《機械制圖》課程的教學改革實踐

陳應華　趙宏　林王懿　劉書海

【摘要】針對《機械制圖》課程學時少、難度大這一特點，對教學方法進行了一些改革實踐，取得了良好效果；針對CAD技術的發展、制圖理念的變化，對本課程的教學目標定位進行了重新審視，提出了幾點的見解。

【關鍵詞】《機械制圖》 三維實體 二維視圖 《機械制圖》是大多數工科學生必修的技術基礎課。為了適應當今海量信息時代，高校的教學計劃也在改革，各門課程的學時數大大減少。而且隨著計算機的發展與普及，制圖理念也在發生變化。該課程是一門實踐性很強的課程，歷屆學生普遍反映較難。針對學時少，難度大這一現狀，以及如何融進當今先進的制圖理念等問題，筆者進行了認真思考，并進行了教學改革，取得了一定效果。

一、制定切實可行的教學目標

1.機械制圖的發展。就制圖手段而言，它經歷了由手工繪圖向計算機繪圖的發展；就制圖過程而言，設計人員由繪制二維圖向創建三維實體的方向發展。所有這些都得益于計算機的普及和設計方法的發展以及設計軟件的開發。

三維軟件的功能越來越強大，如Pro-E、Solidwork，AutodeskInventor等，且它們都能產生二維投影圖，因此有人提出在教學中應加強三維，淡化二維。但筆者對此有不同看法，因為：

（1）不管三維軟件功能如何強大，它都不能取代二維工程視圖的“工程師語言”的地位，設計、加工、裝配、檢驗等之間的交流仍然主要靠二維工程視圖。這就要求工程人員能識讀視圖，由二維視圖想象出三維實體。

（2）計算機軟件從三維模型生成的二維視圖，還不能完全符合國標要求，必須進行一定的修改。如根據國標，肋板在剖視圖中是不畫剖面線的，而由三維模型生成二維視圖時則不會對是否是肋板加以判別；再比如，在產生裝配圖的剖視圖時相鄰零件的剖面線也未加以區分（只有一種剖面線），這也是不便于識讀的，等等。這就要求工程人員具有正確繪制和識讀二維工程視圖的能力。

（3）三維實體的創建也要依賴于對二維視圖的識讀與理解。

因此，正確繪制二維視圖，或由二維視圖想象空間三維實體仍然是機械制圖課的重點和難點。

2.機械制圖課程的特點。就機械制圖內容來講，是一門標準性很強的學科。在制圖整個過程中處處滲透“標準”二字。因此，要求學生必須嚴謹治學，樹立“有法必依”的思想。

3.本課程的教學目標定位。筆者講授的對象是非機類專業，學時為40（不包括計算機繪圖）。根據這些前提條件及筆者對本課程的認識，將教學目標定為：①重點培養學生的空間想象能力，這包括兩個方面，一是由三維模型繪制視圖——繪圖能力，二是由視圖想象實物——讀圖能力（當然在難度上比機類有所降低）；②了解機械制圖的基本的技術要求；③了解零件圖和裝配圖的基本概念；④了解當今先進的三維造型軟件的基本功能。

二、課堂教學方式的改革實踐

1.精選課堂講授范例，少講多練。該課程是一門實踐性非常強的課程，這就需要給學生多練習的機會和自己想象的時間。因此筆者每次上課只用一小時講一、兩個例題，重點講授分析問題的方法，而不是將所有類型窮盡講解。比如，在講授立體截交線一節時，筆者重點講解截交條件與截交線類型之間的關系，以及截交線的投影的求解步驟，只講一個或兩個單一截面產生的截交線的例子，而后馬上讓學生進行類比練習，同時加上復合截交線的練習。筆者認為，例題應簡單，主要反映求解方法和基本步驟，而學生練習則應適當難些，以求培養學生分析問題的能力。余下的時間學生練習，老師則進行個別答疑、質疑輔導。

2.合理運用多媒體。多媒體（CAI）在整個教學過程中起輔助教學作用，不能完全替代黑板教學。CAI與黑板相輔相承。在課程的前期，教學目的是幫助學生建立三維立體與二維視圖之間的轉換關系的空間概念、理解投影原理、逐步掌握繪圖方法和技巧，這時應以黑板教學為主，CAI為輔，CAI主要起到展示模型的作用（取代傳統的實物模型）。在課程后期，學生的空間想象能力已有一定的基礎，這時主要介紹基本要求和基本概念等，則以CAI為主。這時可為學生提供較多的模型，讓學生“積累素材”。實踐證明，這對實現教學目標是非常行之有效的。

3.制作計算機三維模型，彌補教學資源的不足。要培養學生的空間想象力，多種實體模型的配備是必不可少的。以前老師上課要攜帶大量模型，這無疑既增加了教學成本，又給教師的工作帶來諸多不便。當今三維軟件功能非常強大，因此筆者用三維造型軟件制作了大量的滿足教學要求的計算機三維模型，同時為所有的習題都制作了相應的三維模型，這些模型可以任意剖開、旋轉，與實物模型無異。這對培養學生的空間想象能力有很大的幫助。

三、建議與思考

隨著CAD技術的發展，傳統的機械制圖方法也在發生著巨大變化：由手工制圖向計算機制圖的轉變；由二維設計向著三維設計的轉變。隨著動態設計、虛擬設計等新的、先進的設計方法的發展，三維造型越來越顯示出其重要性。因此，筆者認為將三維造型軟件引進課堂是非常必要的，建議機械制圖類學生至少應該掌握一種這類軟件的使用。