机械制图教学融合机械设计的思考

唐利芹 杨铭

摘 要：在分析机械制图教学现状的基础上提出机械制图与机械设计理论教学、实践教学相融合的思路、意义及两者融合对课程思政的促进作用，为后期的教学实践提供参考。

关键词：机械制图 机械设计 融合 教学

在设计机器时，需进行运动学设计、动力学计算以确定机器中主要零件的基本尺寸，然后设计装配草图并校核主要零件，再按定型的零件结构尺寸绘制零件工作图和装配图。零件图和装配图属于机械图样，运动学设计、动力学计算和零件校核都属于机械设计的流程。

由此可见，机器的机械图样必须通过机械设计来完成，而只有机械图样才能使整个机械设计过程得到完整的体现。因此，机械制图教学融合机械设计到是机械类专业教学改革的需要，笔者就其相互融合进行了探索和思考。

1 机械制图教学现状

我校机械制图教学现状从以下几个方面描述：

1.1 教学内容

我校目前的教学内容包括：制图基础知识、点线面、基本体、组合体、轴测图、机件表达、标准件常用件、零件图、装配图以及AutoCAD与之对应的内容。教学平台为配有电脑和投影仪的多媒体教室。

2020年在疫情肆虐的情况下，机械制制图课程开设了爱课程和学习通等网络教学平台。实际教学中，企业微信、中国大学MOOC、QQ群屏幕共享、腾讯会议等平台都有应用。

1.2 存在问题

机械制图与AutoCAD两者配合可以按照国标正确地设置CAD图样，绘制形体的多面正投影图和三维模型，利用多视口也可以实现不同角度看到形体的不同投影视图。单从机械制图一门课的教学看没有问题。在经历了机械制图、机械设计基础、机械设计课程设计的教学阶段、指导学生毕业设计后，就发现机械制图教学存在下列问题：

（1）机械制图教材中的例题、习题集中的习题与机械设计、毕业设计没有关联。学完机械制图学生再去看机械设计中的机构原理图时依然要从零开始看图。

（2）多数学生在毕业设计时完成了三维建模，在由三维生成二维工程图时，对机件表达方法应用不熟练，教师为解决此类问题需花费大量时间。

（3）在进行课程设计和毕業设计时，学生用AutoCAD完成零件图、装配图耗时太多。

2 机械制图教学融合机械设计的思路

1992年AutoCAD2.6版本在DOS操作系统中走入校园。2000年，国家要求所有国有企业出图必须用AutoCAD。二十年过去，AutoCAD已不能满足企业高速发展的需求，大量企业出图已经改用SW、NX、ProE、Inventor等3D软件。机械制图教学必须与时俱进，改进思路如下：

2.1 将机械设计融入机械制图理论教学

在讲制图基础知识中的平面图形时，首先播放机构的运动视频再讲图1至图3中的推杆、凸轮、槽轮的特征视图。可以用尺规、AutoCAD、SW或NX等绘制其平面图形并对比三者的不同特点。上述零件在三维建模时只需要一次拉伸命令即可完成，由此引入柱体的概念，即只要能用一次拉伸命令完成建模的几何体称为柱体。柱体的侧面可以是平面与曲面的组合，柱体概念有助于加快建模速度。图1至图4中手柄和支架可以配合组合体和机件表达方法的教学，三维模型和二维视图的对应，有利于学生熟练掌握机件表达方法。图4所示的输入轴部件可以配合标准件常用件的教学。图5和图6中包含轴套类、盘盖类、箱体类等非标零件和螺柱、轴承、螺母等标准件，这些零件运转和建成爆炸图过程视频对零件图、装配图教学大有益处。将机械设计融入机械制图教学，用可运动的机构部件配合制图教学，而不是用单独一个几何模型完成制图教学，有助于激发学生学习机械制图的兴趣。同时选择常用机械设计机构作为机械制图教材中的例题和习题集中的习题，为机械设计和毕业设计打下更扎实的基础。

2.2 机械制图与机械设计的实践教学相配合

大一机械制图的课程设计是产品测绘，是在理解实物产品工作原理的基础上，对实物进行拆装，再对所有零件用3D软件建模、装配并完成产品的总装图、部件装配图及所有非标准零件的零件图，解决了AutoCAD绘制零件图和装配图耗时多的问题。以图5和图6为例，同一班级的学生以4-6人为一组，不同组别完成不同产品的测绘。同一组同学任务按零件序号、测绘说明书分工到人，责任和成绩落实到人。

大三机械设计的课程设计可以在大一测绘的基础上根据输出件的工作要求设计满足要求的对应产品。比如大一测绘了二级齿轮传动减速器，大三时根据输出的功率要求完成电机选择，各零件设计计算，根据设计结构修改并完成大一的测绘任务。将机械制图与机械设计的实践教学环节前后贯通，使学生在各个实践教学环节中能够把握重点，充分理解测绘和设计的区别。

2.3 二者融合促进课程思政的渗透

课程思政是以构建全员、全程、全课程育人格局形式，将课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育理论。2016年12月在全国高校思想政治工作会议上习主席强调要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，激励教师用好课堂教学这个主渠道，促进学生知识、能力和育人“三位一体”课程教学目标的实现。

机械制图与机械设计的融合，更能够促进课程思政的渗透。在理论教学中，指导学生一丝不苟地设计、计算和绘图，培养其责任感和使命感;要求学生遵循国家标准，增强其遵纪守法意识;训练学生读图，提高其辩证思维能力。在实践环节中，安排学生分工合作，有利于团队合作和陈述能力的培养。在设计产品时，激发学生对产品精雕细琢、精益求精、追求完美、追求卓越的工匠精神，培养学生用户至上的服务意识[4]。

3 结语

机械制图教学与机械设计的有机融合是切实可行的。既能突破传统机械制图教学的不足，又能实现机械制图与机械工程等相关课程的衔接与整体优化，能够促使机械制图课程教学理念和教学方法发生深刻的变革，推进机械制图课程教学改革和教材建设。

项目名称：本论文受江苏省青兰工程优秀教学团队、国家一流专业建设点、校级重点专业建设和江苏省高等教育教改项目（2019JSJG554）资助。

参考文献：

[1]李铁，孙俊鸽.现代机械设计方法研究及其创新[J].中国设备工程，2019（06）：124-125.

[2]赵倩，胡林岚，仲太生.“机械设计基础课程设计”课程思政实践探究[J].科教文汇，2020.03.032：72：74.

[3]朱明松，朱德浩.培养工匠精神背景下的专业课程教学设计与实践[J].理论研究（电子版），2019（09）：39.

[4]金浏河，高哲.对“课程思政”的几点思辨[J].现代职业教育，2017（18）.

[5]高成慧，付正飞.“机械制图”课程育人资源的设计与开发[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2019（8）：58-60.