工程圖學測繪課程的教學改革與研究

谷芳　李群卓　朱琳　靳紅玲

摘要：測繪課程首先要選擇一個具有常見裝配連接關系和典型零件的測繪部件，測繪這樣的部件所用知識幾乎可以涵蓋工程圖學課程的全部內容；需要擬定合理的學時分配方案，讓學生有效的分配時間完成任務；還要運用靈活的教學方式，把教與學結合起來，既要充分發揮學生的主創性，又要掌控整個教學進程，較大程度的提高學生的開拓創新能力；最后通過建立分項考核體系，使考查結果更具有公平性和科學性。

關鍵詞：工程圖學；測繪；教學法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0097-04

一、前言

工程圖學是一門研究繪制和閱讀機械圖樣的理論和方法的基礎課程，而工程圖樣是構思、設計與制造過程中的信息載體，被稱為“工程界的語言”[1]，所以培養學生熟練準確的繪制和閱讀圖樣的能力是工程圖學課程的教學目標。

在目前的工程圖學課程教學中，受教學條件的限制，繼續沿用著傳統的課堂講授基本知識、課后完成作業的教學模式，是一種脫離實際、缺乏直觀性的教學過程，主要反映為當學生遇到具體零件時，不能運用已掌握的知識和能力來解決具體問題，在實際工作中困難重重。于是我們從2003年開始開設的為期一周的《工程圖學測繪》實踐課程，成為工程圖學課程的重要實踐環節，使學生對工程圖學所學內容進行了一次全面的檢驗和強化。實踐證明，測繪課程是理論聯系實際的一個重要教學環節，是進一步培養學生獨立分析問題、解決問題的能力、培養學生創新能力、創新思維不可缺少的訓練，也是本課程教學改革的重要環節。

根據已有的部件畫出其零件圖和裝配圖的過程稱為部件測繪。在生產實際中，在對現有機器或部件改進或維修時，常需要對該機器的零、部件進行測繪，所以測繪技能是工程技術人員必備的基本技能，工程圖學測繪課程對培養和提高學生的測繪技能起到舉足輕重的作用。該課程通過實踐教學方式，綜合運用工程圖學課程所學的知識進行實際動手操作，通過對零部件實物的測量，畫出其零件草圖和裝配草圖，以增加感性認識，提高直觀性教學效果，將理論與實踐相結合，鍛煉了學生綜合運用知識解決實際問題的能力，培養了學生的專業素質。

二、改革選題方式，推行科學可行原則

測繪實踐的主要目的是為了讓學生加深對工程圖學課程知識的理解與應用，讓學生能夠獨立確定視圖表達方案、合理標注零件尺寸和技術要求、規范查閱標準手冊、解決實際問題。但課程中的尺寸標注與制造工藝知識相結合，而大一學生這方面的知識是比較匱乏的，因此選題與分配也是教學難點之一。

高校各專業特點不同，學生的素質也參差不齊，為了克服以往教學模式脫離實際的弊端，測繪部件的選擇要遵循難點分散、重點突出、零件種類全面的科學可行原則。經過多年的教學體制改革，大學教育已經進入大眾化教育階段，專業課程的學時減少，而原來測繪課程所用的二級減速器工作量較大，所以最終選用了工作量適中的“安全閥”、“齒輪油泵”和“機油泵”三種部件。這些部件具有常見的連接和裝配關系，零件類型全面，幾乎涵蓋了工程圖學課程的全部內容[2]。例如機油泵，該部件中有標準件——螺栓連接、銷連接、鍵連接；有常用件——圓柱齒輪；有典型零件包括：軸套類零件——軸、軸套，箱體類零件——泵體，盤類零件——端蓋；有密封裝置——密封圈。零件之間的配合關系有間隙配合、過渡配合、過盈配合。

部件的分配要科學可行，做到因材施教。機電專業課時少，一般選用零件數量較少的安全閥，避免出現吃不消的現象；機制專業課時多，要求高，大部分學生選用難度適中的齒輪泵。而機油泵零件較多，相對前兩個部件其難度大，應分配給基礎知識扎實且自學能力較強的學生來完成，激發其挑戰性，給學有余力的學生開辟探索的空間和研究的余地。

三、改變教學觀念，明確課程要求

由于測繪課程學生比較分散，在測繪過程中老師管理難度相對較大，如果老師在布置完任務后就放任自流，學生的學習效果肯定不理想，很難達到預期的教學目的，所以要求教師必須改變教學觀念，明確課程目的和要求。測繪開始前，指導教師應認真全面的做好準備工作，為學生提供一份詳盡的測繪指導書。指導書要包括：測繪目的、測繪內容、學時分配及順序等要求。指導書應提供部件工作原理及示意圖，讓學生熟悉并了解部件。然后應給出各環節的指示，包括測繪方法和步驟、拆卸方法和順序、尺寸的測量及查表等環節中應注意的問題。

四、嚴格執行合理的繪圖順序

測繪指導書應明確要求學生繪制所有非標準件的零件草圖及裝配體的裝配草圖。在實際操作中切忌畫完一個零件草圖立即畫該零件的工作圖，這樣操作存在以下問題：（1）測繪工作常在零件拆卸現場進行，實際操作中畫完草圖立即畫該零件的工作圖很不方便。（2）在生產中是集中測繪完草圖才畫工作圖的，這樣同類工作集中，節省輔助時間。因此，要安排學生先繪制零件草圖和裝配草圖，再根據零件草圖和裝配草圖繪制裝配工作圖。進一步校核零件所有部分尺寸，防止出現干涉和碰撞等情況，最后根據零件草圖和裝配工作圖畫出零件工作圖。零件草圖的審核主要是糾正尺寸問題，還要給學生講解粗糙度、公差和技術要求方面的基本內容，并對學生所標注的內容進行輔導和校核。

五、打破常規，運用靈活多樣的教考模式

在傳統的測繪課程教學中，教師占用了較多的時間來講授全部測繪知識，忽略了調動學生主體的主觀能動性。經過多年的不斷探索和改進，我們運用靈活多樣的教考模式，測繪課程取得了更好的教學效果。

1.采用“階段學時分配方式”。測繪課程計劃學時1周，時間緊，任務重。在以往的教學中，由于不具體劃分學時分配，學生開始的時候工作松懈，進程緩慢，后期為了按時完成任務而倉促地繪圖，這樣導致學生最終知其然而不知其所以然。為了改變這種現象，我們實行了“階段學時分配方式”，教師課堂上要講重點、抓難點，合理分配教學時間。同時，在各階段根據不同的內容，運用講、練、討論與審核相結合的教學方式，既要發揮教師的主導作用，又要充分發揮學生的獨立學習和動手的積極性，使得教學學時分配更合理，教學方式更靈活，體現實踐教學課程的優勢，達到預期的教學目的。具體學時分配與安排見表1：

2.互動教學，收益非淺。在以往教學中，教師的講解貫穿始終，使得學生一直處在被動學習的狀態，甚至有的學生根本不聽、不想、不練，使得教學效果大打折扣。經過多年的教學實踐，我們改革設計出一套講、練、討論與審核相結合的新方式，取得了良好的教學效果。

在課程開始時，學生對部件及課程感到困難多，甚至無從下手，所以教師必須對任務、部件的工作原理進行詳細的講解，使學生順利進入到拆卸和繪圖工作中。但教師課內輔導時間有限，所以按照學生分組討論校核后教師再審核的順序，小組內每個同學根據測繪對象選擇表達方案，畫出零件草圖，說明表達方案和尺寸標注的理由，這樣學生會主動思考問題。繪圖過程中，由于學生缺乏生產、加工工藝知識，測繪的零件草圖中缺點和錯誤較多，教師必須及時指出，并對學生的表達方案給出結論性的意見，選擇出一種最佳的表達方案。這樣既促使學生主動解決問題，掌握了較完整和牢固地知識，又保證了教學質量。

裝配草圖的繪制是本課程的難點，問題較多。在開始繪制裝配圖之前給學生需要溫習裝配圖的規定畫法，列舉裝配體圖樣供學生參考學習，使學生達到胸有成竹。裝配圖工作量大，學生一旦繪制不符合要求必須返工，為了避免這類情況發生，采用學生先用口述和示意的形式表達出視圖的選擇方案，分組討論選出最佳方案后，每組配代表進行全班講述，各小組之間進行不同意見的交換和切磋。教師對正確的要給予肯定，不足之處予以提出，使學生積極探討出更加合理的表達方案。縱然這樣繪制出的裝配草圖可能存在較多的缺點，但學生通過繪制以后獲得的知識是比較完整的、牢固的，而不像學生繪制一步教師指導一步那樣支離破碎和缺乏系統。在繪制裝配草圖時，一般要求學生只完成裝配草圖的主視圖，其他視圖口頭補充，既減少了學生工作量，又給學生留下獨立發揮的空間。實踐證明，這種教學方式取得了良好的教學效果。

3.必須擴充必要專業知識。由于學生還沒有學習制造和設計課程，所以對零件結構的理解比較困難。以往教師認為這些已經超出工程圖學課程范圍，只要學生能模仿教師畫出就可以了，不擴充專業知識，導致學生不會舉一反三，所以教師在這一環節中應起主導作用。

為了讓學生準確完整地繪制出各種結構，在測量零件之前，應根據各類零件所處的位置，以及與它相匹配的零件之間的關系，了解各種零件的結構、功用、加工過程，比如常見的工藝結構有鑄造圓角、倒角、退刀槽、凸臺、凹坑等，引導學生在部件測繪中要從生產實際出發去考慮零件的結構形狀。還有，零件上常會有制造缺陷，如砂眼、氣孔、加工痕跡以及長期使用所造成的磨損等，在繪圖時不能畫出，要對缺陷進行“補全”處理，使其恢復原形后再測量[3]。

要想合理、清晰地標注零件的尺寸，除了分析零件各部分結構的作用以及與相鄰零件之間的關系，還需選擇合適的測量工具和運用恰當的測量方法。為了正確選擇尺寸基準，教師適當給學生講解一些設計和加工工藝知識，使零件的形狀和尺寸符合設計使用和加工工藝要求。對于裝配體的尺寸，還要考慮其裝配關系，保證各相鄰零件之間的配合與尺寸關系。還要輔導學生標注合理的尺寸公差、表面粗糙度、零件的材料及熱處理方法等技術要求，指導學生查閱相關的機械設計標準。

4.創建分項考核體系。工程圖學測繪的考核以往主要依據圖面質量評定成績，考核方式缺乏公平性、科學性。經過教學實踐證明，考核應從三方面進行。

一是繪圖質量考核，包括圖樣繪制的正確性、合理性、清晰度等。教師要對學生的所有圖樣進行詳細的審閱，來確定學生的圖樣是否正確、完整、清晰，尺寸標注是否合理、齊全，技術要求注寫是否恰當等。

二是考核學生的知識掌握程度，標準件的選用與手冊的查閱能力。答辯時教師要一對一的對學生進行詢問，主要從學生視圖表達方案的選擇過程，尺寸測量及標注方法，標準件、常用件、公差配合、表面粗糙度及其他技術要求的查表和計算等方面進行考查。

三是計算機繪圖能力的考核。隨著計算機技術的發展，用計算機繪制的圖樣準確清晰，優于傳統的手工繪圖。在掌握工程圖學的基本理論之后，再熟練掌握計算機繪圖這一便利的繪圖手段，這是工程技術人員應具備的素質。主要考查學生是否能夠熟練利用AutoCAD繪圖軟件繪圖。軟件工具的使用方法是非常靈活的，繪制一個對象一般有多種途徑可以實現，學生只有通過多學多練才能達到熟能生巧、融會貫通[4]。

六、結語

徒手繪圖、尺規繪圖和計算機繪圖是機械類專業學生必須掌握的基本技能。經過多年的教學實踐總結得出，集中一周的測繪課比課堂上分散測繪教學效果好。學生在短時間內、高效率的完成任務，并引入計算機繪圖，使學生扎實的鞏固了基礎知識，進一步提高了繪圖能力。通過部件測繪的教學實踐，培養了學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。

參考文獻：

[1]大連理工大學工程圖學教研室.機械制圖[M].第七版.北京：高等教育出版社，2007.

[2]徐昌貴，王晶，劉斌，張磊.工程制圖測繪實踐周教學實踐與研究[J].教學研究，2005，28（4）：332-334.

[3]陳偉志.《機械制圖》不可忽視零部件測繪[J].科技教育創新，2010，（11）：265-266.

[4]陳敏，劉曉敘.AutoCAD2004機械設計繪圖應用教程[D].成都：西南交通大學出版社，2005.

基金項目：校級教改項目：以“工程意識與工程素質培養”為中心的制圖測繪改革與探索（JY1302055）；陜西省級人才培養模式創新實驗區“現代農業機械類人才培養模式創新實驗區”資助

作者簡介：谷芳（1979-），女，山西陽高人，講師，研究方向工程制圖及計算機輔助繪圖。

通訊作者：李群卓（1970-），男，陜西商洛人，講師，研究方向工程制圖及計算機輔助繪圖。