機(jī)械類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖樣質(zhì)量的研究

王芳

摘要：本文介紹了機(jī)械類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖樣存在的各類問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了從制圖系列課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)周期、教學(xué)方式及增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面著手進(jìn)行教學(xué)改革，能有效提高制圖系列課程的教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的開展打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械類專業(yè)；畢業(yè)設(shè)計(jì)；工程圖樣；質(zhì)量提升

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）07-0178-03

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在校期間的最后一個(gè)重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和提高個(gè)人素質(zhì)的重要過(guò)程，是整個(gè)機(jī)械人才培養(yǎng)的重要組成部分[1]。對(duì)于機(jī)械類本科生來(lái)說(shuō)，繪制正確合理的工程圖樣是必須具備的專業(yè)素養(yǎng)和基本技能。筆者從事本科工程圖學(xué)課程教學(xué)多年，近年來(lái)也一直參與指導(dǎo)機(jī)械類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，審閱了大量畢業(yè)設(shè)計(jì)的工程圖，發(fā)現(xiàn)工程圖中存在較多的錯(cuò)誤和不足。為提升畢業(yè)設(shè)計(jì)的綜合質(zhì)量，對(duì)當(dāng)前機(jī)械類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，推進(jìn)制圖課程的教學(xué)改革。

一、機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)中工程圖樣的現(xiàn)狀

（一）繪制工程圖樣不符合國(guó)標(biāo)規(guī)范

近年來(lái)，我校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的工程圖繪制主要通過(guò)使用AutoCAD等繪圖軟件完成。使用軟件作圖，修改方便、操作簡(jiǎn)單、工作效率高；但學(xué)生繪圖時(shí)，并未嚴(yán)格遵守和執(zhí)行制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，例如，粗線和細(xì)線的線寬區(qū)分不清、虛線和點(diǎn)畫線的線型與國(guó)標(biāo)規(guī)定畫法偏差較大、圓等圖形漏畫中心線、圖線相交沒(méi)有做到線段相交等各種繪圖錯(cuò)誤，在圖樣中不斷出現(xiàn)；甚至還有學(xué)生將三維模型直接生成工程圖后，不經(jīng)修改和調(diào)整，直接提交，從而導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師需要花大量時(shí)間對(duì)學(xué)生的工程圖進(jìn)行檢查和批改，無(wú)形中增加了指導(dǎo)教師的工作負(fù)擔(dān)。

（二）工程圖視圖表達(dá)方案不理想

機(jī)械類本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)課題多數(shù)為對(duì)機(jī)器、設(shè)備等的設(shè)計(jì)研究，根據(jù)任務(wù)書要求，往往需要繪制總裝配圖、部件裝配圖及關(guān)鍵零件的零件圖等。學(xué)生由于缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，平時(shí)繪圖實(shí)訓(xùn)也少，因此，在確定視圖表達(dá)方案時(shí)就會(huì)無(wú)從下手，不能根據(jù)裝配體和零件的特點(diǎn)選擇合適的視圖投影方向及綜合應(yīng)用各類表達(dá)方法。此時(shí)，多數(shù)同學(xué)會(huì)直接套用常規(guī)的三視圖進(jìn)行表達(dá)，完成的圖樣不僅圖線多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，關(guān)鍵是不能將零部件的內(nèi)、外結(jié)構(gòu)特征表達(dá)清楚，圖示效果差，畢業(yè)設(shè)計(jì)后期需要花大量時(shí)間進(jìn)行修改。

（三）工程圖樣標(biāo)注錯(cuò)誤多

工程圖樣中標(biāo)注主要包括尺寸標(biāo)注和技術(shù)要求標(biāo)注兩方面。首先，由于工程圖中尺寸數(shù)量多，漏標(biāo)注、重復(fù)標(biāo)注的現(xiàn)象特別多；各類尺寸的標(biāo)注方法也未嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)規(guī)定的規(guī)范進(jìn)行書寫，例如，直徑尺寸和半徑尺寸標(biāo)注混亂、角度數(shù)字沒(méi)有水平書寫、尺寸線和尺寸界線相交等，尤其圖面上各種隨意標(biāo)注特別明顯；其次，在技術(shù)要求的標(biāo)注中，表面粗糙度符號(hào)的引線箭頭指向圖形外、尺寸公差查表錯(cuò)誤及形位公差標(biāo)注不準(zhǔn)確等在圖樣上也比比皆是。

二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖樣存在問(wèn)題的原因分析

（一）工圖課程傳統(tǒng)教學(xué)模式的制約

工程圖學(xué)課程是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的必修課程，一般開設(shè)在大學(xué)一年級(jí)。此時(shí)的學(xué)生因?yàn)閯側(cè)氪髮W(xué)，尚未完成由高中填塞式教學(xué)到大學(xué)主動(dòng)自學(xué)的轉(zhuǎn)變；在工圖課程的教學(xué)中，老師一般多采用課堂講解、PPT演示等教學(xué)方式，教學(xué)內(nèi)容多，進(jìn)度快；加之課程對(duì)學(xué)生空間想象能力和構(gòu)思能力有較高要求，學(xué)生在學(xué)習(xí)中很容易覺(jué)得枯燥無(wú)味，逐漸失去對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果將會(huì)受到影響。這樣的學(xué)習(xí)效果可能不會(huì)立竿見影，但進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，學(xué)生在工程圖樣中所呈現(xiàn)的大量不同類型的錯(cuò)誤，正好直接反映了工圖課程學(xué)習(xí)質(zhì)量的下降。

（二）制圖系列課程教學(xué)周期延續(xù)過(guò)長(zhǎng)

以我校為例，機(jī)械類專業(yè)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的典型制圖系列課程主要包括《工程圖學(xué)》（96學(xué)時(shí)）、《工程CAD》（32學(xué)時(shí)）及《SolidWorks》（32學(xué)時(shí)）。目前，這3門課程的教學(xué)學(xué)期及課時(shí)設(shè)置等如表1所示。

由表中可得知，機(jī)械類專業(yè)3門典型的制圖系列課程分別設(shè)置在3個(gè)不同學(xué)年，課程教學(xué)雖前后延續(xù)，但教學(xué)周期整體持續(xù)過(guò)長(zhǎng)，學(xué)生難以始終保持高度集中的學(xué)習(xí)狀態(tài)，反而導(dǎo)致學(xué)習(xí)了后面的知識(shí)就基本忘記前面的內(nèi)容，教學(xué)效果與預(yù)期目標(biāo)具有較大差距。

（三）教學(xué)內(nèi)容多但實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)少，理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用脫離

工程圖學(xué)課程是機(jī)械類專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)內(nèi)容涵蓋制圖基礎(chǔ)、畫法幾何、零件常用的表達(dá)方法、零件圖及裝配圖等，教學(xué)內(nèi)容多、范圍廣、難度大且課時(shí)緊張。因此，大多數(shù)學(xué)生通常感覺(jué)工圖課程的學(xué)習(xí)較為吃力。同時(shí)，在上述三門制圖課程教學(xué)中，基本都沒(méi)有設(shè)置工程項(xiàng)目的實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，無(wú)法將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際，很難積累實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，這樣的教學(xué)設(shè)置使得學(xué)生的學(xué)習(xí)理論脫離實(shí)際，對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度和掌握效果較差。當(dāng)大四下學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，開始真正接觸實(shí)際項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生往往又不知道如何著手進(jìn)行分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，錯(cuò)誤百出，其中最直接的反映就是學(xué)生設(shè)計(jì)的工程圖樣中存在大量的錯(cuò)誤。

（四）學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性差

畢業(yè)設(shè)計(jì)通常安排在本科教學(xué)的第八學(xué)期，這段時(shí)間是學(xué)生找工作、單位實(shí)習(xí)、考研復(fù)試及準(zhǔn)備各類公考的關(guān)鍵時(shí)刻，學(xué)生往往在這些方面會(huì)投入更多的精力和時(shí)間；對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生認(rèn)為只要完成就能畢業(yè)，不愿意動(dòng)腦筋深入思考，學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性較差。多數(shù)時(shí)間都是指導(dǎo)教師追著學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)。尤其在進(jìn)行繪制工程圖和標(biāo)注時(shí)，工作量大，難度高，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒，經(jīng)常應(yīng)付了事，那么畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖的完成質(zhì)量就可想而知了。

三、改進(jìn)措施探討

（一）調(diào)整教學(xué)學(xué)期，教學(xué)過(guò)程更加緊湊

目前，我校機(jī)械類制圖系列課程教學(xué)學(xué)期分布過(guò)長(zhǎng)，連續(xù)性教學(xué)效果較差，教學(xué)質(zhì)量提升存在一定困難。筆者在多年工圖教學(xué)中不斷地研究和總結(jié)，對(duì)相應(yīng)課程的學(xué)期設(shè)置進(jìn)行重新調(diào)整。具體調(diào)整如表2所示。

調(diào)整后，制圖系列課程的完整教學(xué)周期由原先的3學(xué)年縮減到3學(xué)期，教學(xué)時(shí)間緊湊，教學(xué)延續(xù)性好。大一下學(xué)期同時(shí)開設(shè)《工程圖學(xué)》和《工程CAD》2門課程。學(xué)生在掌握一定制圖基礎(chǔ)和繪圖技能后，可學(xué)習(xí)使用AutoCAD軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖，既能夠按照國(guó)標(biāo)要求嚴(yán)格執(zhí)行各類繪圖和標(biāo)注規(guī)定，又可以使用軟件繪圖提高作圖速度和圖面質(zhì)量，制圖知識(shí)和計(jì)算機(jī)繪圖技能有機(jī)融合，相互促進(jìn)，能夠使學(xué)生更好地理解和記憶課堂的理論知識(shí)，并迅速掌握繪圖軟件的操作，提升課程學(xué)習(xí)質(zhì)量，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，三維建模軟件SolidWorks的教學(xué)學(xué)期也由原來(lái)的三年級(jí)提前至二年級(jí)上學(xué)期。學(xué)生可以延續(xù)《工程圖學(xué)》和《工程CAD》兩門課程的學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師教學(xué)緊湊，學(xué)生能夠快速掌握軟件的操作，準(zhǔn)確、高效地實(shí)現(xiàn)使用SolidWorks進(jìn)行建模和裝配、使用AutoCAD進(jìn)行工程圖調(diào)整和打印，并且全過(guò)程都有制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)。這樣的教學(xué)過(guò)程每一環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，教學(xué)課程相輔相成，有利于提升課程的教學(xué)質(zhì)量。

（二）合理安排教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的機(jī)械類工程圖學(xué)課程教學(xué)學(xué)時(shí)多，教學(xué)內(nèi)容也多，已不太符合我校對(duì)于國(guó)家“雙一流”學(xué)科建設(shè)和高水平百?gòu)?qiáng)大學(xué)本科人才培養(yǎng)方案的規(guī)定。因此，需合理調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容，例如《工程圖學(xué)》課程中刪除畫法幾何的部分教學(xué)內(nèi)容，預(yù)留16—20學(xué)時(shí)開展工程測(cè)繪實(shí)訓(xùn)。通過(guò)強(qiáng)化訓(xùn)練，提高學(xué)生的工程圖樣綜合表達(dá)能力；又例如，在《工程CAD》課程中可刪除三維建模和編輯部分內(nèi)容，所有課時(shí)著重講解基本設(shè)置和二維繪圖編輯命令，三維建模知識(shí)則在《SolidWorks》課程中進(jìn)行詳細(xì)介紹。合理安排教學(xué)內(nèi)容，突出每一門課程的內(nèi)容特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，使學(xué)生更好地掌握制圖系列課程的知識(shí)脈絡(luò)，培養(yǎng)良好的制圖素養(yǎng)。

（三）優(yōu)化圖學(xué)課程的教學(xué)方式，面向于工程實(shí)際運(yùn)用

傳統(tǒng)的工程圖學(xué)課程的課堂教學(xué)以講課為主，教師結(jié)合PPT演示、實(shí)物模型、電子三維模型等方法，全面詳細(xì)地介紹課程內(nèi)容和重難點(diǎn)知識(shí)。考慮到畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)面向?qū)嶋H工程的綜合性的項(xiàng)目，需要學(xué)生具備較好的工程素養(yǎng)。因此，在工程圖學(xué)課程的教學(xué)中，可以通過(guò)優(yōu)化課程的教學(xué)方法，從實(shí)際工程運(yùn)用的角度去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，幫助學(xué)生建立工程思維方式。圖1所示，根據(jù)齒輪油泵實(shí)物模型，從工程項(xiàng)目角度綜合講解零件圖和裝配圖的構(gòu)成和重難點(diǎn)知識(shí)。

在對(duì)齒輪油泵進(jìn)行介紹和分析時(shí)，按照工程項(xiàng)目應(yīng)用方法，具體教學(xué)思路如下：（1）介紹齒輪油泵的功能、用途和工作原理等；（2）一方面，結(jié)合實(shí)物模型進(jìn)行拆分，將拆分后的零件進(jìn)行分類，分為一般零件、標(biāo)準(zhǔn)件和常用件三類；（3）對(duì)一般零件進(jìn)行詳細(xì)介紹，根據(jù)其具體分類，分別介紹每一類零件的結(jié)構(gòu)特征和加工方法、常用的視圖表達(dá)方案、尺寸標(biāo)注和技術(shù)要求標(biāo)注等；（4）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件和常用件，則根據(jù)國(guó)標(biāo)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行介紹。其中，通過(guò)查國(guó)標(biāo)手冊(cè)了解標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)和圖形表示；通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，獲取常用件的詳細(xì)尺寸，便于畫圖；（5）另一方面，向?qū)W生介紹齒輪油泵裝配圖，讓學(xué)生通過(guò)直接觀察裝配圖，結(jié)合教師講解，充分理解裝配圖的組成、具體畫法、尺寸標(biāo)注及明細(xì)表等，為后續(xù)自行繪制裝配圖做好準(zhǔn)備。

傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)中，零件圖和裝配圖通常各自獨(dú)立介紹，學(xué)生學(xué)習(xí)會(huì)覺(jué)得晦澀難懂，枯燥無(wú)味。但是優(yōu)化教學(xué)方式后，利用工程思想將兩部分內(nèi)容有機(jī)融合，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行穿插，將齒輪油泵變成貫穿零件圖和裝配圖的重要線索，教學(xué)過(guò)程會(huì)變得生動(dòng)有趣，每一環(huán)節(jié)學(xué)生都可以結(jié)合實(shí)物觀察理解，教學(xué)效果有明顯改善。這樣的教學(xué)方式不僅可以提升教學(xué)質(zhì)量，更重要的是讓學(xué)生建立起工程思維方式，從多角度綜合性考慮問(wèn)題，這對(duì)于后續(xù)學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是非常有益的。

（四）增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，與理論教學(xué)緊密結(jié)合

傳統(tǒng)的工程圖學(xué)課程教學(xué)重理論輕實(shí)踐，考慮到學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，面向工程實(shí)踐是工科類學(xué)生必備的專業(yè)素養(yǎng)。因此，在現(xiàn)有教學(xué)計(jì)劃中增加和強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，作為對(duì)理論教學(xué)的良好補(bǔ)充。

我校機(jī)械類專業(yè)在一年級(jí)下學(xué)期已開設(shè)有金工實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)。但學(xué)生一般是分批次輪轉(zhuǎn)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)時(shí)間無(wú)法有效配合工圖課程的教學(xué)進(jìn)度。為強(qiáng)化工程實(shí)踐培訓(xùn)效果，并促進(jìn)學(xué)生對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件、零件圖和裝配圖等知識(shí)點(diǎn)的掌握，建議在完成零件圖內(nèi)容學(xué)習(xí)后，安排金工實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)中，學(xué)生通過(guò)觀察零件實(shí)物，結(jié)合課堂講解，有效提升對(duì)零件表達(dá)方案、尺寸標(biāo)注及技術(shù)要求標(biāo)注等的理解，鞏固學(xué)習(xí)效果。

當(dāng)學(xué)生完成金工實(shí)習(xí)回校繼續(xù)工程圖學(xué)課程時(shí)，教師可增加2-3次零件測(cè)繪。通過(guò)金工實(shí)習(xí)訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)于零件的生產(chǎn)加工、結(jié)構(gòu)特征及功能特點(diǎn)等已具有一定程度的了解，再次進(jìn)行測(cè)繪，學(xué)生在表達(dá)方案、標(biāo)注等方面都會(huì)有較大的進(jìn)步。通過(guò)強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)，與課內(nèi)教學(xué)相結(jié)合，能夠較好地提升教學(xué)質(zhì)量，為畢業(yè)設(shè)計(jì)順利展開奠定良好的基礎(chǔ)。

四、結(jié)語(yǔ)

提升機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖樣的綜合質(zhì)量，需要對(duì)機(jī)械類制圖系列課程進(jìn)行全面的教學(xué)改革。這種改革體現(xiàn)在本科制圖系列課程教學(xué)過(guò)程中教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置等多方面的不斷調(diào)整和改進(jìn)，也將會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)的研究過(guò)程。在此過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的綜合繪圖能力、創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐素養(yǎng)，是新時(shí)期“雙一流”學(xué)科建設(shè)和高水平百?gòu)?qiáng)大學(xué)本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)。學(xué)生具備這些能力將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后的實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而更好地適應(yīng)社會(huì)的需求[2]。

參考文獻(xiàn)：

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