機械制圖課程教學方法和內(nèi)容的應(yīng)用研究

張雯娟

摘 要：介紹“機械制圖”課程改革探索的原因，教學中改革的具體方法和內(nèi)容，對教學中作業(yè)的安排和課堂理論教學和車間實際教學進行闡述。在課程教學中引入了三維造型技術(shù)，提出了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的制圖軟件環(huán)境，為培養(yǎng)嚴謹作風的工程應(yīng)用人才打下扎實的制圖功底。

關(guān)鍵詞：機械制圖；教學改革；三維軟件

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）09-0210-02

引言

在機械設(shè)計制造、土木建筑等工業(yè)工程中，圖樣是指導生產(chǎn)、加工和制造、檢驗等全過程最重要的技術(shù)文件之一。工程圖樣與文字、數(shù)字一樣，是人們表達設(shè)計思想、交流設(shè)計意圖、記錄創(chuàng)新靈感的重要工具。因此，能夠準確讀懂圖紙信息，熟練繪制工程圖紙是工程技術(shù)人員必備的一種技能。

《機械制圖》課程是機械及相關(guān)工程類專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強的實踐性和技術(shù)性。它也直接影響了學生后續(xù)課程的學習以及相應(yīng)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，是同學們畢業(yè)后從事設(shè)計生產(chǎn)、科研項目必備的基礎(chǔ)知識之一。制圖中的圖形元素以及線型比例、線寬、數(shù)字書寫、圖紙的大小等等，都要符合國家標準以及行業(yè)標準，要求制圖規(guī)范化，便于進行技術(shù)交流，在工程界素有“工程師的語言”之稱。以往《機械制圖》注重于畫法幾何的教學和手工繪圖的能力，隨著科技的飛速發(fā)展和計算機技術(shù)的深入應(yīng)用，企業(yè)采用“無紙化”辦公，應(yīng)用CAD軟件進行輔助設(shè)計，提高生產(chǎn)效率，讓新產(chǎn)品在第一時間進入市場。在科技進步的今天，課堂教學也要與時俱進，夯實手工繪圖能力的同時，在課堂教學中引入CAD技術(shù)，比如AUTOCAD、UG等軟件教學穿插，更加有利于學生與現(xiàn)代工業(yè)接軌，了解產(chǎn)品的實際設(shè)計生產(chǎn)過程。

一、教學改革原因

1.為適應(yīng)時代的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)技術(shù)指標的變化，在教學過程中引入最新的《機械制圖》、《技術(shù)制圖》標準，使得學生能夠及時了解并真正認識到機械行業(yè)的制圖標準。目前，在企業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)很少見到手工繪圖的場景了，基本上已經(jīng)采用“無紙化”繪圖。企業(yè)技術(shù)交流中，采用計算機繪圖，這就使得我們在教學中要跟上時代的腳步。“機械制圖”課程分兩個學期教學，計算機繪圖主要集中在第二學期進行。

2.改變學生以應(yīng)付期末考試為最終目的的學習態(tài)度。學生在學習課程階段，有的學生并未真正將學習知識作為目的，總是在最后期末考試的時候才去看書進行復(fù)習，為的只是考試及格或者過關(guān)，沒有從根本意識到知識對后期學習工作的重要性。改革的初衷也就是要改變學生的這種應(yīng)付的態(tài)度，注重平時學習，提高課堂學習的興趣和探索知識的精神。將CAD技術(shù)穿插進課堂教學，很難理解的圖形或者實物立體，通過軟件的操作展示出來，加深學生們的印象。

3.在教學方法上，將現(xiàn)代計算機技術(shù)與傳統(tǒng)模型相結(jié)合。繼承傳統(tǒng)教學的優(yōu)點，重視學生動手繪圖、識圖能力的培養(yǎng)。學生初次接觸到制圖的基礎(chǔ)知識，難免在物體的空間與平面圖形的轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生困惑以及不解，立體思維比較差的學生更難將模型進行二維圖紙的繪制。若采用立體模型以及三維輔助軟件的幫助，可以有效解決學生的繪圖、識圖所產(chǎn)生的困難。

二、教學內(nèi)容和教學方法改革

1.教學內(nèi)容的增刪。機械制圖的教學原則應(yīng)以學生能夠掌握國家標準和行業(yè)標準，來進行機械零部件設(shè)計或者后續(xù)機械課程的設(shè)計，培養(yǎng)繪圖、識圖的能力為宗旨。故在教學中，將部分內(nèi)容進行了刪減，如：線型元素的換面法求解，復(fù)雜立體與立體相交空間曲線的求解，利用圖解法求解直線實長和對投影面的夾角等內(nèi)容。增強的內(nèi)容：立體視圖的投影畫法，尺寸標注，公差與配合，強化手工繪圖的能力等內(nèi)容。

2.平時作業(yè)的設(shè)計。機械制圖是實踐性很強的課程，在每一部分的內(nèi)容結(jié)束后，都要輔以相應(yīng)知識點的題目進行練習。習題的內(nèi)容要與教材的內(nèi)容相配套，及時在學生每次作業(yè)做完后，在課堂上對出現(xiàn)的集中錯誤進行板書示范糾正，讓學生明白繪圖的真正意圖。“機械制圖”一般都配套有相應(yīng)的習題集，除了做習題集上的小題練習以外，進行繪圖時，還可以在教師科研項目進行中所遇到的圖紙，選做一些項目進行手工繪制，完成2號或者3號圖紙的繪制。這樣，不僅完成了手工繪圖的作業(yè)，學生也可以了解在實際生產(chǎn)中，產(chǎn)品的具體設(shè)計流程和技術(shù)要求，使得學生的學習不與實際工業(yè)脫軌，也為工程類學生更好地理解本行業(yè)的專業(yè)知識打下基礎(chǔ)。

3.教學方法和教學手段。在課堂教學中，注重學生現(xiàn)場實時的接受能力，不能僅僅為了保證教學進度和計劃而忽略學生對知識的理解和掌握程度。現(xiàn)在課堂教學基本都采用多媒體課件進行，這樣可以在課件中多角度展示立體模型的空間構(gòu)架和元素之間的交互關(guān)系，而且有助于學生空間思維的培養(yǎng)。但難點在于同學們很容易看懂三維模型，要將其轉(zhuǎn)換到圖紙中，用平面圖形展示出，就不能夠順利的進行轉(zhuǎn)換。針對這種情況，在教學中，應(yīng)采用板書進行示范性教學，雖然費時費力，但起到的效果是不容小視的。

課堂理論教學是必須遵從的，但作為工程類學生，“機械制圖”課程的教學嘗試從一年級開始，讓學生進入企業(yè)加工車間或者學校實習車間，實地的考察了解，工程圖紙在設(shè)計、生產(chǎn)加工和制造中的作用，幫助學生們真正理解圖紙中的技術(shù)所包含的意義。了解了零部件的生產(chǎn)過程，也就明白了圖紙中線條或者工藝處理的實質(zhì)。

三、三維軟件在教學中應(yīng)用

二維、三維繪圖軟件的應(yīng)用，使得繪圖的效率和質(zhì)量大幅度的提高，在圖紙的修改、反復(fù)利用和保存管理等方面，體現(xiàn)出了手工繪圖無法比擬的優(yōu)越。現(xiàn)代，三維軟件技術(shù)已經(jīng)成熟，軟件的應(yīng)用也已經(jīng)滲透進各個行業(yè)，三維造型設(shè)計技術(shù)引入到機械制圖中來。三維造型技術(shù)是根據(jù)二維平面草圖圖形，經(jīng)過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、掃略等特征操作創(chuàng)建立體模型，建立起平面圖形和立體模型之間的構(gòu)架關(guān)系。三維軟件在教學中的引入和應(yīng)用，加深了學生的學習興趣，更重要的是，對于二維圖形和三維立體之間的空間轉(zhuǎn)換，給學生提供了想象的空間，豐富了思維模式，也為提高學生的讀圖能力和繪圖能力提供了有力的技術(shù)支持。

機電工程學院的機械類學生已經(jīng)在第一學期系統(tǒng)學習了機械制圖的投影理論、簡單立體投影和組合體投影、各種機件的表達方法等。在第二學期，將CAD技術(shù)引入教學，學生們除了學習AUTOCAD軟件以外，還可以學習三維造型軟件，比如UG軟件。在授課過程中，用UG建立模型，再將模型轉(zhuǎn)換為二維工程圖，講解圖紙繪制，會大大提高知識的接受程度。

采用UG軟件教學時，可以首先采用二維簡單圖形，通過拉伸或者旋轉(zhuǎn)等特征操作成為立體模型，再與其他立體通過疊加或切割的方式進行組合修改，以期得到預(yù)想的立體，最后再將立體模型轉(zhuǎn)換為二維工程圖。

如果想讓學生更深入地了解，可以再進行模型的細節(jié)處理等操作。在要求學生讀圖或者繪圖時，使得學生清楚讀圖是首先分析圖紙，建立立體模型，分析每個結(jié)構(gòu)的特征，分別進行模型的建立，然后進行各個部分的整合，組成為一個完整的模型。整個教學過程讓學生對工程圖的認識從被迫接受，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生自主的研究和思考，由感性認識上升為理性認識。

通過三維軟件UG的教學，使得學生更深入地理解，工程圖的繪制并不是簡單的抄畫，圖紙的繪制包含了產(chǎn)品的概念設(shè)計，工藝要求，技術(shù)要求，產(chǎn)品的制造和檢驗，它是一個生產(chǎn)流程。提高學生對工程的認識和讀圖的空間能力，同時也初步掌握了一門三維軟件，對于以后的畢業(yè)設(shè)計和應(yīng)聘都打下良好的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

1.改革成效

“機械制圖”課程中進行的改革，增強了學生學習的自主性和積極性。讓學生放下包袱，輕裝上陣，真正在平時訓練分析問題、解決問題的思維和方法。通過改革中教學方法和手段的探索，讓學生改變學習觀念，變被動學為主動學，對整個圖紙的認識從抄畫深入到工程行業(yè)要求。更加注重對學生空間構(gòu)形能力和運用現(xiàn)代先進技術(shù)能力的培養(yǎng)。

2.存在問題

由于改革只是初步進行探索，每個階段教學，學生的接受程度不盡相同，個別學生并未很好的重視平時的繪圖識圖訓練，導致平時無法真正掌握知識，只是應(yīng)付考試的情況也會存在。

希望在后續(xù)的教學中繼續(xù)深化改革，繼續(xù)培養(yǎng)學生的嚴謹科學的制圖態(tài)度，以及掌握先進制圖技術(shù)，真正理解“機械制圖”不是一門考后就結(jié)束的課程，而是貫穿在整個職業(yè)生涯中的基本技能，培養(yǎng)學生嚴謹細致的工作作風和認真負責的工作態(tài)度，構(gòu)架起一座銜接專業(yè)領(lǐng)域知識的大橋。

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