机械类专业制图课程体系改革探索

牟小云，张东生

（陕西理工学院 机械工程学院，陕西 汉中 723003）

随着CAD/CAM技术的发展，企业对人才不断提出新的要求，不但要能利用CAD软件正确、快速地画出部件或设备的二维图，还要能快速、正确地画出部件或设备的三维图，以便在虚拟环境下观察部件运行情况，及时对不妥之处进行修改，为零件的数控加工奠定良好的基础。

1 制图课程体系教学现状

面向机械类专业的机械制图课程内容包括工程制图和机械制图实践。工程制图课程以二维为主，包括制图的基本知识和理论、机械图的绘制和阅读、徒手绘图、二维计算机绘图等；而机械制图实践着重于工程测绘、草图绘制，测绘对象多为球阀、齿轮减速箱等，注重形体正确表达能力的培养，要求学生绘制所有的零件草图并拼画出装配图。大部分高校[1]机械类工程制图课程的授课内容包括：制图的基本知识和理论、机械图的绘制和阅读、徒手绘图和工程测绘等，平均为97学时。其中，85%的学校开设了计算机绘图课程，主要讲授AutoCAD，平均课时约为12学时；32%的学校开展了三维CAD教学，课程性质必修与选修各占一半，主要讲授SolidWorks、Pro-E、Catia、UG等，平均为25学时左右。

我校机械类工程制图课程总学时为94学时，其中，工程测绘仅占有8学时；计算机绘图16学时，主要讲授AutoCAD；还有些机械类专业采用CAD实训形式，课时为一周，由专业课老师负责，不直接进行讲授，基本上是学生在机房自学。实训时把CAD二维和三维绘图合在一起训练，且三维CAD课程教学被列为选修课，该教学方式已实施数年。

2 课程体系在教学中存在的问题

随着高校管理体系的改革及教师承担一定的科研任务等，加强了对教师综合能力的考核力度，许多学校制图教研室分别与机械原理、机械零件、工程力学、金工、土木建筑、工业设计等课程的教师共同组成教研室。我校也一样，把制图教研室与机械原理、机械零件、工程力学并为一起，称为机械设计系，制图课教师开始涉入大四的毕业设计，但在近几年毕业设计的实践中发现，我校毕业生大部分存在以下问题：

（1）学生工程表达能力较差，所绘图样不能完全正确的表达他们的设计思想。

（2）对图样的规定画法不清楚，他们的图样大部分教师难以读懂，只有在他们的讲解中才能明白他们想表达什么。

（3）大部分同学三维绘图能力较差，机械类同学中有相当部分三维绘图基本只知道一点皮毛，或不能熟练的应用软件。

（4）不了解工程图样在实际设计中的具体应用，对自己所表达的产品的许多细节结构弄不清楚，动手能力较差，学习主动性较低，综合能力较低。

3 课程体系改革内容

我校是省属二类本科院校，结合我校办学定位思想，针对以上问题，要想从根本上提高我校毕业生图形正确表达能力及三维绘图能力，适应企业对人才的需要，制图课程应该从以下几个方面进行改革：

（1）制图课程体系的改革

机械类制图课程应该引入三维绘图，它不是选修而应是必修课。目前，随着制造业信息化技术的加速，带来了设计方式的巨大变革。以计算机辅助设计CAD为例，随着三维CAD设计制造技术的出现，不仅使直接进行三维设计成为可能，更是从真正意义上实现了以产品几何模型为核心的CAD/CAPP/CAM一体化设计,工程图学课程作为CA“X”课程群的最基本单元，必须顺应这一潮流的变化,因此在原来制图课程体系（工程制图基础、机械图、AutoCAD绘图）的基础之上必须引入三维CAD教学,目前一本类院校在这方面做得较好。

（2）制图教学内容的整合

引入三维CAD教学，原课程内容体系应如何变化，最近几年许多高校在此做了一些尝试[2]，思路上基本采用工程图学课程以二维为主，加入三维实体构型初步的内容，形成由二维到三维，将机械制图综合实践课程内容进行改革，以三维构型为主，由三维图生成二维工程图，实现二维到三的双向教学，在教学环节的设计上是把二维三维CAD绘图穿插到工程制图课程教学环节中。此种教学方法当然有它的优点，但本人认为不太符合学习的基本规律，因为尝试中的教改要求学生知识综合程度高，信息量及难度较大，但工程制图是大一学生刚接触到的与工程有关的全新的课程，仅学会如何正确的绘制和阅读机械图样，对于这部分内容大部分同学已经觉得很困难了，如果再穿插CAD教学，更让许多同学难以接受，效果可想而知。

我校是二类本科院校，应该立足于学生的真实情况及学习的基本规律，由易到难，循序渐进。首先学会如何用尺规正确的绘制和阅读机械图样；其次学会如何利用计算机正确的绘制二维机械图样，进一步三维，因为计算机绘图是交互式绘图，人要能正确的指挥它，以上这些教学内容都可以归属于工程制图基础；然后在掌握绘图基本知识及技术的基础之上，再进行机械制图实践活动，如分组对齿轮油泵进行工程测绘，每个学生完成各自的徒手零件草图、AutoCAD零件图绘制，并在三维软件中进行零部件建模，然后在小组内进行装配、运动仿真，进一步形成工程装配图。通过这一过程使学生掌握由产品零部件模型到工程图的转换，及由工程图到具体零部件的转换，从而能够校验产品设计过程的合理性，理解设计的过程是一个不断反复、不断优化的过程，完成设计的全过程。

因此，机械制图课程内容可以这样进行整合，把课程体系分为三部分：工程制图、制图技术CAD（二维三维）、机械制图实践。工程制图课程以二维手工绘图为主，要求学会如何绘制和阅读工程图样，大约86学时；CAD技术要求学会如何运用计算机绘制二维三维图样，大约40学时；机械制图实践重在于前面所学知识应用能力的培养，大约一周时间，如果能切实完成该过程，就为学生以后的工程设计打下良好的基础。

（3）应提高教师的自身素质

教师队伍自身素质的高低也是影响制图教学效果的重要因素。随着知识更新的加快，原本是研究生课程的CA“X”课程群正逐步向本科生课程转移，并融入到机械系列课程的各环节。作为工程图学教师必须顺应这一潮流的变化，思考在图学课程中如何贯彻新的教学基本要求，如何贯彻最新制图国家标准，如何优化使用教学方法和教学手段，从而取得良好的教学效果等这些也都是制图课师乃至所有教师研究的对象。近年虽然图学师资队伍的职称与学历层次不断在提高，但我们应该不应该只满足于教制教学，在必须搞好教学的同时也从事科学研究，以提高自身的教学水平，俗话说“打铁先要自身硬”。同时教师应以身作则，对学生负责，对社会负责。

（4）对后续专业课教学环节应给与及时正确地指导

由于近几年高校扩招，制图教师的教学工作量较大，一定程度上影响了教学效果，但制图教学不应该只是图学教师的教学任务，后续专业课教师也应该以身作责，及时掌握制图画法新国标的有关规定，在后续的课程设计过程中及时指正图样表达中的错误，灌输给他们正确的画法，使图样画法符合国标的规定，养成良好的绘图习惯及严肃认真的工作作风。

（5）改革制图教学的考试方法

机械制图课程是一门工科类学生的主要专业基础课，它对于后继相关设计类课程的学习至关重要，其主要任务是培养学生具有一定的空间想象和逻辑思维能力、绘制和阅读工程图样的能力，其实践性和操作性较强，作为检验教学效果的重要方法，考试是普遍采用的有效手段，但考试的方式直接影响学生的学习和教师的教学。传统的两小时闭卷考试不能够真实、全面地考核[3~4]学生的综合能力，缺陷主要表现在：由于考试时间和试卷幅面的限制，考核结果往往带有片面性，容易造成学生为得高分只注重对书本理论知识的学习而忽略动手能力、用知识解决问题的能力及创新意识的培养。因此，必须对传统期末闭卷考试方式进行改革。

前面把工程制图课程体系划分为三部分，工程制图、制图技术CAD、机械制图实践，为了克服传统考试的弊端，更准确地评价学生的工程图学能力，工程制图部分的考核在加大平时学习考查力度的基础之上，采用两小时的闭卷考试，因为它主要培养学生绘制和阅读机械图样的能力，主要靠空间想象和逻辑思维能力；制图技术CAD则采用上机考核的办法，主要考核学生的动手能力；机械制图实践主要采用平时考察及答辩的方式，主要考核学生的知识应用能力。考学结合，较多的考核频度可以有效激发学生的认真学习态度，强化了学习效果，有效地提高学生的学习能力、综合应用知识的能力和创新能力。

4 结束语

社会需求是引导高校教学的指挥棒，在制图教学中引入现代设计方法与理念，从设计对象的整体出发，将传统的零件—部件的教学顺序，改为零件—部件—零件，将传统独立的机件表达方法融入零部件图样表达之中，实现从二维到三维，再从三维到二维的双向教学方法，突破传统教学模式与体系，加强课程的综合性、实践性，实现工程图学与机械工程训练基础等相关课程的衔接是制图课程改革的方向，提高教师自身素质，改革工程制图考试方法，且教师能以身作则，使制图各教学环节落到实处，那么我们才能在大学里培养出适应社会需求的人才。

[1]焦永和，张 彤，等.第7次普通高等学校图学教育现状的调查与研究[J].工程图学学报.2009，（3）：168-172.

[2]杨放琼，云 忠.工程图学系列课程二维——三维双向式创新教学新体系改革研究[J].长沙铁道学院学报.2011，12（3）：57-58.

[3]戴恒震，李 震，王丹虹.修改后近机类机械制图课程考试改革实践，教育教学论坛，2011，（35）：126-127.

[4]唐晓初，李 静，赵恒华.机械制图考试模式的改革探索与实践，工程图学学报.2009，（1）：130-135.