面向數(shù)字化制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革

王清發(fā)

摘 要： 機(jī)械制圖課程在機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中的地位不言而喻。文章針對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)現(xiàn)狀分析了現(xiàn)代機(jī)械制圖教學(xué)中存在的問(wèn)題，并且針對(duì)這一問(wèn)題提出了基于教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和模式的教學(xué)改革，提出了數(shù)字化機(jī)械制造這一概念。其目的在于提高我國(guó)機(jī)械制圖教學(xué)效率，為社會(huì)培養(yǎng)更多專(zhuān)業(yè)的機(jī)械制圖人才。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字化 機(jī)械制圖 教學(xué)改革

機(jī)械制圖是重點(diǎn)課程之一，尤其對(duì)于工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，制圖技能是其生存的保證。目前機(jī)械制圖教學(xué)存在一定的問(wèn)題，主要表現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)不明確，教學(xué)方法單一，學(xué)生積極性低等。導(dǎo)致現(xiàn)代機(jī)械制圖教學(xué)效果不顯著，數(shù)字化教學(xué)的提出一定程度上改善了這一難題，但也給教師和機(jī)械制圖教學(xué)提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前，如何使數(shù)字化教學(xué)融入到機(jī)械制圖中已經(jīng)成為高校教育者的主要任務(wù)。

一、數(shù)字化制造對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)的要求

數(shù)字化制造要求機(jī)械制圖將圖改變?yōu)閿?shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制圖現(xiàn)代化，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集和存儲(chǔ)。在這種前提下，機(jī)械制圖要提供施工工程的模型基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)軟件將成為機(jī)械制圖教學(xué)的載體，在教學(xué)中起到積極作用，使現(xiàn)代機(jī)械制圖教學(xué)從二維轉(zhuǎn)向三維。其中包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和三維幾何信息及物理特征等。通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)圖紙進(jìn)行處理，從而得到虛擬的實(shí)體圖像，方便圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)和修改。也就是說(shuō)，數(shù)字化制造是以計(jì)算機(jī)為依托實(shí)現(xiàn)對(duì)制圖數(shù)據(jù)、方法和資源的整合和存儲(chǔ)?；谶@種模式的機(jī)械生產(chǎn)模式將發(fā)生一系列變化，整個(gè)過(guò)程中計(jì)算機(jī)的作用增強(qiáng)了，計(jì)算機(jī)制圖實(shí)現(xiàn)了虛擬裝配與制造，并且能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)檢驗(yàn)。機(jī)械圖樣作為工程施工的重要依據(jù)，無(wú)論是設(shè)計(jì)還是分析都應(yīng)按照發(fā)展規(guī)律。這要求教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)模式及內(nèi)容徹底進(jìn)行一次改革，只有這樣才能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)人才的要求。

二、機(jī)械制圖課程教學(xué)改革的策略

機(jī)械制圖的教學(xué)目標(biāo)需要改革，主要應(yīng)從三方面入手：構(gòu)型設(shè)計(jì)能力的提高；數(shù)字化制造軟件的應(yīng)用培養(yǎng)；徒手繪圖能力的增強(qiáng)。形體的構(gòu)型設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的重要表達(dá)形式。構(gòu)型設(shè)計(jì)是教學(xué)目標(biāo)改革的重要項(xiàng)目，是培養(yǎng)學(xué)生思維能力和制圖創(chuàng)新能力的主要方法。三維立體設(shè)計(jì)和造型是課程教育的目標(biāo)，也是改革的主要目標(biāo)之一。課程改革的首要任務(wù)是讓學(xué)生了解課程設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)技能，重視徒手繪畫(huà)能力。同時(shí)，學(xué)生能夠通過(guò)徒手繪畫(huà)能力的提高獲得更大的想象空間。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是關(guān)鍵，教師應(yīng)善于發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的靈感，使學(xué)生善于觀察生活、感受生活，啟發(fā)設(shè)計(jì)思維。徒手繪畫(huà)課程應(yīng)始終作為機(jī)械制圖教學(xué)的重點(diǎn)。AutoCAD作為平面繪圖的基礎(chǔ)，雖然曾經(jīng)取得了一定的效果，但隨著科技的發(fā)展，三維立體技術(shù)的出現(xiàn)要求繪圖軟件進(jìn)一步更新，以適應(yīng)其發(fā)展。目前，已經(jīng)有很多三維立體軟件的學(xué)習(xí)進(jìn)入了高校機(jī)械制圖教學(xué)中。

三、機(jī)械制圖課程教學(xué)方法的改革

由于機(jī)械制圖的教學(xué)方法較多，因此教學(xué)方法的改革要求教師從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩方面入手，將教師的講解和學(xué)生的學(xué)與練融合起來(lái)。通常要求理論部分由教師講解，并且盡量避開(kāi)生澀難懂的專(zhuān)業(yè)理論，將其轉(zhuǎn)化為更生動(dòng)的教學(xué)模式，提高教學(xué)效率。需要給予學(xué)生適當(dāng)?shù)膶?shí)踐時(shí)間。另外，增加教師與學(xué)生之間的交流，以便學(xué)生提高交際能力，針對(duì)不同教學(xué)模式，有針對(duì)性地調(diào)整方法，使二者能夠相互聯(lián)系?？傊?，高校機(jī)械制圖教學(xué)應(yīng)致力于培養(yǎng)和拓寬學(xué)生的思維能力。目前，無(wú)論是討論法教學(xué)還是思維拓展式教學(xué)，其目的都在于通過(guò)多維度的教學(xué)方式提高學(xué)生的制圖創(chuàng)新能力，豐富課堂教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。如針對(duì)與實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系密切的教學(xué)中，案例法可以充分發(fā)揮教師的作用，將實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，將設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)類(lèi)知識(shí)引進(jìn)到課程教學(xué)中。教師可為學(xué)生預(yù)設(shè)多個(gè)情景，在具體的分組中學(xué)生可以鍛煉能力，這樣學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識(shí)可以得到鞏固，設(shè)計(jì)能力及圖紙分析能力也可以得到提高。

四、教學(xué)模式內(nèi)容及模式改革

循環(huán)動(dòng)態(tài)的教學(xué)模式是我國(guó)機(jī)械制圖教學(xué)的主要目標(biāo)。這一教學(xué)目標(biāo)要求教師改變自己在教學(xué)中的地位。教師不再單純地掌握教學(xué)方法和進(jìn)程，而要求學(xué)生參與，充分發(fā)揮學(xué)生的主角地位，將教為主導(dǎo)轉(zhuǎn)化為以教師的引導(dǎo)為主，與學(xué)生實(shí)踐相配合的教學(xué)方式，也就是循環(huán)動(dòng)態(tài)教學(xué)模式。這種教學(xué)模式基于先進(jìn)化的多媒體技術(shù)，在這種模式下，學(xué)生的創(chuàng)造性思維更強(qiáng)，并且能夠感受自身的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)探索精神。教學(xué)內(nèi)容的改革以教學(xué)模式為前提，從以下方面入手：以“體”為核心的投影理論；表達(dá)方法范圍的擴(kuò)大；三維圖紙的查閱及繪制；促使學(xué)生了解多元化、數(shù)字化的基礎(chǔ)理論。投影理論是一種先進(jìn)的繪圖理論，這種理論要求學(xué)生了解實(shí)踐操作、熟悉繪圖流程。實(shí)際上，隨著科技的發(fā)達(dá)，這種繪圖模式不利于圖形的展開(kāi)，需要教師增強(qiáng)空間思維能力。這解釋了為什么投影理論以“體”為中，而不是點(diǎn)、線或者面。三維立體圖作為目前推行的主體，在高校機(jī)械制圖教學(xué)中起著積極作用。三維時(shí)代并不代表二維模式將被淘汰。關(guān)于投影的介紹，學(xué)生的先進(jìn)理念將得到推廣，使學(xué)生的后期學(xué)習(xí)效率得到提高。我國(guó)多媒體技術(shù)在教學(xué)中起著十分積極的作用，尤其對(duì)于投影理論來(lái)說(shuō)，處于不同時(shí)代的機(jī)械制圖軟件不同，功能值得商榷。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著高科技的快速發(fā)展，機(jī)械制圖開(kāi)始趨于現(xiàn)代化。目前，數(shù)字化技術(shù)在不斷發(fā)展，對(duì)于機(jī)械教育來(lái)說(shuō)，我們應(yīng)提出更高的要求，明確教學(xué)目標(biāo)，豐富教學(xué)手段。并且在高校中普及高科技知識(shí)，使機(jī)械制圖朝著操作智能化發(fā)展。熟練掌握機(jī)械制圖的設(shè)計(jì)技能，繪制現(xiàn)代機(jī)械圖紙是現(xiàn)代高校機(jī)械課程中的主要任務(wù)。實(shí)踐證明，教學(xué)化技術(shù)能夠從實(shí)質(zhì)上改變我國(guó)機(jī)械制圖教學(xué)效率低下的現(xiàn)狀。這是現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才的主要要求。

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