基于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)下《機(jī)械制圖》教學(xué)改革探索

倪曉梅 崔明鐸 吳加良 孫海霞 孔貝貝

摘要：現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展對(duì)機(jī)械制圖這門傳統(tǒng)課程提出了新的挑戰(zhàn)，為了解決傳統(tǒng)機(jī)械制圖課程教學(xué)中存在的各種問題，結(jié)合本學(xué)院教師多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)方法、培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面對(duì)機(jī)械制圖課程進(jìn)行改革，以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和社會(huì)適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；教學(xué)改革；綜合能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）30-0119-02

一、前言

機(jī)械制圖是工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，是工程界的技術(shù)語言，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，也經(jīng)由后續(xù)課程對(duì)學(xué)生的機(jī)械制圖知識(shí)進(jìn)行豐富、繪圖表達(dá)能力得以強(qiáng)化，同時(shí)也是學(xué)生今后從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工等工作必備的基礎(chǔ)知識(shí)之一。而傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)于高素質(zhì)綜合型應(yīng)用型制圖人才的需求，如何在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上將機(jī)械制圖課程改革，解決學(xué)生匱乏的三維空間想象能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械圖樣的理解能力，提高學(xué)生的綜合能力，已經(jīng)成為機(jī)械制圖課程改革的重要課題。經(jīng)過我院幾年的教育改革實(shí)踐和“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)方案的不斷強(qiáng)化，課題組從機(jī)械制圖課程教學(xué)改革的實(shí)踐的角度，更新教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、創(chuàng)新空間想象能力培養(yǎng)方式、完善實(shí)踐環(huán)節(jié)，改變傳統(tǒng)課程設(shè)置模式，運(yùn)用新技術(shù)手段建立了針對(duì)應(yīng)用型高等教育特點(diǎn)的教學(xué)體系。

二、現(xiàn)階段機(jī)械制圖課程存在的問題

雖然越來越多的企業(yè)選擇三維實(shí)體建模，但是二維圖仍然是工程中不可缺少的方式，一些復(fù)雜機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如槽和斜孔，只能用二維圖來表示。所以二維圖在工程技術(shù)中的地位仍然不可取代。但是學(xué)生的三維與二維轉(zhuǎn)換能力較弱，很多學(xué)生知道產(chǎn)品的三維圖，但是無法想象出二維圖。現(xiàn)階段教學(xué)中，教師主要采用掛圖、實(shí)物模型等方法進(jìn)行講解，這種講解方法起到的效果不明顯，不能直觀地體現(xiàn)出從三維到二維的轉(zhuǎn)化，不利于學(xué)生三維空間思維的培養(yǎng)。

傳統(tǒng)機(jī)械制圖培養(yǎng)方案里機(jī)械制圖課程知識(shí)與計(jì)算機(jī)繪圖（主要為CAD）是分別在兩個(gè)學(xué)期開設(shè)的，這樣導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)CAD時(shí)已經(jīng)將上學(xué)期學(xué)過的零件圖、裝配圖、互換性等知識(shí)忘記，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)繪圖裝配圖、零件圖的繪制時(shí)，這些內(nèi)容要重新講一遍，浪費(fèi)時(shí)間。

企業(yè)對(duì)制圖人才的需求主要是集測(cè)繪、識(shí)圖、繪圖（包括手工繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖）于一體的應(yīng)用型人才，這就要求學(xué)生不僅要會(huì)識(shí)圖讀圖，還要學(xué)會(huì)測(cè)繪、手工繪圖、用計(jì)算機(jī)繪圖。傳統(tǒng)機(jī)械制圖培養(yǎng)方案中缺少實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生的機(jī)械制圖知識(shí)死板僵硬，缺乏與實(shí)踐的結(jié)合，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生只會(huì)讀圖或者抄畫圖紙，而不會(huì)靈活應(yīng)用各種測(cè)繪工具測(cè)出零件尺寸，再應(yīng)用所學(xué)的制圖知識(shí)獨(dú)立繪制出零件圖、裝配圖。

三、教學(xué)改革思路

1.將培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。將機(jī)械制圖理論授課與計(jì)算機(jī)繪圖授課時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，使機(jī)械制圖理論課程與計(jì)算機(jī)繪圖課程盡量安排在一個(gè)學(xué)期。這樣教師可以把計(jì)算機(jī)繪圖和理論知識(shí)有機(jī)地融合在一起，使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，熟練掌握繪圖技能。對(duì)于理論知識(shí)中較難理解的三視圖、組合體等，學(xué)生需要多做練習(xí)題增加理解，但是傳統(tǒng)的手工繪圖耗費(fèi)時(shí)間長，如果在CAD中繪制三視圖，大大縮短了繪制時(shí)間，在相同的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生可以繪制出更多的三視圖，提高學(xué)習(xí)效率。對(duì)于裝配圖這一模塊，學(xué)生可以自己在計(jì)算機(jī)軟件上將繪制好的零件圖進(jìn)行裝配，使學(xué)生能夠更好地理解各零件裝配關(guān)系、裝配順序等內(nèi)容。

在機(jī)械制圖教學(xué)過程中盡量減少畫法幾何即點(diǎn)線面投影的教學(xué)學(xué)時(shí)，加大組合體、切割體和零件圖與裝配圖的學(xué)時(shí)，將抽象化的畫法幾何糅合在形象化的三視圖教學(xué)中，學(xué)生掌握得更牢固、理解更充分。另外，將機(jī)械制圖與現(xiàn)代工廠緊密結(jié)合，比如傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程在講授零件圖時(shí)，脫離了企業(yè)的需要，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完制圖后進(jìn)入企業(yè)卻看不懂圖紙，針對(duì)這種情況，學(xué)院教師在零件圖與裝配圖教學(xué)中，直接將工廠（如重汽集團(tuán)、小鴨集團(tuán)）中實(shí)際應(yīng)用的典型零件圖和簡單的裝配圖用在教學(xué)中，將理論與實(shí)際良好結(jié)合，讓學(xué)生知道課本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的差別，使學(xué)生掌握工廠中實(shí)際圖紙是如何繪制的，學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)后，能盡快適應(yīng)企業(yè)的各種標(biāo)準(zhǔn)，走入工作崗位，也提高了學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.將NX（UG）與機(jī)械制圖理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合。UG是一款常用的三維造型軟件，教師在教學(xué)過程中，可以根據(jù)習(xí)題集或課本上的三視圖用UG來進(jìn)行三維造型。利用UG中的布爾運(yùn)算、減及分割命令，可以將基本體疊加、挖切、綜合形成組合體，在教學(xué)過程中，對(duì)于機(jī)械制圖中較難理解的相貫線、截交線等內(nèi)容，可以將造型過程和造型結(jié)果展示給學(xué)生看，讓學(xué)生輕松理解其產(chǎn)生過程，使學(xué)習(xí)過程生動(dòng)化、形象化，提高了學(xué)生的三維空間想象能力。利用動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)命令可以從不同的角度觀察形體的形狀、表面截交線，還可以給學(xué)生指出截交線和相貫線上的一些特殊點(diǎn)和一般點(diǎn)，并講解畫圖過程，教學(xué)過程形象化、立體化，便于學(xué)生理解和掌握。在裝配圖這一模塊的學(xué)習(xí)中，還可以利用UG的裝配功能，使學(xué)生看清楚各零件之間的裝配關(guān)系，進(jìn)而讀懂裝配圖。迅速提高學(xué)生的識(shí)圖和接受能力。

3.完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械制圖是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，實(shí)踐課程對(duì)學(xué)生知識(shí)的理解和應(yīng)用以及制圖能力的培養(yǎng)尤其重要，現(xiàn)代企業(yè)對(duì)于制圖人員的要求已經(jīng)不僅僅是讀圖、識(shí)圖，而是集測(cè)繪、識(shí)圖、繪圖于一體，因此實(shí)踐課是不可缺少的環(huán)節(jié)。我們將機(jī)械制圖與測(cè)繪結(jié)合起來，設(shè)計(jì)了減速器拆裝與測(cè)繪實(shí)踐課，在實(shí)踐課中學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行減速器零件的拆裝、測(cè)繪、裝配、手工繪圖與計(jì)算機(jī)繪圖。在減速器的拆裝、裝配中，學(xué)生進(jìn)一步理解各零件的裝配關(guān)系。讓學(xué)生運(yùn)用各種測(cè)繪工具對(duì)減速器零件進(jìn)行測(cè)繪，鍛煉了學(xué)生的測(cè)繪能力和動(dòng)手能力。讓學(xué)生手繪減速器軸、齒輪的零件圖，鍛煉了學(xué)生的手工繪圖的能力和三視圖的繪制，讓學(xué)生用計(jì)算機(jī)繪制出一張裝配圖，使學(xué)生熟練掌握裝配圖的繪制、視圖的選擇原則。通過減速器的拆裝、測(cè)繪、零件圖和裝配圖的繪制，將機(jī)械制圖與測(cè)繪結(jié)合起來，既鍛煉了學(xué)生的測(cè)繪能力，又增加了學(xué)生的繪圖能力，提高了學(xué)生制圖綜合素質(zhì)和綜合能力，使學(xué)生能夠更快地適應(yīng)企業(yè)需要，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)過程中取得了良好的教學(xué)效果。另外，在學(xué)習(xí)過機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)了測(cè)繪周，利用稍微復(fù)雜的機(jī)構(gòu)比如機(jī)床模型的拆裝與測(cè)繪，充分利用測(cè)繪周的潛力，給同學(xué)實(shí)際生產(chǎn)圖紙，讓學(xué)生知道實(shí)際生產(chǎn)圖紙與學(xué)校教學(xué)圖紙的差別，將機(jī)械制圖的課程與機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)糅合到一起，加深了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的消化、理解、綜合應(yīng)用。另外，也可以將工廠實(shí)際生產(chǎn)中的中等復(fù)雜程度的圖紙拿給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行測(cè)繪標(biāo)注。

4.改變教學(xué)方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師為主體，學(xué)生被動(dòng)接受。這種教學(xué)方法僵硬老套，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。教學(xué)改革要將學(xué)生置于主體地位，教師起一個(gè)主導(dǎo)作用，在教學(xué)過程中不斷發(fā)掘?qū)W生的興趣和積極性，把握住學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為中心，將生產(chǎn)中常用的典型零件作為教學(xué)案例，使學(xué)生更好地適應(yīng)企業(yè)需求。例如在組合體實(shí)體建模教學(xué)活動(dòng)中，讓學(xué)生分成小組，選擇幾組企業(yè)中常用的典型零件作為題目。每個(gè)小組選擇自己感興趣的零件，利用UG進(jìn)行組合體實(shí)體建模，組合體的形式往往是疊加和切割，在建模過程中，學(xué)生通過操作演示基本體的疊加、切割命令，觀察相貫線和截交線的產(chǎn)生，加深對(duì)相貫和截交的理解。學(xué)生在三維組合體實(shí)體模型直接生成二維圖，在生成二維圖的過程中，學(xué)生可以選擇幾個(gè)不同的視角，然后判斷處于哪個(gè)位置時(shí)生成的視圖最適合視圖選擇原則，切圖面布局合理。在整個(gè)實(shí)體建模教學(xué)中，教師只負(fù)責(zé)操作演示、指導(dǎo)學(xué)生繪制。整個(gè)過程都是由學(xué)生完成，提高了學(xué)生興趣。組合體實(shí)體建模教學(xué)是將計(jì)算機(jī)繪圖與機(jī)械制圖立體投影結(jié)合到一起，在教學(xué)過程中，既熟練了學(xué)生的三維繪圖能力，也使學(xué)生對(duì)組合體的投影理解更加深刻。

四、小結(jié)

隨著企業(yè)對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求越來越高，對(duì)于機(jī)械制圖課程教學(xué)也提出了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課程不論在教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方法上都不能很好地滿足現(xiàn)代企業(yè)與學(xué)生的需要，機(jī)械制圖教學(xué)應(yīng)該跟隨社會(huì)的步伐，在教學(xué)中不斷進(jìn)行探索、研究、改革。學(xué)院教師根據(jù)社會(huì)的需要對(duì)機(jī)械制圖課程教學(xué)進(jìn)行不斷改革，改革后的課程內(nèi)容、教學(xué)方法都取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、表達(dá)能力、工程應(yīng)用軟件能力得到了很大的提高，并在后續(xù)課程及課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到充分的體現(xiàn)。同時(shí)，課程改革對(duì)教師的整體素質(zhì)和專業(yè)能力也提出了新的要求，所以必須要加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。在后續(xù)的教學(xué)中，還要根據(jù)社會(huì)的需要不斷調(diào)整教學(xué)思路和教學(xué)方法，更好地適應(yīng)社會(huì)和企業(yè)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志宏.《機(jī)械制圖》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技資訊，2007，（03）.

[2]潘成君.工科高校工程制圖課程教學(xué)改革初探[J].科技信息，2012，（10）.

[3]侯婭品，楊樹崗，齊文婧.應(yīng)用型本科機(jī)械制圖教學(xué)改革的研究[J].課程教育研究，2015，（14）.

[4]項(xiàng)輝.機(jī)械制圖教學(xué)改革與實(shí)用型人才的培養(yǎng)[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，（05）.