創(chuàng)新人才培養(yǎng)視角下“機(jī)械制圖測繪實(shí)訓(xùn)”的教改研究

趙海燕

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104)

“機(jī)械制圖測繪實(shí)訓(xùn)”作為機(jī)械大類相關(guān)專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的重要課程，是教學(xué)中的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，在提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力方面起著重要的作用。它是對(duì)學(xué)生測量能力、繪圖能力、設(shè)計(jì)能力和查閱手冊(cè)能力等進(jìn)行的綜合訓(xùn)練。通過測繪典型的零部件，培養(yǎng)學(xué)生掌握測繪工具的使用，使學(xué)生明確部件的工作原理和裝配關(guān)系，了解主要零件的結(jié)構(gòu)形狀，熟練應(yīng)用零部件的表達(dá)方法、尺寸標(biāo)注和技術(shù)要求標(biāo)注等。

1 教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 學(xué)生工程意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)薄弱

“機(jī)械制圖測繪實(shí)訓(xùn)”作為“機(jī)械制圖”的后續(xù)實(shí)踐課程，一般安排在大學(xué)一年級(jí)，授課對(duì)象為沒有工程意識(shí)的大學(xué)一年級(jí)學(xué)生。面對(duì)教師的滿堂灌，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)、機(jī)械記憶，對(duì)測繪目的、測繪過程不明確，缺乏主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新意識(shí)[1]。

1.2 測繪部件單一化、模型化

一般測繪部件選用所謂“典型”部件，且為測繪模型，比如虎鉗、齒輪油泵等，結(jié)構(gòu)粗糙，結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)不到位，導(dǎo)致部分學(xué)生會(huì)以為企業(yè)產(chǎn)品也是如此。測繪時(shí)，每個(gè)班的測繪部件相同或結(jié)構(gòu)原理類似。學(xué)生之間產(chǎn)生了依賴性，部分基礎(chǔ)薄弱或偷懶的學(xué)生存在抄襲他人圖紙的現(xiàn)象，無法保證每一個(gè)同學(xué)的測繪細(xì)致化[2-3]。

1.3 零部件圖紙手工繪制

由于傳統(tǒng)教學(xué)習(xí)慣和教學(xué)硬件設(shè)施不足等現(xiàn)象，導(dǎo)致“機(jī)械制圖測繪實(shí)訓(xùn)”零部件表達(dá)還在采用手工繪制圖紙的方式，修改難、效率低、質(zhì)量差，已不適應(yīng)智能制造的社會(huì)趨勢，與企業(yè)崗位需求脫節(jié)[4]。

1.4 測量工具簡單化

測量工具采用簡單的鋼尺，三角板或者簡單的游標(biāo)卡尺，測量不精準(zhǔn)。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)繪圖方面的人才需求越來越迫切。為了解決上述問題，滿足企業(yè)的崗位需求，響應(yīng)國家對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的號(hào)召，學(xué)校將“機(jī)械制圖測繪實(shí)訓(xùn)”結(jié)合企業(yè)需求，以培養(yǎng)適合企業(yè)崗位、有創(chuàng)新意識(shí)人才為目的而進(jìn)行教學(xué)改革與探索。

2 教改目標(biāo)與思路

隨著計(jì)算機(jī)造型和信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工繪圖或二維計(jì)算機(jī)繪圖已經(jīng)不能滿足智能制造數(shù)字化的需求[5]。為適應(yīng)科技發(fā)展和現(xiàn)代企業(yè)需求，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性創(chuàng)新人才為目標(biāo)，從認(rèn)識(shí)論及實(shí)踐的角度出發(fā)，完善測繪測量工具，將計(jì)算機(jī)三維造型技術(shù)與制圖測繪有機(jī)融合，能有效培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、設(shè)計(jì)表達(dá)能力和創(chuàng)新能力。

2.1 教改目標(biāo)

提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力和零部件的測繪、表達(dá)能力；提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和增強(qiáng)學(xué)生的成就感；課程內(nèi)容與企業(yè)需求、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無縫對(duì)接；增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

2.2 教改重點(diǎn)

1) 測繪產(chǎn)品企業(yè)化。摒棄傳統(tǒng)的測繪模型，改選用企業(yè)的機(jī)器、部件為測繪產(chǎn)品，學(xué)生依據(jù)興趣選定測繪產(chǎn)品，每2～3人為一組，每組一個(gè)測繪產(chǎn)品，每個(gè)測繪產(chǎn)品不同。

2) 測繪方式技術(shù)化。測量工具精選企業(yè)常用工具，如游標(biāo)卡尺、千分尺等，確保測量的精準(zhǔn)。繪制零部件也要采用數(shù)字化表達(dá)，結(jié)合inventor三維可視化軟件，項(xiàng)目包含從建模到裝配、再從裝配到零部件的改進(jìn)以及產(chǎn)品的創(chuàng)新改進(jìn)等。

3) 教學(xué)講義案例化。以企業(yè)產(chǎn)品為測繪教學(xué)案例，組織教學(xué)內(nèi)容和安排教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接；注重開發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新精神，與企業(yè)需求對(duì)接。

4) 教學(xué)手段靈活化。開發(fā)在線課程，選擇企業(yè)實(shí)際的產(chǎn)品為測繪對(duì)象，結(jié)合測量工具使用方法、工具手冊(cè)查詢、測量技巧、測繪任務(wù)等以微課的形式展示，微課短小精悍，利于學(xué)生課下觀看或回看。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)期間也可以邊看邊操作。

2.3 教改思路

在測繪中，精選企業(yè)典型產(chǎn)品作為測繪對(duì)象，每組產(chǎn)品不同，鼓勵(lì)了團(tuán)隊(duì)競爭，避免了大面積抄襲現(xiàn)象，更激發(fā)了學(xué)生的求實(shí)精神和創(chuàng)新意識(shí)。具體分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

1) 依據(jù)興趣選定測繪產(chǎn)品，確定測繪任務(wù)。測繪產(chǎn)品均來自不同行業(yè)企業(yè)，因此每個(gè)測繪部件功能不同，結(jié)構(gòu)也不同。鼓勵(lì)學(xué)生以2～3人為一組，組員可自由組合，也可由教師協(xié)調(diào)。每小組可以依據(jù)興趣選定測繪產(chǎn)品，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2) 組員分工，查閱資料。學(xué)生根據(jù)選定的測繪任務(wù)，進(jìn)行組員任務(wù)分工，并完成產(chǎn)品的相關(guān)資料查詢。通過查閱資料，確定產(chǎn)品的工作原理、零部件裝配關(guān)系等，并學(xué)習(xí)測量工具的使用方法以及掌握測繪中的相關(guān)知識(shí)和注意事項(xiàng)等。

3) 測繪任務(wù)實(shí)施。①拆卸測繪產(chǎn)品。小組成員根據(jù)測繪產(chǎn)品的工作原理、裝配關(guān)系和裝拆順序，用專用拆卸工具正確拆卸各零件，并為拆卸下來的每一個(gè)零件作編號(hào)記錄。②產(chǎn)品的零件建模、裝配。組員要分清產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)零件，將非標(biāo)零件在Inventor中完成建模，標(biāo)準(zhǔn)件可以從軟件庫中調(diào)入，然后完成產(chǎn)品的裝配。檢查產(chǎn)品的裝配模型，是否有干涉或者存在其他缺陷，進(jìn)行零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸調(diào)整。③零部件工程圖表達(dá)。組員討論確定零部件的工程圖表達(dá)方案，確保零件結(jié)構(gòu)的表達(dá)合理及裝配部件工作原理的表達(dá)清晰，并完成尺寸標(biāo)注及技術(shù)要求等相關(guān)內(nèi)容。④產(chǎn)品的創(chuàng)新改進(jìn)和產(chǎn)品展示視頻制作(選做)。鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新改進(jìn)，并制作產(chǎn)品的展示視頻，可以包含產(chǎn)品的模擬拆卸和裝配等。本項(xiàng)內(nèi)容選做，可作為成績的附加分，基礎(chǔ)一般的同學(xué)可以不做。⑤實(shí)訓(xùn)報(bào)告撰寫。將實(shí)訓(xùn)中裝拆部件、測繪產(chǎn)品零部件表達(dá)以及測繪心得感受等撰寫成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。

4) 學(xué)生反饋問題，教師指導(dǎo)答疑。在測繪實(shí)訓(xùn)的整個(gè)階段，學(xué)生作為實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的主體，遇到問題及時(shí)反饋，教師則需要及時(shí)進(jìn)行交流、引導(dǎo)和答疑。對(duì)于共性問題，教師可以在課堂上統(tǒng)一講解；對(duì)于個(gè)性問題，則需要教師個(gè)別引導(dǎo)，并注意調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性和解決問題的能力。

5) 綜合打分，優(yōu)秀作業(yè)成果展示。測繪實(shí)訓(xùn)采用學(xué)生小組互評(píng)、組內(nèi)人員互評(píng)和教師評(píng)價(jià)的組合打分形式。評(píng)分項(xiàng)目分為非標(biāo)零件建模、部件裝配、非標(biāo)零件工程圖表達(dá)、部件裝配圖表達(dá)、產(chǎn)品改進(jìn)創(chuàng)新(選做)、產(chǎn)品視頻展示(選做)等6項(xiàng)。既體現(xiàn)了公平與公正，也考慮了因材施教，還增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。對(duì)于優(yōu)秀作業(yè)，可以做成展板，既可以在在線課程中展示，又可以做成紙質(zhì)展板展示，展板模板如圖1所示。展板內(nèi)容包含學(xué)生個(gè)人信息、作業(yè)內(nèi)容、產(chǎn)品工作原理、產(chǎn)品拆裝視頻和虛擬樣機(jī)的拆裝視頻等，增加了學(xué)生的成就感。

圖1 優(yōu)秀作業(yè)展板

3 教改創(chuàng)新點(diǎn)

1) 學(xué)習(xí)資源多樣化。為了給學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)條件，開發(fā)了在線開放課程，涉及常規(guī)測繪方法和產(chǎn)品創(chuàng)新拓展等知識(shí)。

2) 教學(xué)內(nèi)容企業(yè)對(duì)接。①測繪部件與企業(yè)對(duì)接：測繪部件不再使用傳統(tǒng)的模型，而是選用來自企業(yè)的產(chǎn)品，2～3人一組，保證每位同學(xué)都能深度參與企業(yè)產(chǎn)品的測繪，通過測繪理解產(chǎn)品工作原理、零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路等。②技術(shù)手段與企業(yè)對(duì)接：測繪，一是測，二是繪。測，精選企業(yè)常用量具；繪，零部件均采用數(shù)字化表達(dá)。本課題有機(jī)結(jié)合Inventor軟件，實(shí)現(xiàn)零部件的測繪與建模等。對(duì)于比較優(yōu)秀的學(xué)生，鼓勵(lì)其對(duì)測繪部件的改進(jìn)創(chuàng)新或者增加部件原理動(dòng)畫演示等，并作為附加分項(xiàng)。

3) 作業(yè)的可展示性。對(duì)于學(xué)生的優(yōu)秀作品可以做成展板，展板包含展示產(chǎn)品名稱、工作原理、零部件工程圖、產(chǎn)品虛擬拆裝視頻以及學(xué)生的姓名等相關(guān)信息， 提高了學(xué)生的成就感。

4) 考核項(xiàng)目多樣化。改變傳統(tǒng)的教師對(duì)手工圖紙打分的單一考核方式，采用新的考核方式，增加了考核項(xiàng)目和學(xué)生小組互評(píng)、組內(nèi)人員互評(píng)的打分形式，也增加了附加分，體現(xiàn)了公平與公正，考慮了因材施教，也增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

4 教改成果

1) 能展示的優(yōu)秀作業(yè)。對(duì)需要學(xué)生完成的作業(yè)，在設(shè)計(jì)時(shí)只給出其基本要求，作業(yè)內(nèi)容由學(xué)生自行確定，增加學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對(duì)于優(yōu)秀作業(yè)，做成展板，既可以在在線課程中展示，又可以做成紙質(zhì)展板展示。展板內(nèi)容包含學(xué)生個(gè)人信息、作業(yè)內(nèi)容、產(chǎn)品工作原理、產(chǎn)品拆裝視頻和虛擬樣機(jī)的拆裝視頻等，增加學(xué)生成就感。

2) 可示范的創(chuàng)新專利。比較優(yōu)秀的學(xué)生，可以鼓勵(lì)其對(duì)零部件進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并申報(bào)專利，在學(xué)生問可做示范作用。

5 結(jié)語

課程對(duì)接企業(yè)需求，依托“技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”為平臺(tái)，結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品實(shí)例，優(yōu)化教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)的手工繪圖方式，有機(jī)結(jié)合inventor軟件，完成零件三維建模、裝配以及工程圖表達(dá)。注重因材施教，對(duì)于比較優(yōu)秀的學(xué)生，鼓勵(lì)增加部件原理動(dòng)畫演示或部分零件改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。對(duì)比傳統(tǒng)教師對(duì)圖紙的單一評(píng)分，采用教師評(píng)分、學(xué)生小組互評(píng)和組內(nèi)人員互評(píng)相結(jié)合的方式評(píng)分，體現(xiàn)公平與公正?！皺C(jī)械制圖測繪實(shí)訓(xùn)”的優(yōu)化改革可以有效地提高學(xué)生的測繪能力、Inventor繪圖能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)生今后從事生產(chǎn)領(lǐng)域的工作儲(chǔ)存能量、打下基礎(chǔ)，也為制圖實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供一些可以借鑒的創(chuàng)新。