張學昌 王棋 許少鋒 陸俊杰

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對應用型本科院校機械專業(yè)人才培養(yǎng)中學生制圖能力與企業(yè)產(chǎn)品表達需求之間存在脫節(jié)現(xiàn)象，重構(gòu)機械產(chǎn)品測繪課程內(nèi)容體系，突破傳統(tǒng)使用測量工具進行零件測繪，工程圖樣進行零部件裝配表達，采用項目引領(lǐng)、任務驅(qū)動，以典型真實工業(yè)產(chǎn)品為對象，測繪過程強調(diào)產(chǎn)品功能，零件草圖強調(diào)徒手繪制，裝配及工程圖樣強調(diào)數(shù)字化表達，答辯環(huán)節(jié)強調(diào)團隊精神及工程意識。實踐結(jié)果表明，學生的制圖技能得到質(zhì)的提升，課程培養(yǎng)目標對畢業(yè)能力指標點的支撐得到真實體現(xiàn)，基于能力導向的機械零部件測繪課程為學生后續(xù)專業(yè)課程提供了堅實基礎(chǔ)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 機械零部件測繪課程;能力導向;數(shù)字化表達;產(chǎn)品功能

[中圖分類號]? G647? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2022）10-0079-03

當今世界處于變革之局，在紛繁復雜的技術(shù)演化過程中，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應用、新業(yè)態(tài)方興未艾。技術(shù)的演進促進我國應用型高等工程教育變革，人才培養(yǎng)的高質(zhì)量成為我國高等教育的主旋律。目前我國應用型高校專業(yè)人才培養(yǎng)面臨專業(yè)技能與企業(yè)技能需求“兩張皮”、專業(yè)技能與企業(yè)技能需求脫節(jié)等問題，“古來世運之明晦，人才之盛衰，其表在政，其里在學”，同情同理，人才能力培養(yǎng)的錯位其表學，其里在專業(yè)課程內(nèi)容的陳舊與落伍。

工程制圖類課程是機械專業(yè)的基礎(chǔ)課程，作為工程師的語言，其課程培養(yǎng)學生的空間思維與表達能力，在繪圖過程中大量國家標準的正確運用使學生形成嚴謹、規(guī)范、認真的工作作風。目前現(xiàn)代企業(yè)設(shè)計方式已發(fā)生根本變革，三維CAD設(shè)計，二維工程出圖已成為企業(yè)設(shè)計標準范式，企業(yè)對專業(yè)畢業(yè)生的制圖能力提出了新的要求，即在工程圖表達時，重視產(chǎn)品功能，視圖表達合理，出圖順序正確，標注規(guī)范、清晰、圖紙比例合理、表達方法正確等。

機械產(chǎn)品零部件測繪與數(shù)字化建模是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)必修實訓課，是工程圖學和機械制圖相關(guān)課程的提高和強化，是專業(yè)人才畢業(yè)能力要求的重要組成部分。在課程教學過程中，圍繞真實企業(yè)產(chǎn)品進行設(shè)計繪圖訓練是學生第一次接觸，學生把大學第一學年所學到的工程制圖知識靈活運用到產(chǎn)品測繪實踐中，一方面可以鞏固機械制圖相關(guān)課程的學習效果;另一方面通過零件拆裝、測繪工具使用、徒手繪圖、儀器繪圖以及圖樣管理訓練，全面提升實際動手能力，為后續(xù)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)打下扎實的基礎(chǔ)。同時，機械產(chǎn)品零部件測繪與數(shù)字化建模課程培養(yǎng)學生使用現(xiàn)代繪圖工具的能力，識別測繪零部件的幾何特征、技術(shù)要求，并對零件、裝配工程圖樣表達的合理性進行分析，并能夠正確表達測繪裝配體，形成一條完整的教學鏈。

一、機械零部件測繪課程體系重構(gòu)

（一）課程目標與畢業(yè)要求指標點的關(guān)系

目標1：通過分析裝配體的工作原理及裝配關(guān)系，獲得裝配體的測繪過程和步驟、零部件的測繪原理和方法，學生能夠運用工程制圖知識正確解決測繪零部件過程遇到的問題。對應畢業(yè)要求指標點2.1，能運用工程測試等知識，分析機械設(shè)計和加工中的工程問題，識別和判斷影響系統(tǒng)性能或加工質(zhì)量的相關(guān)要素。

目標2：運用零部件的表達方法、實測獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)計零件的表達方案，表達零件結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生運用機件表達方法正確表達測繪零部件的能力;對應畢業(yè)要求指標點2.2，能運用相關(guān)科學原理，識別和判斷復雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目標3：能夠在實際測繪過程中正確選擇測繪工具，合理規(guī)范操作，完成零部件的測繪。培養(yǎng)學生了解和使用三維建模軟件進行零件及裝配建模及工程出圖的能力。對應畢業(yè)要求指標點5.2，能夠使用現(xiàn)代工具進行復雜機械系統(tǒng)的設(shè)計、分析和繪制。

（二）課程內(nèi)容重構(gòu)

機械產(chǎn)品測繪課程內(nèi)容涵蓋機械制圖、機械基礎(chǔ)、公差配合、零件測量和CAD工具等，有較強的實踐性和理論性。在課程內(nèi)容的重構(gòu)上貫徹“學用結(jié)合、學以致用”的設(shè)計思路。在選擇產(chǎn)品對象時要求結(jié)構(gòu)典型、尺寸合適、測繪方便。經(jīng)過多方比較，選擇寧波廣天賽克思液壓有限公司的SA7V90R系列齒輪油泵和A4VG非通軸型補油泵產(chǎn)品為測繪對象。產(chǎn)品技術(shù)調(diào)配齒寬和后蓋齒輪腔的深度間隙0.05～0.06 mm，裝配后旋轉(zhuǎn)靈活、平穩(wěn)、無卡滯現(xiàn)象，產(chǎn)品的配合精度在IT6-IT7，泵體制造采用精密壓鑄，未加工表面粗糙度Ra12.5，加工表面達到Ra3.2。學生真實真做，切實感受到機械制圖課程中所提及的相關(guān)技術(shù)要求的真正物理意義。課程內(nèi)容集中安排一周完成，具體安排如下。

1.機械產(chǎn)品拆裝與測繪前的準備工作

掌握常用測量工具的種類及使用方法，主要掌握長度、角度、內(nèi)外徑及復雜型面的測量方法，掌握軸套類零件、盤蓋類零件、箱體類零件、叉架類零件測繪步驟。

2.機件表達方法復習

掌握機件視圖、剖視圖、斷面圖和局部放大圖的繪制能力。（1）視圖。包括基本視圖、向視圖、局部視圖、斜視圖。（2）剖視圖。包括剖視圖的基本概念、剖視圖的畫法和標注、剖視圖的分類、剖切面的分類。（3）斷面圖。包括斷面圖的基本概念、斷面圖的分類。（4）簡化畫法及其他規(guī)定畫法。

3.測繪零件并徒手繪制零件草圖

根據(jù)具體產(chǎn)品選用測量工具，主要是長度、角度、內(nèi)外徑及復雜型面的測量工具，掌握軸套類零件、盤蓋類零件、箱體類零件、叉架類零件的尺寸測量方法，視圖選擇原則和表示方法，確定測量基準，繪制具有完整尺寸的二維零件工程草圖。

4.零件建模、裝配圖表達及數(shù)字化裝配

三維產(chǎn)品建模體現(xiàn)設(shè)計人員的設(shè)計理念，其設(shè)計理念又隨著特征建模而變化。本課程以企業(yè)典型使用的SolidWorks三維建模軟件為工具，要求學生掌握建模軟件的工作流程，正確規(guī)劃產(chǎn)品建模方案，針對要完成的產(chǎn)品，對每個零件進行三維造型并裝配，并掌握二維工程出圖過程，采用正確的表達方法完成測繪產(chǎn)品的二維工程圖。

5.答辯

答辯是機械產(chǎn)品測繪的最后一個環(huán)節(jié)，考查每一組學生二維工程圖的規(guī)范性，產(chǎn)品測繪過程合理、表達正確、尺寸標注規(guī)范和裝配圖表達的合理性。答辯思路清晰，反映學生的個人溝通能力和團隊合作能力。

（三）課程目標考核方式

機械產(chǎn)品測繪課程體現(xiàn)畢業(yè)要求以下能力，即問題分析、現(xiàn)代工具使用、團隊合作和自主學習能力。對應的支撐材料是測繪方案全套手繪草圖、三維建模與裝配、全套二維工程出圖、測繪實習報告和答辯PPT。每項支撐材料與課程目標的成績占比如表1所示。

（四）課程思政

在機械產(chǎn)品測繪課程中有機融入思想政治教育元素，由工程圖學緒論、國家標準、投影理論、基本形體、組合體、零件及裝配等組成知識鏈條，同時有機地嵌入工科學生的優(yōu)秀品質(zhì)、解決問題的方法論、大學生的愛情觀和價值觀，達到課程思政同頻共振。立德樹人是專業(yè)人才培養(yǎng)的根本標準，將社會主義核心價值觀融入機械產(chǎn)品測繪課程教學全過程各環(huán)節(jié)，學生在掌握專業(yè)技能的同時，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

（五）課程實施

機械產(chǎn)品測繪課程涉及專業(yè)有機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程、機械工程和能源與環(huán)境工程四個專業(yè)，每屆共計350名學生，學生在系統(tǒng)學習工程圖學、機械制圖課程后，機械產(chǎn)品測繪集中安排在暑期短學期，兩人一組，一個產(chǎn)品一周內(nèi)完成，在執(zhí)行過程中，兩個學生相互配合，完成零部件測繪、零件草圖繪制、三維建模與裝配、產(chǎn)品二維工程出圖及答辯等環(huán)節(jié)。整個教學過程以學生為主，答辯環(huán)節(jié)讓學生參與評價。教師指導為輔，測量工具、建模軟件等使用由學生網(wǎng)上自主學習完成，教師主要負責產(chǎn)品表達方案、零件及裝配技術(shù)要求的指導。

二、課程教學方法改革

（一）引導式教學，強調(diào)工程實踐能力培養(yǎng)

機械類專業(yè)圖學素質(zhì)主要強調(diào)機械零件及裝配體的表達及閱讀理解。產(chǎn)品表達所呈現(xiàn)的工程圖樣要清晰、完整、正確，需要學生深入理解機械產(chǎn)品的功能，進而運用工程圖學機件表達方法來解決復雜工程問題。因此，基于形體構(gòu)思的教學方法尤為重要。以工程實際產(chǎn)品為案例，采用寧波廣天賽克思液壓有限公司的齒輪油泵進行知識點傳授，從產(chǎn)品功能出發(fā)介紹泵體結(jié)構(gòu)、齒輪軸、齒輪、穩(wěn)壓回流和8字形密封結(jié)構(gòu)，并將企業(yè)圖紙展示給學生，采用這種引導式教學方法，在知識傳授過程中融入創(chuàng)造性思維，并進一步提高學生的實踐動手能力。

（二）以學生為中心的互動式教學

機械零部件測繪課程以各種齒輪泵、閥產(chǎn)品為測繪對象，課程教學重點在于產(chǎn)品的功能講解、各種測繪工具的使用、徒手繪圖的規(guī)范等。學生通過線上課程學習游標卡尺、千分尺、內(nèi)外卡規(guī)、粗糙度比較量塊、螺紋規(guī)及內(nèi)外徑規(guī)等工具，然后通過產(chǎn)品進行工具的正確使用，教師進行輔助性指導，二人一組的學生組合相互討論、相互協(xié)作，與教師共同探討產(chǎn)品的表達方案，學生各組間也進行相互提問和點評，教師根據(jù)學生的表達方案做總結(jié)、歸納，課程教學變被動聽課為學生主動研討。

（三）注重解決復雜工程問題的能力培養(yǎng)

機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)的是面向工程應用的復合型技術(shù)人才，工程師是其角色定位。通過齒輪油泵產(chǎn)品的工程測繪，從繪制零件草圖繪制產(chǎn)品裝配圖，通過三維建模軟件進行數(shù)字化建模，然后進行數(shù)字樣機裝配，最后進行工程圖出圖表達。流程與企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計無縫對接，培養(yǎng)學生從事產(chǎn)品設(shè)計的工程意識，讓大一新生體會到“在校生”和“企業(yè)工程師”之間的角色互換。

機械零部件測繪課程訓練學生運用工程圖學、工程測試等知識，分析機械設(shè)計和加工中的工程問題能力和使用現(xiàn)代工具進行復雜機械系統(tǒng)的設(shè)計、分析和繪制能力。學生能夠在實際測繪過程中正確選擇測繪工具，合理規(guī)范操作，完成零部件的測繪。教學模式的轉(zhuǎn)變，解決教師怎么教、學生怎么學的問題，解決對結(jié)果的評價轉(zhuǎn)變?yōu)閷^程的評價，使學生真正成為學習的主人，從而提高課程教學質(zhì)量。

三、結(jié)語

機械產(chǎn)品測繪課程實施效果從學生的感受及最終成績可以看出，以機械206班為例，課程目標1平均成績83分，課程目標2平均成績78分，課程目標3平均成績89分。學生對課程的評價是通過本課程的實踐真正理解了工程圖學和機械制圖的知識，并能運用相關(guān)知識對復雜工程問題進行表達，并對后續(xù)專業(yè)課的學習充滿信心，課程改革成效總結(jié)如下。

（1）通過綜合性設(shè)計繪圖實踐小項目，將功能設(shè)計、圖形表達、標準應用融入項目中，提高了綜合設(shè)計表達能力。

（2）以形體構(gòu)思為主線，加強綜合性訓練，通過典型功能要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計，將形體結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計結(jié)合，促進了創(chuàng)造性設(shè)計構(gòu)思和形體表達能力。

（3）以啟發(fā)學生的空間思維為核心，基于圖形的表達和理解，引導學生進行功能思考，理解零件的結(jié)構(gòu)與功能的對應關(guān)系，使學生從零件的功能出發(fā)，構(gòu)思設(shè)計并表達出零件的結(jié)構(gòu)。

（4）注重工程意識的圖學素質(zhì)教學，引入設(shè)計過程與方法，在機械制圖的傳統(tǒng)內(nèi)容中不斷融入工程學、設(shè)計學、創(chuàng)造學以及對產(chǎn)品全生命周期概念等相關(guān)內(nèi)容，深化了學生對本課程、對零部件結(jié)構(gòu)與功能、對圖形表達等全方位的理解。

經(jīng)過幾年的課程改革創(chuàng)新教學，本校機械類學生的課程設(shè)計、學生科技項目和畢業(yè)設(shè)計作品質(zhì)量明顯提高，學生的設(shè)計表達應用能力得到明顯改善。

參考文獻：

[1]習近平向第六屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會致賀信[J].網(wǎng)絡(luò)傳播，2019（11）.

[2]鄒曉東，李拓宇，張煒，等.中國制造強國戰(zhàn)略與工程教育改革實踐[J].高等工程教育研究，2016（3）：9-14.

[3]李拓宇，李飛，陸國棟.面向“中國制造2025”的工程科技人才培養(yǎng)質(zhì)量提升路徑探析[J].高等工程教育研究，2015（6）：17-23.

[4]朱文博，紀海慧，李海淵.理實結(jié)合的機械制圖教學改革與實踐[J].上海理工大學學報（社會科學版），2021，43（2）：185-192.

[5]李云娟.工作過程導向的5年制高職機械制圖教學探索[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2020（52）：166-167.

[6]張秀霞.機械制圖在機械類專業(yè)人才培養(yǎng)中的作用及實踐[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2020（37）：204-205.

[7]施鑫煜.思政元素融入機械制圖課程教學的實踐研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學，2020.

◎編輯 栗國花

2073501186242