基于應用型人才培養的《機械制圖與零件測繪》課程教學改革分析

劉潔 盧秋霞 謝立秋

【摘? 要】論文對《機械制圖與零件測繪》課程開展教學改革進行研究，從而創建四位一體的教學內容。機械制圖測繪的完整過程可以讓物到圖再回歸物，形成閉環控制，提高學生的業務水平，培養應用型人才以滿足社會發展的實際需要。

【Abstract】This paper studies the teaching reform of the "mechanical drawing and parts surveying and mapping" course， so as to create a four in one teaching content. The whole process of mechanical drawing and surveying can turn things into figures and then return things， form closed-loop control， improve students' professional level， and train applied talents to meet the actual needs of social development.

【關鍵詞】應用型人才;《機械制圖與零件測繪》;教學改革

【Keywords】applied talents; "mechanical drawing and parts surveying and mapping"; teaching reform

【中圖分類號】G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）02-0135-02

1 引言

機械制圖測繪非常注重實踐操作，其想達到的教學效果即復習所學的機械制圖理論和相關知識，有效提升繪圖與讀圖水平，培養學生靈活使用學過的理論解決具體問題與及時創新的能力，這樣才有利于后續專業課程的學習。機械制圖測繪在多個領域發揮著關鍵作用。

2 問題的提出

制圖測繪課程在我國從出現到今天已有三十年的歷史，然而目前已經有的制圖測繪教學還是沿用了過去傳統的教學手段。首先掌握測繪模型的原理與內部結構，正確拆裝測繪模型，選擇適當的測量設備，徒手繪制草圖，最后應用尺規繪制工程圖樣。一直以來都是按照上面的步驟進行該課程的教學。但是當前信息數字化技術進步飛快，機械領域的設計與制造都有巨大的發展。企業迫切需要人才，對崗位人員的業務水平提出了更高的要求。高校是向社會輸送人才的陣地，因此，一定要與時俱進、積極探討如何創新教學模式，防止和社會現實需求脫節的問題發生，從而培養社會真正需要的應用型人才。過去的《機械制圖與零件測繪》課程讓學生使用尺規繪圖，但隨著CAD技術的發展，近年來已經不再需要圖板，而是通過計算機輔助繪圖與設計。同時，計算機二維繪圖與三維建模已經得到越來越廣泛的應用[1]。因為上述傳統的制圖測繪教學存在缺陷，本文研究了四位一體的教學改革方法，希望使得專業課程對接職業標準，向社會輸送真正需要的制圖測繪人才。

3 教學改革創新的對策

3.1 加強徒手繪制草圖能力訓練

徒手繪制草圖可以很快完成，而且沒有地點的局限，優勢明顯。往往通過一支筆與一張紙就能展現完整的設計構想。繪制草圖時，繪圖人員忽略繪圖工具的影響，將思維集中于零件的結構分析、圖形的表達方法研究中。所以通過訓練徒手繪制草圖，能夠讓學生更好地認知方向與空間，加快提高空間轉換思維能力。其廣泛用在操作中，如有時加工零件的任務緊迫、時間緊張，來不及繪制出完整的工程圖，就能用草圖進行表達。技術人員實地調研時，忽然來了靈感，也可以用草圖快速記錄下來。技術交流時，也經常利用草圖表達所思所想。另外，徒手繪圖充滿著發現精神，結合了視覺上的思維、想象能力與表達圖形的水平。徒手繪圖時，要充分調動思維能力，從而培養抽象思維、設計分析與創新能力。制圖測繪作為徒手草圖的進化，可以在課堂上適當加入徒手草圖的訓練內容。學生剛開始接觸徒手繪制草圖時經驗不夠，不能準確目測估算線段長度與角度等[2]。所以，學生可以先在有著方格的草紙上徒手練習繪制草圖，熟悉了之后再慢慢拋棄方格紙，變成完全的徒手繪制草圖。

3.2 計算機二維繪圖代替尺規繪圖

長期以來，傳統的制圖測繪都需要用到普通的尺規工具。經過很長時間的教學實踐可以看出，測繪制圖時學生使用尺規作圖的時間占到一整堂課時間的50%左右，但是盡管如此，尺規作圖仍未達到最初設定的教學任務和目標。

第一，尺規繪圖在現實操作中早已完全被計算機繪圖替代，學生發自內心排斥尺規這個工具，不能端正學習態度。但由于教師或課程考核有具體的要求，學生只能草草敷衍，部分學生還會把其他人已經完成的圖直接拿來“依葫蘆畫瓢”，完全照搬抄襲。所以即便畫完了圖，也不明白為何如此畫圖，想要表達什么。

第二，大部分學生對于尺規作圖不熟悉，作圖速度有待提升，部分學生設定的繪圖比例不合適或視圖布局不科學導致圖形超出圖幅范圍進而需要重新繪制，浪費了精力與時間。作圖時由于受到眾多因素的干擾，很多學生往往是不停修改、不停擦除，破壞了圖面的整潔度，不利于加快課程的學習進度。

第三，學生用尺規繪圖時，太過重視線條是否均勻以及圖面是否整潔，卻不關注綜合運用零件設計、工藝結構與尺寸方面。CAD技術被使用于機械工程設計領域，基本作用就是輔助繪圖，現在通過計算機輔助繪圖開始變成常規操作。改進之后的繪圖與編輯功能使繪圖更加便捷，學生無須再考慮線條的質量高低或圖面的整潔與否，可以有更多精力關注與思考測繪圖形本身。

3.3 應用三維建模技術

對高職院校的學生而言，經常容易沒有信心，依賴情緒嚴重。在《機械制圖與零件測繪》課程教學過程中，總是不滿意自己繪制的工程圖，一味地等待教師提出修改意見。如果使學生通過某種方法能多方位地自主檢查工程圖樣的視圖錯誤，不但可以使學生從中體會到自我發現問題和解決問題的樂趣，培養自主學習的能力，更能夠增加其學習的信心[3]。三維建模能夠解決這個問題，先按照繪制的工程圖三維建模，接著對比計算機里的三維模型和測繪零件，檢查修改后，導出工程圖，對比是否一致。在這個過程中反復比較與思考，能夠糾正在之前具體操作時的視圖表達等錯誤。全方位自我檢查繪制圖是否正確，可以確保學生繪制的工程圖樣可以形象地表達出測繪的零件，有效提高學生的讀圖能力、繪圖能力與三模建模能力，等等。此外，還可以考慮三維虛擬裝配，深入掌握不同零部件之間裝配的方法。當學生感受到由三維模型導出工程圖帶來的便捷，便會疏于對三維到二維的視圖表達的思考。久而久之，學生讀圖與繪圖水平就會下降，學生需要大量依賴三維建模導出的工程圖樣，否則便無法繪制工程圖樣。機械制造領域當中，如果企業要求在生產藍圖的右下角添加三維圖，其意圖在于幫助想象實體的形狀和結構，用于指導生產的藍圖通常是二維工程圖樣。二維工程圖樣不僅在表達上比三維更加清晰和精準，還可以滿足標注尺寸、尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度等技術要求。

3.4 引入3D打印技術

在《機械制圖與零件測繪》課程中，學生的最終成果是圖樣，這是遠遠不夠的。按照學生繪制的圖紙生產加工，不確定能不能制作出合格的零部件。但這卻是工程具體操作時最看重的問題。3D打印技術具有能夠完美仿真、速度快、價格低的優勢，能夠有效改進制造業生產模式。在《機械制圖與零件測繪》課程中引入3D打印技術，利用3D打印機打印出零件模型，讓學生動手組裝，檢驗了學生的測繪成果[4]。因為學生工作經驗不足，有些細節的處理并不到位。組裝模型時容易因為需要配合間隙出現孔位錯開等問題，或者最終組裝好之后卻不能發揮作用。工程具體操作時總是發生各種狀況，引入3D打印技術能夠讓學生思考如何解決現實問題，一步步改進自己的測繪成果。

4 結語

結合現實情況，對于《機械制圖與零件測繪》課程進行四位一體的教學改革實踐，拋開尺規，強化徒手與三維建模等能力。該教學改革措施提高了學生讀圖能力與繪圖水平，同時，培養了學生自主學習與解決問題的能力。

【參考文獻】

【1】王淑俠，張茜，蔡旭鵬.制圖測繪課程的多元化實踐教學改革研究三維[J].圖學學報，2017（3）：454.

【2】楊莉，郝育新，王建華.工程制圖測繪教學模式的研究與實踐[J].圖學學報，2013，34（1）：116-119.

【3】張燁，金君鑫.CAD技術在機械工程設計中的發展與應用[J].工業設計，2018（9）：161-167.

【4】王淑俠，荊曉珂，高滿屯.面向三維輔助設計軟件Solid Works的學生作業防拷貝檢測系統開發[J].圖學學報，2017（4）：603-609.