容模式，基礎(chǔ)理論以應(yīng)用為目的，以必須、夠用為度，以掌握概念、突出應(yīng)用性、強調(diào)實踐性、注重針對性，為教學(xué)重點;精選教學(xué)內(nèi)容、圖例和測繪方法，體現(xiàn)我國高等應(yīng)用型本科制圖教學(xué)特色。所以，如何轉(zhuǎn)變教育觀念、改進教學(xué)內(nèi)容與模式，加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，更新實驗內(nèi)容，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和設(shè)計水平，是值得我們思考的問題，為此，圍繞應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主要任務(wù)，從理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩方面進行改革與實踐。

1? 理論教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題及其改革與實踐

1.1 理論教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題

通過近年來的抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的空間思維表達能力較差，主視圖或其他視圖投影關(guān)系分辨不清，導(dǎo)致作圖不規(guī)范，對零件圖和裝配圖所應(yīng)表達的內(nèi)容比較茫然，不能把零件圖所表達的內(nèi)容與裝配圖聯(lián)系起來，導(dǎo)致零件圖的結(jié)構(gòu)與裝配圖不一致，圖形表達不完整，在畢業(yè)方案設(shè)計時，有些學(xué)生無從下手，不知道怎么用草圖把方案表達出來，或者徒手繪制能力差，草圖表達不合理，導(dǎo)致后面的相關(guān)計算無法進行，最后設(shè)計出來的東西不切合實際，最后學(xué)生繪圖變成抄圖，還有不少學(xué)生對螺紋連接、鍵、銷、齒輪、軸承、彈簧等標準件和常用件的視圖表達沒有很好的理解練習(xí)，對一些特殊的規(guī)定畫法和簡化畫法更是沒有主動學(xué)習(xí)掌握，對零件的尺寸標注，特別是尺寸公差和形位公差的標注，存在重復(fù)、漏標、書寫不規(guī)范等，裝配圖中的配合公差與零件圖上的尺寸公差和偏差對應(yīng)不起來等。

另外教學(xué)過程中大篇幅的講解圖解法求交點、交線、實長、夾角、面真形等問題，忽視學(xué)生的空間形象思維能力的培養(yǎng)。由于過分強調(diào)圖解法，后面的組合體體投影與形體構(gòu)思、機件常用表達方法等內(nèi)容講解時間短，學(xué)生不能建立較強的空間立體思維感。

另外，多媒體教學(xué)作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，在課堂教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。CAI課件圖文并茂、聲像結(jié)合，增加課程教學(xué)的生動性、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時減少教師的勞動強度、縮短教學(xué)輔助時間。但有了課件后，多數(shù)教師在教學(xué)中過于依賴課件，甚至有的教師變成“放映員”，學(xué)生被動聽課件。教師不能結(jié)合學(xué)生的實際思維授課，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式上過于老套呆板。因此，要想在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上取得更大的進步，必須對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法加以創(chuàng)新與改革。

1.2 理論教學(xué)內(nèi)容改革與實踐

為適應(yīng)現(xiàn)代工程設(shè)計對制圖知識和工程實踐能力的需求。并針對本科培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標，從教學(xué)內(nèi)容上進行優(yōu)化改革。傳統(tǒng)制圖課程的內(nèi)容可分為四部分：①制圖基本知識和基本技能，雖然國家制圖標準規(guī)則多，但內(nèi)容簡單，學(xué)生可以通過繪圖練習(xí)逐步掌握;②畫法幾何部分，一是應(yīng)該降低求做相貫線的難度，只需掌握相貫線的概念、畫法、圖線大致趨勢。因為較復(fù)雜的相貫線的求解作圖，在三維CAD繪圖系統(tǒng)是以數(shù)字模型定義形體，只要把相貫立體的形狀、大小和相對位置輸入后，計算機就會自動生成相貫線。所以畫法幾何的圖解部分應(yīng)該削減。二是換面法內(nèi)容可以略講，因三維CAD設(shè)計中，常常是以線、面、體的特殊位置來操作，然后再變換到原位置即可，但旋轉(zhuǎn)法和直角三角形法求真長，實際工程中用到的比較多，可適當(dāng)詳解;③標準件和常用件的表達方法，加強工程上最必需和常用的組合體投影視圖、剖視圖、斷面圖的講解，螺紋、鍵和銷、滾動軸承等標準件的內(nèi)容可削減一部分，因大多CAD繪圖系統(tǒng)里提供標準件庫可供繪圖選用，而一些標準件的圖樣又僅僅是不表示投影關(guān)系的符號，學(xué)生們在課外加強練習(xí)就能讀圖和繪圖;④機械制圖，沒有什么新的理論內(nèi)容，主要是根據(jù)前面所講理論表達方法，加強零件圖和裝配圖練習(xí)和實踐即可，所以調(diào)整內(nèi)容后，教學(xué)內(nèi)容就變得少而精，理論教學(xué)時間相對縮短，訓(xùn)練畫圖和讀圖能力的實踐時間可以相應(yīng)增多，不僅提高了學(xué)習(xí)效率，還有利于實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3 理論教學(xué)模式改革與實踐

教學(xué)模式上我們嘗試把教學(xué)內(nèi)容重新優(yōu)化組合。一是將正投影與軸測投影相結(jié)合、立體投影與體與體的截交線和相貫線相結(jié)合、手工繪圖與計算機圖形學(xué)相結(jié)合、典型零件圖測繪和裝配圖測繪相結(jié)合，這樣對他們之間的相同點和差異點對比，更容易牢固掌握他們各自作圖理論的方式方法，優(yōu)化后的教學(xué)模式，使理論知識和動手能力形成交叉式的網(wǎng)絡(luò)，從而使學(xué)生的思路更加有序開闊，并能更好地掌握繪圖和讀圖能力。二是把三維CAD技術(shù)融入機械制圖教學(xué)，把實體造型和特征造型引入傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，加強對三維形體構(gòu)形的想象、分析和表達能力，同時也是對二維繪圖的一個鞏固透徹理解的過程，這樣更是對三維形體和二維圖形相互轉(zhuǎn)化能力的培養(yǎng)。從而加強工程意識的培養(yǎng)，以適應(yīng)高水平應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。

2? 實驗環(huán)節(jié)存在的問題及其改革與實踐

2.1 實驗環(huán)節(jié)存在的問題

實驗是《機械制圖》教學(xué)中的一個重要實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生通過實驗教學(xué)，不僅加深對課程基礎(chǔ)理論的理解和強化，也進一步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、思維能力、創(chuàng)新能力。但由于《機械制圖》課程通常是對大一年級的新生開設(shè)，他們對大學(xué)的學(xué)習(xí)方式方法有待適應(yīng)，另外有的學(xué)生來自農(nóng)村或偏遠地區(qū)，可能就沒有見過計算機，所以學(xué)生們的計算機基礎(chǔ)差異較大。此外，由于AutoCAD課內(nèi)容多、涉及面廣，要使學(xué)生在有限的時間內(nèi)掌握CAD繪圖能力，并不那么容易。在現(xiàn)實中，三維CAD實體造型軟件已在很多大中型企業(yè)和設(shè)計院廣泛應(yīng)用，而在制圖教學(xué)中，一般大學(xué)僅僅還在使用二維繪圖軟件，實體造型、特征造型軟件使用得較少，而教學(xué)實驗的選題內(nèi)容還要以培養(yǎng)應(yīng)用型、實踐工程能力為目標。所以總體看來，制圖教育與現(xiàn)實需求差距還是很大。所以如何加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，不斷更新實驗內(nèi)容，提高學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和設(shè)計水平，是實驗教學(xué)改革的主要內(nèi)容。

2.2 實驗設(shè)備和實驗內(nèi)容優(yōu)化

在學(xué)校的大力支持下，我們一方面建立計算機繪圖實驗室，可以同時保證一個專業(yè)的130位學(xué)生上機。另一方面增加計算機繪圖實驗學(xué)時，從最初的6學(xué)時增加到20學(xué)時，占本課程總學(xué)時的20%，內(nèi)容上，保留個別驗證性實驗，增加設(shè)計性和綜合性實驗。比如驗證性實驗每人只給出“設(shè)計知識點”的題目，這樣學(xué)生在進行實驗準備時，就會獨立思考充分發(fā)揮主觀能動性，同時實行手工繪圖和計算機繪圖相結(jié)合，上機前每位學(xué)生先手工繪制出草圖，再上機繪制出正規(guī)圖樣，如果每位同學(xué)選題內(nèi)容及難度得當(dāng)，將有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

在測繪實驗中，教師可以分給每組不同的裝置或部件，或者有條件的學(xué)生自行準備實物部件，學(xué)生首先根據(jù)實物或模型，分組討論其作用、工作原理、零部件的裝配關(guān)系以及拆裝順序等，然后對部件或裝置進行拆分，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、用途，確定恰當(dāng)?shù)囊晥D表達方案，并徒手繪制出零件草圖、裝配示意圖等，上機操作時再利用Inventor軟件進行三維建模，最后測繪出完整的零件圖樣。通過實驗，使學(xué)生認識到零件的工藝結(jié)構(gòu)與裝配之間的密切關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。

2.3 實驗教學(xué)模式優(yōu)化

在教學(xué)過程中，一方面采用啟發(fā)式教學(xué)與多媒體教學(xué)的有機結(jié)合模式。教師首先提出問題，學(xué)生分組及時展開討論，我們鼓勵學(xué)生大膽地多方位分析問題，并提出自己的意見和建議，教師再根據(jù)學(xué)生的建議，提出問題的懸念，激發(fā)學(xué)生對問題的研究興趣。在產(chǎn)品設(shè)計時，可先讓學(xué)生進行大致的構(gòu)思，徒手測繪出軸測圖，再用計算機進行建模、屏顯和交互修改。教師引導(dǎo)學(xué)生運用三維實體軟件，將零部件以實體形式展現(xiàn)出來，使原本抽象、枯燥的制圖變得生動、有趣;另一方面采用項目教學(xué)法，教師先以完成某一具體項目為目標，構(gòu)建項目教學(xué)內(nèi)容體系，學(xué)生以小組為單位按要求完成項目任務(wù)。比如在裝配體項目中，各組學(xué)生首先根據(jù)給定的裝配圖拆畫出零件圖，每個學(xué)生負責(zé)2-4個零件圖測繪和三維實體造型，然后再將所有零件模型組合在一起，進行裝配，生成完整的裝配圖。在具體繪制零件圖和標注尺寸時，小組各成員要注意互相交流及時溝通，以避免由于零件尺寸標注錯誤而造成后續(xù)裝配圖環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。顯然，項目化教學(xué)不僅增強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，而且培養(yǎng)學(xué)生團隊合作能力。

3? 結(jié)語

在《機械制圖》課程教學(xué)中，我們及時轉(zhuǎn)變教育觀念，充分發(fā)揮課堂教學(xué)優(yōu)勢，改進教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式，加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化改革與實踐，能夠有效提高學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)能動性、團隊合作能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。經(jīng)過三年多的教學(xué)實踐，師生普遍反應(yīng)教學(xué)效果良好。

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