《机械制图》课程教学改革与实践

王红阁 周前

摘要：针对目前普通本科“机械制图”教学环节中存在的问题进行分析，提出为培养复合型、应用型、创新型高素质人才的需求，必须对“机械制图”教学模式和内容进行全面改革并实践，当今随着计算机技术的飞速发展，为机械制图理论和实践教学改革提供了客观条件，因此，“机械制图”课程教学改革与实践势在必行。

Abstract： This paper analyzes the problems existing in the teaching of "mechanical drawing" for ordinary undergraduates， In order to cultivate compound， application-oriented and innovative high-quality talents， It is necessary to reform and practice the teaching mode and content of "mechanical drawing"，Nowadays， with the rapid development of computer technology，It provides objective conditions for the reform of mechanical drawing theory and practice teaching， Therefore， "mechanical drawing" course teaching reform and practice is imperative.

关键词：机械制图;教学模式;教学内容;改革与实践

Key words： mechanical drawing;teaching model;content of courses;reform and practice

中图分类号：TH126-4                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）02-0224-02

0  引言

《机械制图》作为工科专业必修的一门技术基础课程，旨在培养学生绘制和阅读工程图样、空间形象思维、解决工程实践问题的能力，是其他课程不可替代的。随着科学技术的进步，计算机图形学和绘图软件技术的飞速发展，传统的《机械制图》课程授课模式面临着前所未有的挑战，所以《机械制图》教学改革与实践必须冲破传统观念的束缚，改革必须要有新思路，注重创新，在当今市场经济需要和科技高速发展下，要充分考虑学生的思维需求和教学内容模式，基础理论以应用为目的，以必须、够用为度，以掌握概念、突出应用性、强调实践性、注重针对性，为教学重点;精选教学内容、图例和测绘方法，体现我国高等应用型本科制图教学特色。所以，如何转变教育观念、改进教学内容与模式，加强实验教学环节，更新实验内容，提高学生创新能力和设计水平，是值得我们思考的问题，为此，围绕应用型本科创新人才培养的主要任务，从理论教学和实验教学两方面进行改革与实践。

1  理论教学环节中存在的问题及其改革与实践

1.1 理论教学环节中存在的问题

通过近年来的抽样调查发现，学生的空间思维表达能力较差，主视图或其他视图投影关系分辨不清，导致作图不规范，对零件图和装配图所应表达的内容比较茫然，不能把零件图所表达的内容与装配图联系起来，导致零件图的结构与装配图不一致，图形表达不完整，在毕业方案设计时，有些学生无从下手，不知道怎么用草图把方案表达出来，或者徒手绘制能力差，草图表达不合理，导致后面的相关计算无法进行，最后设计出来的东西不切合实际，最后学生绘图变成抄图，还有不少学生对螺纹连接、键、销、齿轮、轴承、弹簧等标准件和常用件的视图表达没有很好的理解练习，对一些特殊的规定画法和简化画法更是没有主动学习掌握，对零件的尺寸标注，特别是尺寸公差和形位公差的标注，存在重复、漏标、书写不规范等，装配图中的配合公差与零件图上的尺寸公差和偏差对应不起来等。

另外教学过程中大篇幅的讲解图解法求交点、交线、实长、夹角、面真形等问题，忽视学生的空间形象思维能力的培养。由于过分强调图解法，后面的组合体体投影与形体构思、机件常用表达方法等内容讲解时间短，学生不能建立较强的空间立体思维感。

另外，多媒体教学作为一种现代化的教学手段，在课堂教学中得到广泛应用。CAI课件图文并茂、声像结合，增加课程教学的生动性、调动学生的学习积极性，同时减少教师的劳动强度、缩短教学辅助时间。但有了课件后，多数教师在教学中过于依赖课件，甚至有的教师变成“放映员”，学生被动听课件。教师不能结合学生的实际思维授课，教学内容和教学模式上过于老套呆板。因此，要想在传统教学的基础上取得更大的进步，必须对教学内容、教学模式、教学方法加以创新与改革。

1.2 理論教学内容改革与实践

为适应现代工程设计对制图知识和工程实践能力的需求。并针对本科培养应用型人才的目标，从教学内容上进行优化改革。传统制图课程的内容可分为四部分：①制图基本知识和基本技能，虽然国家制图标准规则多，但内容简单，学生可以通过绘图练习逐步掌握;②画法几何部分，一是应该降低求做相贯线的难度，只需掌握相贯线的概念、画法、图线大致趋势。因为较复杂的相贯线的求解作图，在三维CAD绘图系统是以数字模型定义形体，只要把相贯立体的形状、大小和相对位置输入后，计算机就会自动生成相贯线。所以画法几何的图解部分应该削减。二是换面法内容可以略讲，因三维CAD设计中，常常是以线、面、体的特殊位置来操作，然后再变换到原位置即可，但旋转法和直角三角形法求真长，实际工程中用到的比较多，可适当详解;③标准件和常用件的表达方法，加强工程上最必需和常用的组合体投影视图、剖视图、断面图的讲解，螺纹、键和销、滚动轴承等标准件的内容可削减一部分，因大多CAD绘图系统里提供标准件库可供绘图选用，而一些标准件的图样又仅仅是不表示投影关系的符号，学生们在课外加强练习就能读图和绘图;④机械制图，没有什么新的理论内容，主要是根据前面所讲理论表达方法，加强零件图和装配图练习和实践即可，所以调整内容后，教学内容就变得少而精，理论教学时间相对缩短，训练画图和读图能力的实践时间可以相应增多，不仅提高了学习效率，还有利于实践应用能力和创新能力的培养。

1.3 理论教学模式改革与实践

教学模式上我们尝试把教学内容重新优化组合。一是将正投影与轴测投影相结合、立体投影与体与体的截交线和相贯线相结合、手工绘图与计算机图形学相结合、典型零件图测绘和装配图测绘相结合，这样对他们之间的相同点和差异点对比，更容易牢固掌握他们各自作图理论的方式方法，优化后的教学模式，使理论知识和动手能力形成交叉式的网络，从而使学生的思路更加有序开阔，并能更好地掌握绘图和读图能力。二是把三维CAD技术融入机械制图教学，把实体造型和特征造型引入传统教学内容当中，加强对三维形体构形的想象、分析和表达能力，同时也是对二维绘图的一个巩固透彻理解的过程，这样更是对三维形体和二维图形相互转化能力的培养。从而加强工程意识的培养，以适应高水平应用型本科创新人才培养的需求。

2  实验环节存在的问题及其改革与实践

2.1 实验环节存在的问题

实验是《机械制图》教学中的一个重要实践环节，学生通过实验教学，不仅加深对课程基础理论的理解和强化，也进一步培养学生的动手能力、思维能力、创新能力。但由于《机械制图》课程通常是对大一年级的新生开设，他们对大学的学习方式方法有待适应，另外有的学生来自农村或偏远地区，可能就没有见过计算机，所以学生们的计算机基础差异较大。此外，由于AutoCAD课内容多、涉及面广，要使学生在有限的时间内掌握CAD绘图能力，并不那么容易。在现实中，三维CAD实体造型软件已在很多大中型企业和设计院广泛应用，而在制图教学中，一般大学仅仅还在使用二维绘图软件，实体造型、特征造型软件使用得较少，而教学实验的选题内容还要以培养应用型、实践工程能力为目标。所以总体看来，制图教育与现实需求差距还是很大。所以如何加强实验教学环节，不断更新实验内容，提高学生创新意识、创新能力和设计水平，是实验教学改革的主要内容。

2.2 实验设备和实验内容优化

在学校的大力支持下，我们一方面建立计算机绘图实验室，可以同时保证一个专业的130位学生上机。另一方面增加计算机绘图实验学时，从最初的6学时增加到20学时，占本课程总学时的20%，内容上，保留个别验证性实验，增加设计性和综合性实验。比如验证性实验每人只给出“设计知识点”的题目，这样学生在进行实验准备时，就会独立思考充分发挥主观能动性，同时实行手工绘图和计算机绘图相结合，上机前每位学生先手工绘制出草图，再上机绘制出正规图样，如果每位同学选题内容及难度得当，将有利于调动学生的学习兴趣，培养学生的创新能力。

在测绘实验中，教师可以分给每组不同的装置或部件，或者有条件的学生自行准备实物部件，学生首先根据实物或模型，分组讨论其作用、工作原理、零部件的装配关系以及拆装顺序等，然后对部件或装置进行拆分，根据零件结构、用途，确定恰当的视图表达方案，并徒手绘制出零件草图、装配示意图等，上机操作时再利用Inventor软件进行三维建模，最后测绘出完整的零件图样。通过实验，使学生认识到零件的工艺结构与装配之间的密切关系，培养学生的工程实践能力。

2.3 实验教学模式优化

在教学过程中，一方面采用启发式教学与多媒体教学的有机结合模式。教师首先提出问题，学生分组及时展开讨论，我们鼓励学生大胆地多方位分析问题，并提出自己的意见和建议，教师再根据学生的建议，提出问题的悬念，激发学生对问题的研究兴趣。在产品设计时，可先让学生进行大致的构思，徒手测绘出轴测图，再用计算机进行建模、屏显和交互修改。教师引导学生运用三维实体软件，将零部件以实体形式展现出来，使原本抽象、枯燥的制图变得生动、有趣;另一方面采用项目教学法，教师先以完成某一具体项目为目标，构建项目教学内容体系，学生以小组为单位按要求完成项目任务。比如在装配体项目中，各组学生首先根据给定的装配图拆画出零件图，每个学生负责2-4个零件图测绘和三维实体造型，然后再将所有零件模型组合在一起，进行装配，生成完整的装配图。在具体绘制零件图和标注尺寸时，小组各成员要注意互相交流及时沟通，以避免由于零件尺寸标注错误而造成后續装配图环节出现问题。显然，项目化教学不仅增强学生的学习主动性，而且培养学生团队合作能力。

3  结语

在《机械制图》课程教学中，我们及时转变教育观念，充分发挥课堂教学优势，改进教学内容与教学模式，加强实验教学环节优化改革与实践，能够有效提高学生的主观学习能动性、团队合作能力、工程实践能力和创新能力，为后续课程的学习打下了良好的基础。经过三年多的教学实践，师生普遍反应教学效果良好。

参考文献：

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