面向数字化制造的机械制图教学改革

周明

摘 要：随着现代社会工业的快速发展和生产产品更新速度的加快，新型制造技术在我国的机械制造行业中应用也越来越广泛，尤其是机械制图中的数字化制造技术。图是工程语言，随着现代制造技术的飞速发展，图学教育在教学内容、教学方法以及教学手段方面也面临着改革，以适应发展的需求。本文首先分析了数字化制造对机械制图教学的要求，接下来详细阐述了新时期传统机械制图教学模式中存在的问题，最后对新时期面向数字化机械制造的机械制图教学改革方法做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：图学教育;改革;现代制造技术

引言

数字化制造技术即在数字化技术与制造技术相结合的背景下运用虚拟现实和对产品信息、资源信息、工艺信息进行规划和重组，来实现机械制造对产品设计和功能的仿真以及原型制造，从而满足人们对生产产品的需求。现阶段，我国大部分机械制造企业已经拥有了数字化制造技术，对以后机械制造领域的快速发展具有很重要的意义，

1数字化制造对机械制图教学的要求

数字化制造对机械制图的要求是将图像转变为数字并将有关数据信息进行收集与存储。因此，在这种要求下，机械制图应为施工工程的模型提供基础，并且将计算机网络作为机械制图教学的载体，以促进机械院校教学的成效。此外，院校应使现代机械制图教学方式从二维向三维转变，包括拓扑结构、三维几何信息和物理特征等。并应用计算机软件对图纸进行处理来获得虚拟的实体图像，以便于设计人员进行图纸的设计和修改。数字化制造是以计算机为基础来实现对制图数据、方法与资源的整合和存储。计算机机械制图通过运用计算机软件检验实现了虚拟装配与制造。机械图样是工程施工的重要依据，因此在设计和分析方面都应按照发展规律来制定。所以，数字化制造要求机械制图的教学目标和教学方式以及教学内容要有全新的改变，以满足现代社会发展下机械制造企业对机械设计人才的需求。

2新时期传统机械制图教学模式中存在的问题

首先，教学目标没有进行及时调整，无法满足企业对机械制图人才的实际需求，学生的空间思维能力、构型设计能力、三维建模能力、徒手绘图能力较弱，专业综合素质有待提高。其次，教学内容没有进行及时更新，仍然沿用旧有的教学内容结构体系，没有将新型的、企业生产线最前沿的技术融入到教学内容中。另外，教学方法比较落单一，基本以讲授法和练习法为主，难以有效激发学生的学习兴趣，学生的动手操作能力得不到有效培养和提高，无法将所学理论知识加以灵活运用。最后，教学模式比较落后，学生获取知识的渠道单一，主要以课本内容为主，并且也没有构建完善的评估体系，对教学成果进行检验。

3.新时期面向数字化机械制造的机械制图教学改革方法

3.1调整教学目标

新时期面向数字化机械制造的机械制图教学改革方法之一是调整教学目标。合理的教学目标能够明确机械制图教学改革具体目标，为满足数字化机械制造对机械制图的基本要求，就需要对教学目标进行调整。在开展机械制图教学工作时，需要加强与企业之间的联系，了解企业对机械制图人才的实际要求，结合数字化机械制造特点，在教学中注重对学生思维能力、构型设计能力、三维建模能力、徒手绘图能力的培养，使学生能够利用计算机软件构建立体式机械模型，再结合精准的手绘平面图纸，为机械制造提供更加可靠的机械样图。

3.2吸收企业生产和技能竞赛图样作为教学素材

新时期面向数字化机械制造的机械制图教学改革方法之二是吸收企业生产和技能竞赛图样作为教学素材。基于数字化制造技术的工程图已经在企业得到广泛应用，将企业生产实践中所应用的二维工程图、三维实体模型，以及基于CAM软件的零件二维和三维模型数控加工刀路文件作为教学素材，让学生了解基于数字化技术的工程图在企业生产中的实际应用。职业教育开展技能竞赛活动，是我国教育工作的一次重大制度设计与创新，各类职业技能竞赛成为引领和推动职业学校加快课程改革、提升教学质量、展示教学成果的重要平台，其中加工制造类竞赛项目多、范围广、影响大，产生了大量的实操竞赛图样，由于赛件具有典型结构的集成性、与生产实际的关联性以及加工工艺复杂性等特征，实操项目的设计和竞赛过程广泛采用数字化制造技术。例如，在国内各级竞赛和世界技能大赛（Worldskills）中，赛件的纸质零件图、装配图等二维图样都包含轴测图，竞赛过程也主要依赖于CAD/CAM软件技术。在不涉及知识产权的前提下，可以将这些实操赛题引入到机械制图课程教学中，来丰富教学素材，也能激发学生的学习兴趣。

3.3CAD软件应用与工程图读绘教学有机结合

新时期面向数字化机械制造的机械制图教学改革方法之三是CAD软件应用与工程图读绘教学有机结合。要紧跟数字化制造技术发展和应用步伐，工程图读绘能力的培养过程就必须贯穿CAD软件技术应用，利用多媒体等信息化教学手段，将工程图读绘能力培养与CAD软件应用紧密结合，两者相辅相成，有利于培养学生基于数字化制造技术的工程图读绘意识和能力。当前机械制图课程在职业院校通常开设两个学期，其中包含集中讲解或分散讲解的计算机绘图知识，随后计算机绘图（CAD）课程再开设一到两个学期。由于两门课的教师和教学时间不一致，教学内容被割裂开来，即使计算机绘图知识包含在机械制图课程两个学期中教学，其教学时间也会严重不足，难以达到基于数字化制造技术的工程图读绘能力培养要求。如将两门课程融合在三到四个学期教学，作为重要技术基础课的机械制图课程总课时有所延长，也避免将计算机绘图软件仅当成“画图”的工具，而忽视其作为工程图读绘重要手段和产品信息表达载体的本质作用。

结语

总之，机械制图是机械、机电专业或近机类专业必修的一门专业基础课程，但因其对学生的空间思维能力以及空间想象能力要求较高，所以，学生的学习的困难程度较大。改革之后课程从其建模方式将以三维建模为主，从而降低了课程的抽象性，同时也提高了学生对相关软件的熟悉程度及学习热情。

參考文献

[1]郑送军，师宝霞.新时期面向数字化机械制造的机械制图教学改革研究[J].才智，2017（10）：200.

[2]徐文庆，陈黎明，刘少华.面向数字化制造的机械制图教学改革[J].课程教育研究（新教师教学）2016（21）：298.

[3]陈贵风.面向数字化制造的《机械制图》教学改革研究[J].人文之友，2018（6）：66.

[4]孙宝福.基于现代制造技术的工程图学课程改革之初探.东华大学学报，2005.8.31：160.