基于企业需求和工程实践能力的机械制图教学方法研究

李潇

摘要： 本文以某大型机械企业用人需求为依据，对应用型本科机械制图课程的教学方法重新进行研究和调整，提出了与时俱进、以赛促教、工程实训和差异化任务的教学方法。

Abstract： Based on the employment needs of a large machinery enterprise， this paper re studies and adjusts the teaching methods of applied undergraduate mechanical drawing course， and puts forward the teaching methods of keeping pace with the times， promoting teaching by competition， engineering practical training and differentiated tasks.

关键词： 机械制图;企业反馈;教學方法

Key words： mechanical drawing;enterprise feedback;teaching method

中图分类号：G642.0                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）20-0252-02

0  引言

随着各种高新技术的发展，机械设计和制造的模式发生了深刻的变革，社会对机械类人才的需求发生了重大变化，对人才培养提出了新的更高的要求。对应用型本科人才来说，除了具备相应的专业能力，还要有各种技术软件的应用能力和较强的工程实践能力。

为了真正贯彻应用型本科教学的培养目标，精准提高学生的专业技术水平和就业竞争力，并打造属于本专业的特色教学，我们结合机械企业对机械类毕业生的需求，听取了他们对机械制图课程的一些意见后认为现阶段的机械制图的教学必须要转换思路，要与时俱进，要开拓新的教学领域和“场地”，结合校内工程实训，以全国成图大赛的主旨为导向，才能真正实现我们教学的目标。

在多数高校的机械专业中，“机械制图”课程通常为纯基础理论课程，但实际上该课程和专业课 “公差与配合”“机械制造技术”等专业课联系非常紧密[1]。这种紧密的联系无论就的学生阶段的全国大赛还是今后的工作中都有体现。

1  机械企业现阶段的设计方法

1.1 制图工具的演变

机械图样是对机械设计成果的表达，按制图工具的不同，机械企业的设计成果表达方法经历了手工制图到二维CAD制图再到三维CAD建模的演变过程。

以中国最大的专业叉车研发制造集团之一——杭叉集团的发展为例，该公司1956年成立为杭州通用机器制造厂，1974年试制叉车，2000年企业改制，成立杭州叉车有限公司。在1967年到2000年该企业设计方式还是手工制图，1998到2000年之间由手工制图过度到计算机绘图，2000年到2009年用二维CAD制图，2009年至今是用三维CAD建模然后用二维CAD出图。

1.2 设计思维的改变

作图工具的改变带来设计思维的改变。还是以杭叉集团为例，该公司的叉车设计，都是由三维设计完成，然后从三维软件里导出二维工程图纸。设计师或者制图人员无需专门绘制二维工程图，而是直接绘制产品的三维模型，然后自动生成二维工程图。

对于子系统图纸，也是先进行三维设计，再导出二维图纸。零部件上的相贯线等，都由三维CAD软件导出时生成。如果典型以三维数据表达为主的冲压零部件，二维图纸仅标注部分尺寸。现在的机械企业的设计大多数都是遵循自顶向下、先整体再局部的设计步骤，相应的制图过程就是先三维再二维。

1.3 制图教学的内容调整

机械制图的教学一般都安排在大学一年级阶段，主要教授的内容是尺规绘图与AutoCAD绘图，在起步阶段与社会发展有脱节。

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，但考虑到生产力高速发展的企业需求，这样的教学已经远远不能满足企业高速出图的需要。[2]

所以机械制图的教学很有必要将三维软件的应用引入到课堂中来。

2  企业用人需求的反馈意见

2020年10月，在浙江科技学院举办的一次工程图学会议中，杭叉集团技术中心的副总工程师匡灏针对新入职的毕业生存在的制图问题提出了很多具有代表性的意见，他认为最主要的问题并不是软件应用问题，而是基本功不扎实的问题，并对这些问题出现的原因也进行了探讨，值得我们重视和思考。

制图是一门技术语言，全国上下遵循的是同一个规范，表达的是工程师的设计思想。如果语言不统一，就会造成信息混乱，给企业带来各种麻烦。

基本功不扎实引起的主要问题有：视图表达不当，出图顺序不当，标注的问题很多，图纸和比例选择不当，不会适当用简图表达，对制图没有标准化的概念等。

毕业生出现上述问题总结的原因有：学生对制图课程的兴趣不够;在学校里工程图样的绘图练习不够;学习的侧重点与企业实际应用有偏差。因为平面作图的练习太少，所以理解视图、标注等设计意图的能力较差，不容易意识到自己图面上的问题。因此，期望高校的制图课程能够提升学生的学习兴趣，增加工程图样绘图训练，适当调整教学的重心，增加与企业的互动。

这些不是靠一门课程就能够解决的问题，希望高校的制圖课程能够提高学生的信心，引起学生对机械设计的兴趣，同时结合材料与热处理、互换性、CAD等课程，全面提高学生的设计和制图能力。也希望在课程设计阶段，能够引导学生从整体到局部，从三维到二维，多做一些切合生产实际的制图练习。企业的培训能力有限，需要毕业学生能够尽快上手，所以学校制图课程的教学环节必须做一些与时俱进的调整。

3  教学思想和方法的更新

3.1 教学内容与时俱进

制图课程的内容一定要保持与时俱进，与此同时，基本功的知识也不能丢。这就涉及到时间分配和教学平衡的问题。其最终目标是学生既能掌握好各类先进的制图软件，可以作为进入很多企业的敲门砖，又能具备扎实的制图和识图基本功，进入企业后各项工作能尽快上手，从而站稳脚跟，获得长足的发展。

我们学校已经开展了三维软件与制图并行教学的尝试。在总课时不变的情况下，教师做好每个阶段的学习规划，利用线上资源和寒暑假时间，让学生在学习制图课程时，同步进行三维制图软件的学习。

SW（即SolidWorks三维制图软件）与制图并行教学更容易激发学生学习制图的积极性;有助于学生理解组合体形体分析法和零件图中的一组图形、尺寸标注、技术要求、材料等内容;学生可以更好地掌握装配图中零件的拆装顺序、装配体的工作原理等。[2]

3.2 教学导向以赛促学

在机械制图的教学导向方面，教育部和中国图学学会一直是走在最前沿的。 “高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛就是图学类课程最高级别的国家级赛事，2018年被中国高等教育学会列入全国普通高校学科竞赛排行榜。[3]到现在已成功举办14届，得到了许多领军人物的鼎力支持和众多高校的普遍重视。

该大赛的目的在于引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，掌握扎实的基础知识和建立较强的空间想象力，提高学生的工程制图能力，培养图学思维素质;吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。[4]我院机制专业已经历过7届高教杯全国成图大赛，均取得不俗的成绩，每年有半数以上的学生获奖，本人作为指导老师，也获得过两次国家级的优秀指导教师奖。我们将继续以成图大赛为导向，紧跟机械制图的技术前沿不落伍。

3.3 注重工程实践

在教学过程中，我们会发现学生对各种标准件的画法和标注细节总是记不牢，而实际工作中标准件的应用是非常普遍的;还有零件表面结构代号和尺寸公差，学生感觉也很抽象，其实这些知识点在实际生产中非常具体，直接关系到产品的质量和生产。比如，机械装备装配质量与零件公差设计有关，公差信息必须在设计中通盘考虑，装配精度如由零件加工精度直接保障，会给零件加工带来障碍。如何通过公差优化提高机械产品装配精度非常关键。[5]

所以机械专业的工程实训是非常好的一个学习环节，它可以让学生的认知具象化，图纸上的标注和符号通过工程实训，变成看得见摸得着的实物表面和实物的装配关系。针对我校机械类本科人才培养的目标定位，以培养应用型人才为指导思想，以加强工程实践能力为中心，要求学生在掌握基本专业理论知识的前提下，着重专业技能的培养，并注意各教学环节之间的联系和相互影响，把工程实践能力培养融入各个实践教学环节之中。

3.4 实行差异化教学

所有当过多年教师的人都有一个体会，虽然学生都坐在同一个教室，学同一门课程，但每个学生的学习习惯和接受能力都是不一样的。对于机械制图这门课程来说，每个学习阶段，每个知识点，学生都有不同的表现。比如学习投影原理时，有的学生表现出很强的空间想象能力，复杂的空间形体也很快能想象出来，而有的学生在空间想象这方面却是短板，需要教师从简单到复杂耐心地引导，慢慢地训练。再比如学习AutoCAD二维绘图时，学生的学习进度也完全不一样。所以教师需要根据不同学生的接受能力和学习情况，采取差异化教学。差异化教学就是要点亮学生学习的热情，培养他们的自信，目的是让所有同学都到达他们能到达的最高的目标，释放每位同学的最大的学习潜力，追求在制图这个技能上所能达到的极致。

4  总结

机械制图的教学以企业需求为导向，以专业竞赛为推动力，结合我校学生的实际情况和基础水平，采用差异化的教学方法，注重工程实训，从以上几个方面入手，一定能大大提高教学水平，培养出适应社会技术和企业发展的毕业生。具体内容有以下几个方面：①在原有教学体系的基础上，尽早引入计算机三维制图，教师自己设计一些简单的项目引导学生进行绘图软件学习。②注重工程实训。

③将“高教杯”成图大赛作为另一个着力点，以赛促教，以赛促学，以赛促改。④对学生进行差异化教学，发挥学生潜力，培养更优秀的人才。

参考文献：

[1]丁晓红，李郝林，钱炜.基于成果导向的机械工程创新人才培养模式[J].高等工程教育研究，2017（1）：119-122，144.

[2]唐利芹，郑璐恺.机械制图与SW并行教学探索与实践[J].中国设备工程，2021（08）：220-221.

[3]全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛官网：http：//www.chengtudasai.com/.

[4]张琼，牛海侠.应用型本科高校先进成图大赛在“机械制图”中的应用[J].机电教育创新，2021（07）：183-185.

[5]严冬青.试论机械设计与机械制造中的公差配合[J].中国设备工程，2021（07）：157-158.