《機械制圖》省級精品課程建設及應用*

冀曉輝

(廣東石油化工學院機電工程學院，廣東 茂名 525000)

機械制圖課程是過程裝備專業和化工類專業中非常重要的專業基礎課，機械圖樣是制造各種石化裝備的重要技術依據。設計者通過圖樣表達其設計思想，制造者通過圖樣了解設計要求并制造產品，使用者可以通過圖樣了解裝備調試、運行及維護的相關要求。人們需要借助圖樣來進行技術交流，因此圖樣是“工程界的技術語言”。計算機輔助繪圖技術的出現、普及與發展，使得機械圖形的繪制、修改和傳遞更為方便。圖樣的繪制與閱讀是工程技術人員必備的基本技能。一直以來針對機械制圖教學的改革與創新從未間斷，積累了很多切合實際的寶貴經驗，對教學效果有很大的改善。

1 圍繞理論教學設置豐富的實踐教學環節

我校制圖教學圍繞理論教學內容設置了豐富的實踐教學活動來應用理論基礎知識[1]。設置的與機械制圖課程相關的課程有化工設備圖(針對過程裝備與控制工程專業)、計算機繪圖、測繪實訓、金工實習、機泵拆裝等。

1.1 計算機繪圖

最初計算機繪圖設置為一門獨立的課程，經過多年教學探索，將計算機繪圖完全融入機械制圖課程教學中[2]，相輔相成、互相滲透，教學效果有了明顯的提升。

1.2 金工實習

在學習零件圖之后、裝配圖之前安排2周金工實習，學生在機加工車間觀看師傅根據圖紙加工零件的操作示范，再根據圖紙自己動手加工零件，獨立完成實際操作過程，整個過程中學生能夠實際應用：

(1)讀零件圖的方法；

(2)合理標注零件尺寸，符合加工順序及測量的要求；

(3)根據零件圖上標注的表面結構要求符號加工出不同精細程度的工件表面；

(4)遇到標準結構時，獨立查找標準手冊等。

1.3 測繪實訓

制圖理論課結束后，安排1周測繪實訓，要求學生分組合作，每組一臺齒輪泵，針對齒輪泵按正確方法拆卸，繪制零件草圖、根據草圖繪制泵的裝配圖，根據零件裝配、配合情況再調整零件測繪草圖的尺寸，再繪制零件工作圖。進過訓練，學生能學會：

(1)測繪手段在生產中的地位與作用；

(2)通過對零件的測繪，促使學生全面了解測繪對象，培養學生的分析能力和測繪零、部件的能力；

(3)熟悉零、部件測繪的一般步驟與方法；

(4)掌握使用通用量具測量各種常見典型結構尺寸的方法；

(5)學會選擇各種標準和規范，合理標注各種尺寸、表面粗糙度等級及公差與配合等技術要求，技術要求可參考附圖。

1.4 機泵拆裝

學生通過機泵拆裝，熟悉機泵的結構和工作原理，掌握機泵的拆、裝順序和維修程序，學會繪制裝配示意圖、部分零部件工作圖等。

通過實踐環節的訓練，學生親歷機器從拆卸→繪圖→加工→組裝→調試等流程，并針對圖樣繪制與讀圖兩個環節強化訓練，深刻體悟工程技術人員之間通過圖樣進行的技術交流。

結合課堂教學合理的設置實踐環節，既能強化課堂教學質量，提高學生學習積極性和動手能力，又能培養學生的綜合素質，為學生將來走上工作崗位打下良好的基礎。

2 教學內容優化整合及項目化

經過多年的教學經驗積累及效果分析，整合理論教學內容[3]、手工繪圖訓練及各項實踐環節，對教學內容設計成一系列教學項目[4]。具體如下：

項目一：繪制平面圖；

項目二：測繪組合體繪制三視圖；

項目三：測繪機件并清晰表達其結構及大小；

項目四：依據標準設計并繪制螺紋緊固件裝配圖；

項目五：測會零件并繪制零件圖；

項目六：讀零件圖并繪制部件裝配圖；

項目七：齒輪泵拆裝、測繪并繪制零件及部件工作圖；

項目八：讀零件圖并加工零件；

項目九：根據要求選取標準零部件組畫儲罐裝配圖(適用裝控專業)；

項目式教學以內容實踐為主線并強化階段性考核。九個項目間逐級遞進、層層提升。圍繞每個項目所需基本知識來綜合設置理論教學內容，使理論教學內容與實踐項目緊密配合、相輔相成。項目化教學，實現化整為零、化繁為簡，顯著減輕了學生學習的思想壓力。每個實訓項目看做是一個短期的學習和考核目標，學生集中精力、積極地吸取所需的理論知識即可輕松完成項目，非常有利于培養學生的學習興趣。另外，這種學以致用的教學方式，可有效提高學生的動手能力，強化知識的綜合應用能力，深受學生的歡迎。

3 精品課程網站建設

機械制圖課程于2014年獲校級精品資源共享課程立項[5]，2015年獲省級精品資源共享課程立項。課程網站主頁如圖1所示。

圖1 機械制圖課程網站

3.1 網站提供主要資源

網站為學生提供如下資源：

(1)基本資源

教學大綱，考試大綱，授課計劃，課程教案，電子課件，教學視頻，習題答案，實踐項目，計算機繪圖及軟件鏈接，雙語教學等。

(2)擴展資源

三維模型庫：制圖課程需要空間思維，對于空間思維較弱的同學很難想象出組合體的空間結構，為此我們針對習題中的組合體制作出三維模型視頻，方便學生做題時點擊模型輔助學習或用來核對。

移動微課：包含微學習、在線測評、互動平臺。通過精品課程網站平臺可以掃瞄二維碼進入移動微課平臺，方便學生利用碎片化時間看微視頻，在線師生互動、在線投票及在線自主測評等活動。

3.2 網站人性化布局

考慮到課程網站使用頻率較高的是教學視頻、課件、習題答案、習題三維模型庫及實訓環節項目等內容，在網站首頁突出三大模塊：

理論教學：包含學生常用的各章節教學視頻、課件、習題答案等資料。滿足學生自學需要的資源。

實踐教學：給出各實訓項目任務及要求、給分規則、項目補充說明及注意事項等。方便學生做項目時隨時參考、對照。

為使學生更容易找到平時常用的資源，我們將網站分出理論教學和實踐教學兩塊。理論教學包含了教學視頻、教學課件、習題答案等，實踐教學包含多個實訓項目具體要求。

3.3 網站使用效果

機械制圖精品資源共享課程網站由校級到省級改版基本完成后，已向過程裝備與控制工程專業和化工類專業學生開放使用，網站資源大大方便了學生自主學習。截止到目前，點擊率已經達到20余萬次。

4 課程建設成果的應用成效

(1)教學內容優化整合及項目化成果從2014級開始應用到裝控專業制圖教學中。應用中通過持續跟蹤學生學習、與指導教師交流、學生直接反饋等幾種方式，掌握學生在知識綜合應用各個環節存在的問題，經過仔細分析、研究并設計出有效的解決方案再融合到教學中，以此形成循環不斷調整教學內容、教學方法和方式，收到了良好的效果。在我校2016年舉辦的第六屆手工繪圖及CAD軟件應用大賽上，一、二等獎均由裝控14、15級學生獲得，表明機械制圖的教學改革成效是令人滿意的。

(2)機械制圖精品資源共享課程網站于2015年10月開始向過程裝備與控制工程專業及化工類專業學生開放使用。網站資源全方位的為學生自主學習提供了方便，學生課下通過看視頻、課件學習基本概念和基本內容，課堂上教師進行歸納總結和答疑解惑，將重點放在引導知識的綜合應用。舉幾個應用實例如下：

①對于讀組合體視圖部分教學。原來教學方法是課上教師講解讀圖的方法、步驟及注意事項，會占去大部分時間，余下時間只能講一個示例，學生聽老師講的內容便是抽象、枯燥的條條框框，興趣慢慢被消耗，課下無心做作業或根本不會做。新的教學模式是學生課下看視頻或課件，預先學習本次課要掌握的知識點，課堂上老師分類舉例引導學生進行讀圖訓練，在示例中適時穿插并強調讀圖的方法、步驟及注意事項。這種教學模式具有系統、具體、直觀、淺顯易懂的特點，更能激發學生的學習興趣。

表1 條件表

②螺紋緊固件部分教學。原來教學方法是課上老師介紹螺紋緊固件分類、標準零件畫法及查表選取、部件裝配畫法等，信息量很大，學生很難掌握。由于化工設備圖大量使用螺紋緊固件連接，每年裝控專業畢業設計繪制的化工設備圖，螺紋連接畫法問題嚴重。為此，我們設置了一個項目“依據條件查閱標準設計并繪制螺紋緊固裝配圖”，項目要求分組設計，從表1給出的條件分析用哪種螺紋緊固件連接兩工件較好，并根據表中給定條件查表確定緊固件規格及兩工件開孔等相關尺寸，先用計算機畫草圖，課上每組隨機抽1名組員上來介紹設計過程。最終用A3圖紙手工畫出三種情況部件裝配圖。

通過學生分組答辯情況及繪制A3圖的質量來看，該模式非常有效。學生通過查表對標準件確定零件規格、設計兩工件開孔結構及繪制方法的掌握有很大程度改善，這一點在完成齒輪泵測繪項目上得到進一步驗證。

③課程最后對于裝控專業一定要介紹化工設備圖內容，老師同樣設計一個實訓項目。學生學習基本內容后，依據給定的已知條件通過查閱標準確定零部件結構尺寸，再參照儲罐裝配示意圖組畫裝配圖。如此讓學生進一步了解化工設備由哪些標準化零部件組成，掌握查表確定結構尺寸的方法，各零部件之間的連接關系，化工設備圖的表達方法、尺寸基準及注法與機器裝配圖樣的區別等等，為后續的實習及專業課程的學習打下良好的基礎。

通過項目式教學模式，不僅使學生扎實地掌握課程的理論內容，強化了學生動手能力，還激發了學生的創新思維，學生參加各類國家級比賽獲得多項榮譽，在第九屆至第十三屆全國化工設計大賽均獲得一等獎、華南賽區化工設計大賽均獲得一等獎、全國化工安全設計大賽獲得銀獎和銅獎、全國大學生過程裝備實踐與創新大賽獲得二等獎、國家CaTICs網絡大賽榮獲60多項獎項。

通過課程改革、建設與應用，教師積累了豐富的教學經驗，改善了教學方法與手段。學生提升了自主學習積極性，培養了實踐素養和能力。