机械制图教学改革与实践分析

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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。

关键词：机械制图；教学模式；教学内容；改革与实践

《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理论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续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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作者:王红阁 周前 单位:河南城建学院