論在數(shù)字化制造背景下如何提高學(xué)生讀繪機(jī)械圖樣的能力

朱愛菊

山東平度市技師學(xué)院 山東 平度 266700

數(shù)字化制造是以信息和知識(shí)的數(shù)字化為基礎(chǔ),以現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)為主要載體,運(yùn)用數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)來提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和營銷效率的全新制造方式,大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量與效率。十四五期間制造業(yè)仍是中國的立國之本,中國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變要靠數(shù)字化創(chuàng)新,促進(jìn)制造業(yè)更快更好地轉(zhuǎn)型升級(jí)。而機(jī)械圖樣是機(jī)械制造業(yè)傳遞產(chǎn)品信息的重要載體,讀繪機(jī)械圖樣的能力是機(jī)械技術(shù)人員必備的基本技能。如何提高技工院校學(xué)生讀繪機(jī)械圖樣能力,來適應(yīng)數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展,筆者結(jié)合多年來教學(xué)經(jīng)驗(yàn),從以下幾方面進(jìn)行闡述。

一、改革教學(xué)內(nèi)容,提升讀繪圖樣的能力

技工院校是為企業(yè)培養(yǎng)中、高級(jí)技能人才的主陣地,十四五期間傳統(tǒng)制造業(yè)要向數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型升級(jí),就急需大量的掌握一定數(shù)字化制造技術(shù)的技能人才,具備讀繪機(jī)械圖樣的專業(yè)基礎(chǔ)技能。而讀、繪機(jī)械圖樣的能力主要通過學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程來培養(yǎng)。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖主要教學(xué)內(nèi)容包括作圖基礎(chǔ)、點(diǎn)線面投影、組合體、零件圖、裝配圖等。隨著數(shù)字化制造技術(shù)的快速發(fā)展,讀繪圖樣的能力也隨之改變。首先將圖樣讀繪能力培養(yǎng)與CAD軟件應(yīng)用緊密結(jié)合,去培養(yǎng)學(xué)生讀圖、繪圖的數(shù)字化意識(shí)和能力。傳統(tǒng)教學(xué)中將機(jī)械制圖和CAD作為兩門獨(dú)立課程開設(shè),任課教師和教學(xué)時(shí)間常常不一致,學(xué)習(xí)內(nèi)容被割裂開來。目前迫切需要整合教學(xué)內(nèi)容,將手工繪圖與CAD繪圖有機(jī)結(jié)合起來,增加CAD三維繪圖。突出CAD三維造型和二維視圖轉(zhuǎn)換及其標(biāo)注、平面圖形分析、組合體正確讀繪方法和步驟等內(nèi)容。

其次將技能大賽成果有效地轉(zhuǎn)化到教學(xué)中去。目前各級(jí)各類職業(yè)技能競賽成為引導(dǎo)和推動(dòng)職業(yè)學(xué)校課程改革、提升辦學(xué)質(zhì)量、展示教學(xué)成果的重要平臺(tái),我院數(shù)控專業(yè)師生參加了各級(jí)CAD機(jī)械設(shè)計(jì)、3D打印等比賽,這些賽項(xiàng)都重點(diǎn)考察學(xué)生讀圖、草繪、CAD二維繪圖、CAD三維繪圖能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。轉(zhuǎn)化這類大賽成果,有效地融入到機(jī)械制圖教學(xué)中去。由于賽件具有典型結(jié)構(gòu)的集成性、與生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)聯(lián)性、加工工件復(fù)雜性等特征,項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和比賽廣泛了使用數(shù)字化制造技術(shù)。將這些賽項(xiàng)內(nèi)容引入到讀圖繪圖的教學(xué)中,豐富教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

最后提煉企業(yè)的典型生產(chǎn)任務(wù),豐富教學(xué)內(nèi)容。我院數(shù)控加工專業(yè)與周邊企業(yè)進(jìn)行校企深度融合,共育技能人才。通過合作發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的制圖教學(xué)授課內(nèi)容太單一,主要來源于教學(xué)課本、習(xí)題冊(cè)等,學(xué)生到企業(yè)跟崗實(shí)習(xí)期間看不懂企業(yè)圖紙,教學(xué)與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)。在企方專家的指導(dǎo)下,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況,將企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中所應(yīng)用的二維圖樣、三維實(shí)體模型作為教學(xué)素材,提煉出典型工作任務(wù)作為學(xué)習(xí)內(nèi)容,整理出教學(xué)工作頁。

二、靈活運(yùn)用教學(xué)方法,提升讀繪圖樣的能力

技工院校的學(xué)生大多初中畢業(yè),年齡小,專業(yè)知識(shí)基本為零。學(xué)習(xí)能力、自我約束力不高,知識(shí)面窄,空間想象力較差。但好奇心較強(qiáng),喜歡動(dòng)手。但對(duì)于生活在萬物互聯(lián)、信息爆炸時(shí)代的同學(xué)們來說,對(duì)數(shù)字化知識(shí)比較感興趣,接受能力強(qiáng)。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和特點(diǎn),靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。剛?cè)雽W(xué)時(shí)學(xué)生對(duì)數(shù)控加工這個(gè)專業(yè)很陌生,對(duì)機(jī)械圖樣知之更少。首先上機(jī)械制圖課時(shí),帶學(xué)生到學(xué)校實(shí)訓(xùn)車間見習(xí),學(xué)生明白了加工零件是根據(jù)圖紙要求進(jìn)行的。同時(shí)老師引導(dǎo)學(xué)生在線上觀看企業(yè)實(shí)際加工生產(chǎn)視頻,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到機(jī)械圖樣在產(chǎn)品制造過程中的作用,從而對(duì)數(shù)控加工也有了初步認(rèn)識(shí),激發(fā)了學(xué)習(xí)的熱情和目的性,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

其次學(xué)習(xí)制圖基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)老師主要在教室借助多媒體課件、實(shí)物模型、AR技術(shù)進(jìn)行授課,學(xué)生也通過切蘿卜、捏橡皮泥等辦法制作模型,學(xué)中做,做中學(xué)。多進(jìn)行圖樣與立體對(duì)應(yīng)的練習(xí),在授課中每一個(gè)三視圖都要求學(xué)生建立方位關(guān)系,理解并牢記三視圖的投影規(guī)律“長對(duì)正,高平齊,寬相等”,來培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力、讀繪圖能力。

同時(shí)老師們收集大量的網(wǎng)上精品課程視頻、圖片、課件等數(shù)字化素材,來豐富機(jī)械制圖的教學(xué)資源。疫情期間老師們充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué),做到停課不停學(xué)。課下老師可以采用釘釘群、QQ課堂群等交流平臺(tái)推送微課、慕課等數(shù)字化學(xué)習(xí)資源,讓學(xué)生利用課下碎片時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。課堂上對(duì)于教學(xué)中的重難點(diǎn)問題采用AR數(shù)字化技術(shù)演示,使學(xué)習(xí)內(nèi)容更直觀、形象具體,輕松化解了教學(xué)重難點(diǎn),迅速提高學(xué)生的空間想象力和讀圖能力。讓學(xué)生借助計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制三維模型,從多個(gè)視角觀察物體。利用三維模型生成二維視圖的功能,可突出機(jī)件表達(dá)方法選擇、尺寸和技術(shù)要求標(biāo)注等重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容,提高繪圖效率。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生對(duì)零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行小的創(chuàng)新設(shè)計(jì),以達(dá)到外觀漂亮、工作原理更合理等目的,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

三、采用多元化評(píng)價(jià)方式,提高圖樣讀繪能力

為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方式有待轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式是學(xué)期末進(jìn)行閉卷考試,可以說“一考定乾坤”,這種考試方式造成部分學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí),憑考前記憶習(xí)題來取得高分。導(dǎo)致學(xué)生重理論輕技能,死記硬背題,很難考察出學(xué)生的綜合實(shí)力。隨著數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)圖樣的讀繪能力要求有了較大改變,評(píng)價(jià)方式也應(yīng)隨之轉(zhuǎn)變。對(duì)學(xué)生成績的評(píng)價(jià)主要采用過程化考核(占比60%)、學(xué)期末考核(占比30%,理論考試+技能測試)、個(gè)性化考核(占比10%)相結(jié)合的方式。重視過程化考核,過程化考核采用學(xué)生自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)、企評(píng)等綜合評(píng)價(jià)方式。按手工抄畫圖紙、測繪零部件草圖、CAD建模與繪圖等幾個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行考核,評(píng)價(jià)出學(xué)生的平日成績。學(xué)期末測試主要考察制圖的基礎(chǔ)知識(shí)和圖紙的識(shí)讀與繪制,比如引入企業(yè)圖紙讓學(xué)生讀懂圖紙上的基本結(jié)構(gòu)、形位公差、裝配尺寸等內(nèi)容,并通過CAD建模、繪制圖紙,邀請(qǐng)企方師傅評(píng)定成績。個(gè)性化考核讓學(xué)生對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行小改進(jìn),進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),繪制出三維模型或二維圖紙,主要考察學(xué)生數(shù)字化繪圖能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

四、植入數(shù)字化思維,提高繪圖設(shè)計(jì)能力。

在后疫情時(shí)代,企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為一股不可逆的浪潮,企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中首先要做的就是思維轉(zhuǎn)變。數(shù)字化思維就是通過數(shù)字化決策評(píng)判來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)決策判斷。傳統(tǒng)的決策判斷中所用的各種數(shù)據(jù),大多都是靠人工來收集整理的,不夠精準(zhǔn),這顯然是不適應(yīng)快速響應(yīng)的企業(yè)運(yùn)行方式要求。數(shù)字化思維的核心就是自動(dòng)的決策判斷,比如傳統(tǒng)的零件加工是工人師傅憑借經(jīng)驗(yàn)控制加工過程,而數(shù)字控制加工就是靠數(shù)字化程序控制加工過程,事實(shí)證明用數(shù)控技術(shù)加工的零件精度更高、表面質(zhì)量更好,生產(chǎn)效率更高。對(duì)于將來從事一線生產(chǎn)的數(shù)控加工專業(yè)學(xué)生來說,從學(xué)生時(shí)代就要培養(yǎng)數(shù)字化思維。從學(xué)習(xí)制圖的淵源上讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到從手工繪圖到計(jì)算機(jī)二維繪圖再到數(shù)控加工,從三維設(shè)計(jì)到數(shù)字化工藝過程設(shè)計(jì)到數(shù)字化制造,虛擬制造,從CAD應(yīng)用到數(shù)字化企業(yè)的發(fā)展,是數(shù)字化技術(shù)讓傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字化技術(shù)的熱情。

在數(shù)字化制造背景下,要求學(xué)生打好讀圖、繪圖的基礎(chǔ),掌握計(jì)算機(jī)繪圖、產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的技能,厚植數(shù)字化制造理念,練好技能,為助推當(dāng)?shù)仄髽I(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型而努力!