工程圖學(xué)測繪課程的教學(xué)改革與研究

谷芳　李群卓　朱琳　靳紅玲

摘要：測繪課程首先要選擇一個具有常見裝配連接關(guān)系和典型零件的測繪部件，測繪這樣的部件所用知識幾乎可以涵蓋工程圖學(xué)課程的全部內(nèi)容；需要擬定合理的學(xué)時分配方案，讓學(xué)生有效的分配時間完成任務(wù)；還要運用靈活的教學(xué)方式，把教與學(xué)結(jié)合起來，既要充分發(fā)揮學(xué)生的主創(chuàng)性，又要掌控整個教學(xué)進程，較大程度的提高學(xué)生的開拓創(chuàng)新能力；最后通過建立分項考核體系，使考查結(jié)果更具有公平性和科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：工程圖學(xué)；測繪；教學(xué)法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0097-04

一、前言

工程圖學(xué)是一門研究繪制和閱讀機械圖樣的理論和方法的基礎(chǔ)課程，而工程圖樣是構(gòu)思、設(shè)計與制造過程中的信息載體，被稱為“工程界的語言”[1]，所以培養(yǎng)學(xué)生熟練準確的繪制和閱讀圖樣的能力是工程圖學(xué)課程的教學(xué)目標。

在目前的工程圖學(xué)課程教學(xué)中，受教學(xué)條件的限制，繼續(xù)沿用著傳統(tǒng)的課堂講授基本知識、課后完成作業(yè)的教學(xué)模式，是一種脫離實際、缺乏直觀性的教學(xué)過程，主要反映為當學(xué)生遇到具體零件時，不能運用已掌握的知識和能力來解決具體問題，在實際工作中困難重重。于是我們從2003年開始開設(shè)的為期一周的《工程圖學(xué)測繪》實踐課程，成為工程圖學(xué)課程的重要實踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生對工程圖學(xué)所學(xué)內(nèi)容進行了一次全面的檢驗和強化。實踐證明，測繪課程是理論聯(lián)系實際的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是進一步培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維不可缺少的訓(xùn)練，也是本課程教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。

根據(jù)已有的部件畫出其零件圖和裝配圖的過程稱為部件測繪。在生產(chǎn)實際中，在對現(xiàn)有機器或部件改進或維修時，常需要對該機器的零、部件進行測繪，所以測繪技能是工程技術(shù)人員必備的基本技能，工程圖學(xué)測繪課程對培養(yǎng)和提高學(xué)生的測繪技能起到舉足輕重的作用。該課程通過實踐教學(xué)方式，綜合運用工程圖學(xué)課程所學(xué)的知識進行實際動手操作，通過對零部件實物的測量，畫出其零件草圖和裝配草圖，以增加感性認識，提高直觀性教學(xué)效果，將理論與實踐相結(jié)合，鍛煉了學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。

二、改革選題方式，推行科學(xué)可行原則

測繪實踐的主要目的是為了讓學(xué)生加深對工程圖學(xué)課程知識的理解與應(yīng)用，讓學(xué)生能夠獨立確定視圖表達方案、合理標注零件尺寸和技術(shù)要求、規(guī)范查閱標準手冊、解決實際問題。但課程中的尺寸標注與制造工藝知識相結(jié)合，而大一學(xué)生這方面的知識是比較匱乏的，因此選題與分配也是教學(xué)難點之一。

高校各專業(yè)特點不同，學(xué)生的素質(zhì)也參差不齊，為了克服以往教學(xué)模式脫離實際的弊端，測繪部件的選擇要遵循難點分散、重點突出、零件種類全面的科學(xué)可行原則。經(jīng)過多年的教學(xué)體制改革，大學(xué)教育已經(jīng)進入大眾化教育階段，專業(yè)課程的學(xué)時減少，而原來測繪課程所用的二級減速器工作量較大，所以最終選用了工作量適中的“安全閥”、“齒輪油泵”和“機油泵”三種部件。這些部件具有常見的連接和裝配關(guān)系，零件類型全面，幾乎涵蓋了工程圖學(xué)課程的全部內(nèi)容[2]。例如機油泵，該部件中有標準件——螺栓連接、銷連接、鍵連接；有常用件——圓柱齒輪；有典型零件包括：軸套類零件——軸、軸套，箱體類零件——泵體，盤類零件——端蓋；有密封裝置——密封圈。零件之間的配合關(guān)系有間隙配合、過渡配合、過盈配合。

部件的分配要科學(xué)可行，做到因材施教。機電專業(yè)課時少，一般選用零件數(shù)量較少的安全閥，避免出現(xiàn)吃不消的現(xiàn)象；機制專業(yè)課時多，要求高，大部分學(xué)生選用難度適中的齒輪泵。而機油泵零件較多，相對前兩個部件其難度大，應(yīng)分配給基礎(chǔ)知識扎實且自學(xué)能力較強的學(xué)生來完成，激發(fā)其挑戰(zhàn)性，給學(xué)有余力的學(xué)生開辟探索的空間和研究的余地。

三、改變教學(xué)觀念，明確課程要求

由于測繪課程學(xué)生比較分散，在測繪過程中老師管理難度相對較大，如果老師在布置完任務(wù)后就放任自流，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果肯定不理想，很難達到預(yù)期的教學(xué)目的，所以要求教師必須改變教學(xué)觀念，明確課程目的和要求。測繪開始前，指導(dǎo)教師應(yīng)認真全面的做好準備工作，為學(xué)生提供一份詳盡的測繪指導(dǎo)書。指導(dǎo)書要包括：測繪目的、測繪內(nèi)容、學(xué)時分配及順序等要求。指導(dǎo)書應(yīng)提供部件工作原理及示意圖，讓學(xué)生熟悉并了解部件。然后應(yīng)給出各環(huán)節(jié)的指示，包括測繪方法和步驟、拆卸方法和順序、尺寸的測量及查表等環(huán)節(jié)中應(yīng)注意的問題。

四、嚴格執(zhí)行合理的繪圖順序

測繪指導(dǎo)書應(yīng)明確要求學(xué)生繪制所有非標準件的零件草圖及裝配體的裝配草圖。在實際操作中切忌畫完一個零件草圖立即畫該零件的工作圖，這樣操作存在以下問題：（1）測繪工作常在零件拆卸現(xiàn)場進行，實際操作中畫完草圖立即畫該零件的工作圖很不方便。（2）在生產(chǎn)中是集中測繪完草圖才畫工作圖的，這樣同類工作集中，節(jié)省輔助時間。因此，要安排學(xué)生先繪制零件草圖和裝配草圖，再根據(jù)零件草圖和裝配草圖繪制裝配工作圖。進一步校核零件所有部分尺寸，防止出現(xiàn)干涉和碰撞等情況，最后根據(jù)零件草圖和裝配工作圖畫出零件工作圖。零件草圖的審核主要是糾正尺寸問題，還要給學(xué)生講解粗糙度、公差和技術(shù)要求方面的基本內(nèi)容，并對學(xué)生所標注的內(nèi)容進行輔導(dǎo)和校核。

五、打破常規(guī)，運用靈活多樣的教考模式

在傳統(tǒng)的測繪課程教學(xué)中，教師占用了較多的時間來講授全部測繪知識，忽略了調(diào)動學(xué)生主體的主觀能動性。經(jīng)過多年的不斷探索和改進，我們運用靈活多樣的教考模式，測繪課程取得了更好的教學(xué)效果。

1.采用“階段學(xué)時分配方式”。測繪課程計劃學(xué)時1周，時間緊，任務(wù)重。在以往的教學(xué)中，由于不具體劃分學(xué)時分配，學(xué)生開始的時候工作松懈，進程緩慢，后期為了按時完成任務(wù)而倉促地繪圖，這樣導(dǎo)致學(xué)生最終知其然而不知其所以然。為了改變這種現(xiàn)象，我們實行了“階段學(xué)時分配方式”，教師課堂上要講重點、抓難點，合理分配教學(xué)時間。同時，在各階段根據(jù)不同的內(nèi)容，運用講、練、討論與審核相結(jié)合的教學(xué)方式，既要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又要充分發(fā)揮學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)和動手的積極性，使得教學(xué)學(xué)時分配更合理，教學(xué)方式更靈活，體現(xiàn)實踐教學(xué)課程的優(yōu)勢，達到預(yù)期的教學(xué)目的。具體學(xué)時分配與安排見表1：

2.互動教學(xué)，收益非淺。在以往教學(xué)中，教師的講解貫穿始終，使得學(xué)生一直處在被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，甚至有的學(xué)生根本不聽、不想、不練，使得教學(xué)效果大打折扣。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，我們改革設(shè)計出一套講、練、討論與審核相結(jié)合的新方式，取得了良好的教學(xué)效果。

在課程開始時，學(xué)生對部件及課程感到困難多，甚至無從下手，所以教師必須對任務(wù)、部件的工作原理進行詳細的講解，使學(xué)生順利進入到拆卸和繪圖工作中。但教師課內(nèi)輔導(dǎo)時間有限，所以按照學(xué)生分組討論校核后教師再審核的順序，小組內(nèi)每個同學(xué)根據(jù)測繪對象選擇表達方案，畫出零件草圖，說明表達方案和尺寸標注的理由，這樣學(xué)生會主動思考問題。繪圖過程中，由于學(xué)生缺乏生產(chǎn)、加工工藝知識，測繪的零件草圖中缺點和錯誤較多，教師必須及時指出，并對學(xué)生的表達方案給出結(jié)論性的意見，選擇出一種最佳的表達方案。這樣既促使學(xué)生主動解決問題，掌握了較完整和牢固地知識，又保證了教學(xué)質(zhì)量。

裝配草圖的繪制是本課程的難點，問題較多。在開始繪制裝配圖之前給學(xué)生需要溫習(xí)裝配圖的規(guī)定畫法，列舉裝配體圖樣供學(xué)生參考學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到胸有成竹。裝配圖工作量大，學(xué)生一旦繪制不符合要求必須返工，為了避免這類情況發(fā)生，采用學(xué)生先用口述和示意的形式表達出視圖的選擇方案，分組討論選出最佳方案后，每組配代表進行全班講述，各小組之間進行不同意見的交換和切磋。教師對正確的要給予肯定，不足之處予以提出，使學(xué)生積極探討出更加合理的表達方案?？v然這樣繪制出的裝配草圖可能存在較多的缺點，但學(xué)生通過繪制以后獲得的知識是比較完整的、牢固的，而不像學(xué)生繪制一步教師指導(dǎo)一步那樣支離破碎和缺乏系統(tǒng)。在繪制裝配草圖時，一般要求學(xué)生只完成裝配草圖的主視圖，其他視圖口頭補充，既減少了學(xué)生工作量，又給學(xué)生留下獨立發(fā)揮的空間。實踐證明，這種教學(xué)方式取得了良好的教學(xué)效果。

3.必須擴充必要專業(yè)知識。由于學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)制造和設(shè)計課程，所以對零件結(jié)構(gòu)的理解比較困難。以往教師認為這些已經(jīng)超出工程圖學(xué)課程范圍，只要學(xué)生能模仿教師畫出就可以了，不擴充專業(yè)知識，導(dǎo)致學(xué)生不會舉一反三，所以教師在這一環(huán)節(jié)中應(yīng)起主導(dǎo)作用。

為了讓學(xué)生準確完整地繪制出各種結(jié)構(gòu)，在測量零件之前，應(yīng)根據(jù)各類零件所處的位置，以及與它相匹配的零件之間的關(guān)系，了解各種零件的結(jié)構(gòu)、功用、加工過程，比如常見的工藝結(jié)構(gòu)有鑄造圓角、倒角、退刀槽、凸臺、凹坑等，引導(dǎo)學(xué)生在部件測繪中要從生產(chǎn)實際出發(fā)去考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀。還有，零件上常會有制造缺陷，如砂眼、氣孔、加工痕跡以及長期使用所造成的磨損等，在繪圖時不能畫出，要對缺陷進行“補全”處理，使其恢復(fù)原形后再測量[3]。

要想合理、清晰地標注零件的尺寸，除了分析零件各部分結(jié)構(gòu)的作用以及與相鄰零件之間的關(guān)系，還需選擇合適的測量工具和運用恰當?shù)臏y量方法。為了正確選擇尺寸基準，教師適當給學(xué)生講解一些設(shè)計和加工工藝知識，使零件的形狀和尺寸符合設(shè)計使用和加工工藝要求。對于裝配體的尺寸，還要考慮其裝配關(guān)系，保證各相鄰零件之間的配合與尺寸關(guān)系。還要輔導(dǎo)學(xué)生標注合理的尺寸公差、表面粗糙度、零件的材料及熱處理方法等技術(shù)要求，指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)的機械設(shè)計標準。

4.創(chuàng)建分項考核體系。工程圖學(xué)測繪的考核以往主要依據(jù)圖面質(zhì)量評定成績，考核方式缺乏公平性、科學(xué)性。經(jīng)過教學(xué)實踐證明，考核應(yīng)從三方面進行。

一是繪圖質(zhì)量考核，包括圖樣繪制的正確性、合理性、清晰度等。教師要對學(xué)生的所有圖樣進行詳細的審閱，來確定學(xué)生的圖樣是否正確、完整、清晰，尺寸標注是否合理、齊全，技術(shù)要求注寫是否恰當?shù)取?/p>

二是考核學(xué)生的知識掌握程度，標準件的選用與手冊的查閱能力。答辯時教師要一對一的對學(xué)生進行詢問，主要從學(xué)生視圖表達方案的選擇過程，尺寸測量及標注方法，標準件、常用件、公差配合、表面粗糙度及其他技術(shù)要求的查表和計算等方面進行考查。

三是計算機繪圖能力的考核。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，用計算機繪制的圖樣準確清晰，優(yōu)于傳統(tǒng)的手工繪圖。在掌握工程圖學(xué)的基本理論之后，再熟練掌握計算機繪圖這一便利的繪圖手段，這是工程技術(shù)人員應(yīng)具備的素質(zhì)。主要考查學(xué)生是否能夠熟練利用AutoCAD繪圖軟件繪圖。軟件工具的使用方法是非常靈活的，繪制一個對象一般有多種途徑可以實現(xiàn)，學(xué)生只有通過多學(xué)多練才能達到熟能生巧、融會貫通[4]。

六、結(jié)語

徒手繪圖、尺規(guī)繪圖和計算機繪圖是機械類專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本技能。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐總結(jié)得出，集中一周的測繪課比課堂上分散測繪教學(xué)效果好。學(xué)生在短時間內(nèi)、高效率的完成任務(wù)，并引入計算機繪圖，使學(xué)生扎實的鞏固了基礎(chǔ)知識，進一步提高了繪圖能力。通過部件測繪的教學(xué)實踐，培養(yǎng)了學(xué)生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。

參考文獻：

[1]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機械制圖[M].第七版.北京：高等教育出版社，2007.

[2]徐昌貴，王晶，劉斌，張磊.工程制圖測繪實踐周教學(xué)實踐與研究[J].教學(xué)研究，2005，28（4）：332-334.

[3]陳偉志.《機械制圖》不可忽視零部件測繪[J].科技教育創(chuàng)新，2010，（11）：265-266.

[4]陳敏，劉曉敘.AutoCAD2004機械設(shè)計繪圖應(yīng)用教程[D].成都：西南交通大學(xué)出版社，2005.

基金項目：校級教改項目：以“工程意識與工程素質(zhì)培養(yǎng)”為中心的制圖測繪改革與探索（JY1302055）；陜西省級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械類人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)”資助

作者簡介：谷芳（1979-），女，山西陽高人，講師，研究方向工程制圖及計算機輔助繪圖。

通訊作者：李群卓（1970-），男，陜西商洛人，講師，研究方向工程制圖及計算機輔助繪圖。