基于高職教育的機械制圖改革之探討

摘要 信息技術與工業技術的結合，引發了現代制造技術的產生，同時也促使與之相關的高等職業教育在專業構成、課程體系、教學內容等方面進行變革，從而適應新的生產力的發展，適應社會的需求和學生個人的發展。改革的方式、途徑、內容是可以探討的，但改革是必須的。機械制圖課程的革新便是基于此背景下的一個試點。

關鍵詞 高職教育 機械制圖 改革

中圖分類號：G712文獻標識碼：A

Mechanical drawing Reform Based on Vocational Education

SUN Baofu

(Mechanical Engineering college， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004)

AbstractThe combination of information technology and industrial technologies， led to the production of modern manufacturing technology， but also promote the associated higher vocational education in the professional structure， curriculum， teaching content and other aspects of change， to adapt to the new development of productive forces， to adapt to social needs and personal development of students. The ways， means and the content of reform can be explored， but the reform is necessary. Innovations in mechanical drawing course is based on this in the context of a pilot.

Key wordsvocational education; mechanical drawing; reform

0 前言

隨著我國制造業的飛速發展，對擁有新知識、新技術及創新意識的新型技術工人的需求變得越來越迫切。特別是我國在金融危機中提前復蘇后，珠三角地區高技人才的供不應求更說明了這一點。同時，這也是我國由制造業大國向制造業強國邁進的基礎要素。近幾年來，國家各相關部門已認識到對職業技術人才培養的重要性，所以，大力發展職業教育已成為國家的共識。為此，國家制定了一系列的優惠政策，撥出了專項的扶持資金，從而為職業教育的振興與發展鋪平了道路。而作為職業教育的承擔者——各類高職與中職學校，如何充分利用當前良好的發展時機，調整專業結構、改良課程體系、更新教學內容與教學方法，從而培養出能夠適應社會需求及自身發展的新型技術人才，是急需思考的問題。本文針對機械制圖的現狀、教學內容的更新、教學方法的應用等方面，以機械制圖課程的改革為例，展開對這一問題的探討。

1 機械制圖教育現狀①

機械制圖是數控技術、模具技術、機電一體化等高職機械或近機專業的重要的技術基礎課。工程圖樣作為工程信息的載體，是工程技術人員表達設計結果、交流設計思想、加工成型零件的重要工具。傳統圖樣多是采用三視圖為主，附以剖視、斷面等表達方法，對工程對象的形狀、結構、大小進行描述的，即把三維問題二維化。同樣，加工人員再將二維圖樣表達的零件先在腦中還原為三維實體，然后按照工藝要求進行依次加工，這是一個二維問題三維逆向還原的過程。這種二維與三維相互轉化的過程需要技術人員有著較強的空間思維與空間想象能力——這是機械制圖的一個重要的教學目標，同時也是教學的重、難點所在。然而，隨著現代工業的飛速發展，產品的加工方式已發生質的變化，傳統的人工加工逐漸被數控加工方式所代替，加工的工藝要求也轉變為一道道程序。作為加工依據的圖樣也已不再是二維工程圖，而是立體的三維模型，因為傳統的二維工程圖樣無法承載如此之多的信息量，不能適應發展的需求。近二十年來，盡管各個學校根據自己的情況和特點對工程圖學的教學工作作了一些改革，并收到了一定的效果，但是其總體框架并沒有多大的變化。這便使得傳統的工程圖樣在直面現代制造技術時，已經很難完成他的使命。為了適應現代制造技術的發展要求，工程圖樣的樣式、所包含的內容、表達的形式必將面臨全面的革新。而與之相隨的工程圖學的教學體系、教學內容、教學方法與手段等也必將面臨新的挑戰，否則將很難適應本世紀對人才培養的要求。因此，工程圖學系列課程的改革將勢在必行！

2 課程內容的改革

現代制造技術的發展、加工方式的變革，承擔加工信息載體的圖樣也由二維工程圖轉向三維實體模型。傳統的機械制圖教學內容依舊沿襲著由點、線、面、體至復雜的組合體、軸測圖、零件圖和裝配圖等內容組成。前面屬于畫法幾何部分，后面屬于對國家標準及工程圖樣的認識。盡管圖樣的表達方式發生了變革，但，一則由于不同地區、同一地區的不同企業發展并不均衡，二則不同零件的生產批量和生產工藝的不同，使得我們不能輕易將二維工程圖的學習排除在外。并且，二維工程圖的學習在培養我們空間想象能力的同時，也培養了我們創新能力，為學生將來的進一步發展打下了基礎。

但傳統的教學內容的安排又有著許多不合理之處，具體表現在：第一，內容繁瑣。許多年來，中職、高職、本科的圖學教育，無論在內容上還是在復雜程度上并沒有什么不同，沒有體現出各自的特色。本科著重于設計，高職著重于加工，其空間想象力、創新能力的培養目標是不同的。有（下轉第59頁）（上接第26頁）些內容，如線面、面面關系、換面法、軸測圖等內容沒有必要保留；第二，教學順序的顛倒。幾乎所有的教師在講授內容的時候都是從點、線、面開始講起。實際上，人們對事物的認識整體的比局部的更容易理解。我們講授完投影法的概念之后，如果讓學生畫一些基本形體或簡單組合體的投影應該是沒有問題的，因為它比較具體、形象。然而點、線、面的學習卻使得知識在一開始便抽象起來，許多的問題反而難以理解。正確的做法是應該在掌握簡單形體投影的基礎上，再在形體上找一些特殊和一般的點和線，讓學生求解。至于線、面得投影特性、點線面的從屬性及線線、線面關系沒有必要特意的講解；第三，重難點的轉化。機械制圖的重難點幾乎每一個人都知道在于截交線、相貫線的求解，找點法是其最基本求解方法。這也是為什么前面要精講點線面的原因。高職重點培養學生對工程圖紙的識讀能力，畫不畫得出線和讀不讀得懂圖并沒有必要的關聯；第四，也是最重要的一點，我們不能忽視對三維形體的建模方法的學習。現在的高職教材都增加了AUTOCAD內容的學習，其中有些也包含了三維建模。但AUTOCAD中的三維建模是采用線面構型方式，表示的僅僅是一個框架而不是一個實體。而正在的三維實體模型是計算機將一些基本要素，如線、面，經過拉伸、旋轉、相交、相并等一系列的布爾運算形成的，是一個真實的實體。如賦予密度便有質量，并可進行其他方面的分析、運算。三維建模方法和機械制圖如何融合、采用什么樣的軟件、講授知識的深淺度等等內容還需我們今后進一步探討，但無論怎樣我們都不得不承認這是一個發展的趨勢，早做準備會讓我們贏得更多的主動。

3 教學方法的更新

隨著信息技術與教學的結合，各類新型的教學手段和教學方法也層出不窮，機械制圖的教學也不例外。最初的教學我們采用的是模型、掛圖來表達實物的結構，但模型和掛圖帶上課堂總是不方便；后來就有了幻燈，但圖片是死的；再后來就有了投影，有了許多的CAI課件。從而大大減輕了我們在黑板上板書、繪圖的時間。現今的CAI做的越來越好，動畫效果、聲音效果、畫面美觀度愈求精細。但在具體的教學實踐中，對利用CAI和原始的板書進行效果比較，往往前者不如后者。其實一個課件做的越是精美，給人的感官刺激便越是多方面的，從而忽略了課件的實質目的。機械制圖的二維工程圖講究的是尺規作圖，課件的應用只能是讓一條線憑空出現，至于其來龍去脈卻體現不出來，使得學生依然不知其所以然。當然，課件對物體的實體造型提供了最直觀的展現，但這種展現卻不能為教師所控制，如果學生需要進一步了解物體某一局部的形狀、結構卻無法做到。能否將利用課件和在黑板板書達到同樣的效果？能否將實體展示和真正的模型展示達到一樣的效果？能否讓課件和師生產生互動，從而產生交互的效果？似乎現行的各類課件都達不到這樣的要求。但這樣的效果我們完全可以實現，即利用建模軟件來進行教學。

利用建模軟件進行教學其實在一些學校有了很多的嘗試，主要利用的軟件大都是AUTOCAD。CAD在二維工程圖的繪制上有著無可替代的優勢，和真正的黑板板書幾乎沒有什么區別，其投影規律的對應關系、線條的粗細、由來都可以一一體現；在教學的過程當中，可依照學生思考的節拍掌握進度，并可隨時對畫出的圖樣進行修改；更重要的是，在教學的過程中，可以讓學生對CAD的各項命令有一個熟知的過程，在今后的CAD的學習中有著事半功倍的作用。當然，在教學的過程中，利用三維模型來幫組理解物體的構成是必不可少的。

在我們的教學實踐中，如果我們將這兩個軟件作為我們的教學工具交替使用，不僅有利于學生加深對這兩個軟件認識，從而有利于進一步的學習，同時，我們教學的課堂完全可以變為一個師生互動、相互探討、激烈爭論的場所。從而改變從前由教師單一的講、學生被動聽局面，這是任何一個課件都無法做到的。

4 結束語

信息技術的產生造成現代制造技術的飛速發展，形成了新一輪的產業革命。走在知識與技術前沿的高等教育必須盡快適應這一革新，并能夠在一過程中擔當起引導的責任。在這樣的一個大背景下，作為高等教育的一個微小的點，機械制圖的課程改革是必然的。如何改是一個探討的過程，無論改革成功與否，比起原地不動、保固守舊來，總是一個進步。這是每一個圖學教育的教學者和研究者的使命。

桂林理工大學教育規劃立項項目

注釋

①孫寶福，唐愛華.基于現代制造技術的工程圖學課程改革之初探.桂林工學院學報，2005.25(5).