機(jī)械制圖教學(xué)模式的探討

秦錄芳　孫濤

摘要 針對(duì)學(xué)生空間想象力欠缺，機(jī)械制圖課程教學(xué)效果欠佳的問(wèn)題。通過(guò)多媒體課件和示范實(shí)踐結(jié)合、制圖模擬考試、三維軟件建模大賽、部件測(cè)繪等多種教學(xué)模式相融合，提高了教學(xué)效果，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和鉆研精神，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升了學(xué)生的空間幾何構(gòu)想力，培養(yǎng)了學(xué)生識(shí)圖和繪圖的實(shí)踐能力，使得學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到明顯的提高。

關(guān)鍵詞 機(jī)械制圖 教學(xué)模式 空間幾何 教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.06.051

0前言

“機(jī)械制圖”是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是研究機(jī)械圖樣的繪制、識(shí)讀規(guī)律和方法的一門課程，可培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生空間幾何的分析、構(gòu)想和圖解能力，從而使學(xué)生熟練掌握識(shí)讀和繪制機(jī)械類專業(yè)圖樣的基本技能。

由于學(xué)生以前從未接觸過(guò)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域，作為大學(xué)生入校以來(lái)的第一門專業(yè)課程，空間想象力的欠缺使得學(xué)生很難理解“機(jī)械制圖”中涉及的投影規(guī)律、投影視圖、剖視圖、零件圖和裝配圖的畫法等內(nèi)容，加上教學(xué)時(shí)間壓縮、教學(xué)內(nèi)容較多、教學(xué)方法陳舊以及學(xué)生存在消極態(tài)度等因素，使得學(xué)生學(xué)習(xí)效果受到嚴(yán)重影響，波及后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。

針對(duì)以上問(wèn)題，多年來(lái)，在“機(jī)械制圖”教學(xué)模式改革過(guò)程中，我校通過(guò)采用多種教學(xué)模式相結(jié)合，即通過(guò)多媒體課件和示范實(shí)踐結(jié)合、制圖模擬考試、三維軟件建模大賽、部件測(cè)繪等教學(xué)模式，對(duì)“機(jī)械制圖”課程進(jìn)行了改革嘗試。

1多媒體課件和示范實(shí)踐結(jié)合

目前，多媒體課件已經(jīng)成為很多課程必不可少的教學(xué)工具，在“機(jī)械制圖”課程中，多媒體課件具有非常重要的地位。如對(duì)于一些復(fù)雜的零件的三維模型的展示，可以很好地幫助提升學(xué)生的空間想象力和讀圖能力；講解常用零件的工藝結(jié)構(gòu)、加工方法和技術(shù)要求時(shí)，引入各種機(jī)械加工視頻，使學(xué)生了解實(shí)際的加工情況，加深課程的理解；講解裝配圖時(shí)，通過(guò)動(dòng)畫仿真的引入，使學(xué)生理解零部件的裝配過(guò)程和裝配方法……多媒體課件涉及的這些內(nèi)容加深了學(xué)生對(duì)對(duì)書本知識(shí)的理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

“機(jī)械制圖”是一門對(duì)動(dòng)手能力要求很高的課程，很多同學(xué)都明白多媒體課件的講解，但是一動(dòng)手自己解題或繪圖常常無(wú)從下手，這主要是學(xué)生不明白作圖順序和相關(guān)細(xì)節(jié)，這必須通過(guò)教師的示范實(shí)踐來(lái)解決。如：三角板、丁字尺、圓規(guī)等機(jī)械制圖常見(jiàn)繪圖工具和儀器的使用步驟、注意事項(xiàng)以及相關(guān)保養(yǎng)規(guī)則在PPT無(wú)法全面展示，所以通過(guò)教師在黑板上現(xiàn)場(chǎng)使用并講解使用步驟，可使學(xué)生正確掌握工具的使用方法；在講解點(diǎn)、線、面的投影時(shí)，對(duì)于一些典型的題目，在黑板進(jìn)行講解，通過(guò)一步步的做題步驟和講解，可使學(xué)生更好地掌握投影規(guī)律和做題方法……通過(guò)觀摩老師的作圖步驟，領(lǐng)會(huì)作圖思路，學(xué)生更容易模仿老師，提升作圖的動(dòng)手實(shí)踐能力。

因此，內(nèi)容豐富的多媒體課件和關(guān)注規(guī)范、細(xì)節(jié)的示范實(shí)踐相結(jié)合，在加深學(xué)生理解能力提高學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，也有助于學(xué)生注重作圖規(guī)范和細(xì)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

2制圖模擬考試

“機(jī)械制圖”是對(duì)學(xué)生繪圖動(dòng)手能力要求很高的課程，有些學(xué)生能夠看懂圖，但自己繪圖能力卻很差，這就需要大量的作業(yè)來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練。在作業(yè)完成過(guò)程中，有些學(xué)生是在和其他同學(xué)交流后完成作業(yè)；有些同學(xué)過(guò)多地參考其他同學(xué)的作業(yè)；有些同學(xué)干脆抄襲其他同學(xué)的作業(yè)；有些同學(xué)雖是自主完成，但作圖時(shí)間慢。同時(shí)，由于“機(jī)械制圖”課程的作業(yè)量大，老師一般都采取部分批改。這些因素交織在一起，使得老師無(wú)法通過(guò)作業(yè)對(duì)“機(jī)械制圖”的教學(xué)效果進(jìn)行合理判斷。因此，“機(jī)械制圖”課程的教學(xué)效果只能通過(guò)學(xué)生的考試成績(jī)來(lái)檢驗(yàn)。但考試只能一次，有些同學(xué)雖很努力但因?yàn)閷W(xué)習(xí)方法不得當(dāng)，“機(jī)械制圖”考試不及格，使得其對(duì)他專業(yè)課程也喪失了信心。

我們只有準(zhǔn)確了解學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)進(jìn)展情況，才能對(duì)癥下藥。因此，在課程進(jìn)展的過(guò)程中，我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容出題，模擬考場(chǎng)環(huán)境，讓學(xué)生參加考試，通過(guò)模擬考試成績(jī)判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。針對(duì)大家普遍出錯(cuò)難以掌握的題目，進(jìn)行重點(diǎn)講解。通過(guò)多次的模擬考試，學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)得以有效克服，作圖能力得到了有效提高。

3三維軟件建模大賽

現(xiàn)如今，三維建模軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。有些航空航天企業(yè)由于加SET件形狀復(fù)雜，二維圖紙表達(dá)復(fù)雜且識(shí)圖過(guò)程長(zhǎng)，因此三維圖紙已經(jīng)逐漸成為其加工工藝圖紙的主流。

目前，“機(jī)械制圖”課程中的視圖表達(dá)還是以二維圖的繪制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行講解，由于學(xué)生的空間思維能力有個(gè)訓(xùn)練過(guò)程，所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生很難掌握這部分內(nèi)容。從三維表達(dá)入手，通過(guò)學(xué)生使用三維造型軟件，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，然后生成二維投影圖，這就很直觀，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和設(shè)計(jì)活動(dòng)順序，能夠較快地提高學(xué)生的空間思維能力和創(chuàng)造能力。

由于“機(jī)械制圖”課時(shí)的限制，不可能花大篇幅地講解三維建模軟件的操作。為深化“機(jī)械制圖”課程的教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“機(jī)械制圖”的熱情，積極推行強(qiáng)化技能的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，我校已經(jīng)聯(lián)系開展了多屆的三維CAD軟件技能競(jìng)賽活動(dòng)。比賽設(shè)有AuTocAD（三維）、CAXA、CATIA、Creo、Soli-dworks、UG NX六個(gè)軟件類別的比賽。各項(xiàng)比賽內(nèi)容以機(jī)械零部件為主，所有題目要求在2小時(shí)內(nèi)完成，凡熟悉以上6款軟件其中之一的在校生均可報(bào)名。圖1為學(xué)生參賽的部分作品。

以競(jìng)賽活動(dòng)為載體，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生技能拓展，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，形成拼搏進(jìn)取，爭(zhēng)做標(biāo)兵的濃厚氛圍。通過(guò)競(jìng)賽，檢驗(yàn)了和強(qiáng)化了學(xué)生的制圖課程學(xué)習(xí)效果及三維軟件設(shè)計(jì)操作技能，為培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4部件測(cè)繪

部件測(cè)繪在對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的改造、維修、仿制和先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)等方面有著重要的意義，是工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本技能。因此，開設(shè)“部件測(cè)繪”課程，是“機(jī)械制圖”課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖課程的基本知識(shí)、原理和方法的綜合運(yùn)用和全面訓(xùn)練，是進(jìn)一步提高學(xué)生繪圖技能的有效手段。其目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析和解決設(shè)備改造及備品、備件測(cè)繪的問(wèn)題，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下必要的基礎(chǔ)。

通過(guò)給學(xué)生提供各種液壓閥、液壓泵及各種機(jī)械裝置模型，給學(xué)生布置以下教學(xué)任務(wù)：分析、拆卸部件，畫出主要零件的零件草圖；根據(jù)零件草圖、部件實(shí)物畫出裝配草圖；根據(jù)零件草圖和裝配草圖整理、畫出主要零件的零件圖和裝配圖。

部件測(cè)繪具體實(shí)踐過(guò)程中，其教學(xué)要求包括：繪制裝配示意圖時(shí)，要求學(xué)生在實(shí)際測(cè)繪前要先熟悉測(cè)繪任務(wù)、步驟與方法；在測(cè)繪過(guò)程中，注意拆卸順序，嚴(yán)防亂敲亂打；拆卸中要仔細(xì)了解零件的作用和裝配關(guān)系；繪制零件草圖時(shí)，要求選用適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)方法，完整標(biāo)注尺寸，繪制部件的全套零件草圖：繪制零件圖時(shí)，要求選取部件中兩個(gè)比較典型的零件，畫出其零件圖，要求投影正確、內(nèi)容完整、線型分明、字體工整、圖面整潔、表達(dá)合理，尺寸完整、正確、清晰、合理，技術(shù)要求全面。繪制裝配圖時(shí)，要求表達(dá)合理、裝配關(guān)系全面、清晰、尺寸全面、要有適當(dāng)?shù)募夹g(shù)要求。部件測(cè)繪的成績(jī)考核依據(jù)學(xué)生的圖紙質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)答辯綜合評(píng)判。

通過(guò)整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施，最終達(dá)到以下教學(xué)目標(biāo)：一是使學(xué)生熟練掌握部件測(cè)繪的基本方法和步驟：二是進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)于零件圖和裝配圖的表達(dá)方法和繪圖的技能技巧；三是提高學(xué)生在零件圖進(jìn)行尺寸標(biāo)注、公差配合及形位公差標(biāo)注的能力；四是了解有關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)；五是培養(yǎng)學(xué)生正確使用參考資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范等；六是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)多種教學(xué)模式的融合，豐富了“機(jī)械制圖”課程的教學(xué)方法，使老師能夠準(zhǔn)確了解學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)進(jìn)展情況。通過(guò)多種教學(xué)模式的融合，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和鉆研精神，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升了學(xué)生的空間幾何構(gòu)想力，培養(yǎng)了學(xué)生識(shí)圖和繪圖的實(shí)踐能力，使得學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到明顯的提高。