呂程

摘 要：詳細分析了目前機械制圖課程教學中存在的主要問題，以及工程中產品信息定義技術的發(fā)展現(xiàn)狀，進而以行業(yè)需求為導向，結合三維圖樣技術，探討了應用型本科機械制圖課程教學內容、教學手段、考核方式等的改革方案，從而改善教學效果，提升學生的專業(yè)制圖技能，滿足企業(yè)不斷發(fā)展的技術需求。

關鍵詞：機械制圖 三維圖樣技術 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（b）-0198-02

機械制圖是機械類本科教育中非常重要的一門課[1]。工程圖紙是生產制造作業(yè)中不可或缺的重要信息依據，也是交流設計思想的信息載體，因此，機械制圖是每個機械專業(yè)學生必須熟練掌握的實用性技能。隨著科技發(fā)展，機械制圖手段的數字化程度也在不斷提高。由于機械制圖是一門傳統(tǒng)的專業(yè)課程，因此，很多學校一直沿用原有的教材與教學方法，沒有充分利用數字化教學手段改善教學效果，也沒有根據行業(yè)需求及時調整教學內容改革教學方式，致使學生所學的知識技能落后于企業(yè)不斷提高的技術需求，與應用型本科教育的人才培養(yǎng)目標相去甚遠。

本文詳細分析機械制圖課程目前存在的關鍵問題，結合企業(yè)在該領域的技術人才需求，充分考慮課程內容的特點，提出了基于三維圖樣技術的機械制圖課程在教學內容、教學手段、考核方式等方面的具體改革方案，旨在幫助學生更容易的理解復雜實體模型的幾何投影原理，提高空間想象能力，建立更加完整的知識應用體系。

1 機械制圖課程現(xiàn)階段存在的主要問題

（1）教材內容基礎陳舊與企業(yè)實際應用需求脫節(jié)。大多數教材中使用的實例有較高程度的重復，而零件圖及裝配圖繪制部分的實例并無與制造業(yè)中常見的機床、機器人等相關的實例。教材的內容主要面向二維工程圖的繪制。而在企業(yè)中，三維圖樣正在逐步替代二維工程圖，在航空航天等領域已有很多企業(yè)實現(xiàn)了全三維無紙化生產。因此，僅培養(yǎng)學生二維工程圖的繪制與讀圖能力已經無法滿足企業(yè)快速發(fā)展的技術需求。

（2）缺少生動形象的教學手段。機械制圖是一門講解投影原理，通過繪制二維圖表達三維實體的課程。目前教師主要通過課件中的圖片結合教學模型進行投影原理的講解，但圖片無法生動、形象、全面的表達空間立體，教學模型由于尺寸較小在課堂上無法將模型的結構形態(tài)按照具體的投影方向展示給所有的學生，由于缺少直觀清晰的投影效果展示，學生難以理解投影原理，難以借助空間想象力繪制投影視圖，教學內容枯燥乏味，多數學生對該課程缺乏興趣。

（3）實踐訓練形式單調乏味效果不佳。機械制圖課程往往通過大量的作業(yè)練習來幫助學生鞏固基礎知識提高繪圖能力，增加了學生與教師雙方的壓力，且效果往往不理想。而對于實物測繪的訓練，常安排在機械設計課程結束之后，與機械制圖課程教學脫節(jié)，因此，無法及時結合教學內容訓練學生動手能力，體現(xiàn)教學內容的工程實用性，難以及時通過實際操作增加學生對課程的學習興趣。

（4）考核方式單調缺乏相關能力的檢驗。機械制圖是機械專業(yè)的專業(yè)基礎課，涉及到幾何投影相關的理論知識，因此，多數學校依然采用傳統(tǒng)的試卷考核學生對機械制圖基礎知識的掌握。這種考核方式沒有充分考慮到該項技術在行業(yè)應用中的變化，考核內容及方式并不能全面檢驗學生對企業(yè)所需相關技術是否已熟練掌握。

2 基于三維圖樣的教學方式改革

（1）教材內容的改進。由于越來越多的企業(yè)正在逐漸實現(xiàn)全三維的無紙化生產，因此，機械制圖的教材中也應增加一到兩章的關于三維圖樣技術的相關內容。同時應結合“中國制造2025”面向自動化、智能化制造業(yè)的實際應用需求，介紹三維圖樣技術的發(fā)展現(xiàn)狀、工業(yè)背景、基本概念、相關國際國家標準、三維圖樣的模型表達方式、三維圖樣標注方法、支持三維圖樣設計的軟件及基本操作，對接行業(yè)發(fā)展需求，增加學生在后續(xù)工作中的競爭力。

（2）教學方式的改進。為改變機械制圖教學內容枯燥，增加實物投影效果的可視性，加深學生對投影原理的直觀認識與深入理解，在理論教學中結合CAD技術[2-4]，于UG軟件環(huán)境下結合教學內容建立典型的三維模型，通過對三維模型的旋轉等操作展示不同角度的模型顯示效果，模擬實物幾何投影視圖的形成過程，幫助學生理解投影的原理，培養(yǎng)學生的三維空間想象能力，增加課程的趣味性，降低課程的學習難度。同時，可以使學生提前熟悉后續(xù)CAD/CAM課程的軟件環(huán)境，了解不同課程間的關聯(lián)性。

（3）實踐訓練方案的改進。實踐訓練以鞏固教學內容，將理論應用于實踐與企業(yè)需求對接為目標。因此，可將實踐訓練環(huán)節(jié)分為三個部分：手繪二維工程圖、計算機繪制二維圖以及三維圖樣設計。手繪二維工程圖幫助學生鞏固基礎理論，計算機繪制二維圖以及三維圖樣設計則面向應用，訓練學生熟練掌握數字化的計算機輔助設計技術，滿足企業(yè)對應用型本科人才的技術需求。各環(huán)節(jié)采用分組的方式，完成典型機械產品的測繪。教師應多以目前工程中常見的機床、機器人等機械產品的零件與裝配體為例，及時引進與行業(yè)發(fā)展最新動向相關的工程實例，建立教學與工程應用之間的緊密聯(lián)系。增加測繪實踐訓練，減少傳統(tǒng)作業(yè)練習。

（4）考核方式的改進?？己耸菍W生對知識技能掌握情況的最直觀有效的檢驗方式。為全面考察學生的制圖基礎以及對先進制圖技術的掌握程度，將機械制圖的考核方式由傳統(tǒng)的試卷考試改為模塊化的考試。考試具體包括筆試模塊、機試模塊與課程研究模塊。筆試模塊考察學生對制圖標準、基本知識原理的掌握程度；機試模塊考察學生在規(guī)定時間內熟練使用企業(yè)廣泛應用的CAD軟件完成工程圖繪制的能力；課程研究模塊以報告的方式考察學生對當前工業(yè)中采用的制圖手段與技術的了解以及對先進制圖技術未來發(fā)展方向的把握程度，提前了解企業(yè)未來發(fā)展的技術需求。

3 機械制圖能力培養(yǎng)新思路的探索

機械制圖是機械類專業(yè)一年級的基礎課程、學位課程，所學的制圖知識技能是工程實踐中最為基礎但也非常重要的技能。機械制圖課程的學習周期一般為兩個學期，課程結束后，除了在畢業(yè)設計中會要求繪制工程圖紙之外，基本無后續(xù)的與其他課程結合的應用。由于課程結束后很多學生長時間不進行繪圖相關訓練，導致繪圖知識被遺忘、繪圖技能退步。因此，應改變傳統(tǒng)教學中課程結束即完成培養(yǎng)目標的思路，將對學生制圖技能的培養(yǎng)貫穿整個本科教育階段，在不同的階段與相應的專業(yè)課程相結合，從而對學生的各類專業(yè)技能進行系統(tǒng)性的訓練，實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)的目標。

參考文獻

[1] 石玲，呂金麗.工程制圖教學模式改革的探索[J].東華大學學報：自然科學版，2006，32（5）：154-158.

[2] 唐仁奎，廖麗.CAD軟件技術在《機械制圖》教學中的應用[J].教育現(xiàn)代化，2016，3（34）：164-165.

[3] 黃戰(zhàn).淺談三維CAD與機械制圖的教學改革[J].裝備制造技術，2016（10）：224-225.

[4] 孟祥麗，孫瑩，徐生明.關于《機械制圖》與CAD課程整合教學的探索與實踐[J].教育教學論壇，2015（11）：160-161.