應用型本科高校先進成圖大賽在“機械制圖”中的應用*

張 瓊，牛海俠

（安徽三聯學院機械工程學院，安徽 合肥 230601）

近年來，為了提高學生對“機械制圖”課程的積極性和主動性，加強實踐能力，更加符合企業的需求，成圖大賽成為了應用型本科提升學生工程實踐能力的平臺。競賽過程既發揮了教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現了學生在學習過程中的主體地位，調動了學生學習的主動性、積極性和創造性[1]。

1 “工程圖學”在機械制圖中應用的必要性

由于各種產品（機械系產品、電子電氣產品以及建筑產品）設計制造技術的快速發展，促進了工程界共同的“技術語言”由傳統的只是“技術圖樣”而擴展為“產品模型”。進而使得“產品建?！钡臉藴视蓚鹘y的“制圖標準”加上“產品三維建模標準”等一起，才能嚴格準確地制定“產品建模”的規定和方法，以便提高生產產品的質量。因此，“工程圖學”課程成為了幾乎所有理工科專業重要的技術基礎課。

2 “機械制圖”課程教學的現狀

對于應用型本科院校，現行的“機械制圖”課程的教學目的和教學方法一直不能滿足畢業生在工程實踐中的能力需求。

2.1 教學目的不明確

“機械制圖”課程工程應用性很強，不僅是培養學生看圖和讀圖的能力，最重要的是培養其三維空間想象能力，并最終服務于畢業生的職業能力。但是，在教學過程中，教師往往將主要教學目標放在投影規則、機件表達以及會畫出簡單零件圖即可[2]。

2.2 教學效果不理想

本專業的教師在授課過程中，一般會重點說明投影規律、機件表達和圖樣視圖選擇方法，教師主要以講解課本知識為主，學生接觸的工程實踐機會很少，很少涉及到與繪圖關聯十分密切的設計應用內容，不能將該課程和學生畢業的崗位緊密聯系起來，往往是讓學生為了學習而學習，畢業生的應用能力較差，教學效果不理想。

2.3 課程與其他專業課程相關性不緊密

在多數高校的機械專業中，“機械制圖”課程通常為純基礎理論課程，但實際上該課程和專業課“公差與配合”“機械制造技術”等專業課聯系非常緊密[3]，因此，在授課過程中很容易讓學生脫離專業課的相互聯系性，不利于各學科知識交叉貫通。

3 融入成圖大賽，培養學生工程應用意識

以安徽省大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽為例，該大賽的目的在于引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新設計意識、綜合設計能力與團隊協作精神；加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，掌握扎實的基礎知識和建立較強的空間想象力，提高學生的工程制圖能力，培養圖學思維素質；吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才脫穎而出創造條件。

3.1 競賽內容

競賽分為兩大部分：1）尺規繪圖。手工繪圖時間2 h，機械類在規定的時間內手工繪制A3零件圖和構形設計。2）產品信息建模及工程圖繪制。產品信息建模和工程圖繪制時間3 h，機械類在規定的時間內完成所有零件的建模和裝配（使用相關三維建模軟件，如PRO/E、Solidworks、UG等），并生成裝配工程圖。

3.2 比賽訓練模式

3.2.1 學生遴選方案

1）第一輪考核。①上年度9月份：學院安排相關大賽宣傳工作，開展以大二學生為主，大一學生為輔的賽前動員工作，本階段以各代課老師根據大一“機械制圖”期末考試成績及平時課堂訓練情況推薦為主，以學生自主報名為輔的方式進行選拔。②校級選拔賽：由指導教師參考省級比賽題型進行擬題，難度要高于第一輪訓練。由相關指導組教師進行閱卷，校級選拔賽總分的70%+第一輪訓練成績的30%，作為本階段考核成績。保證至少12名的預參賽人員。選拔現場如圖1所示。

圖1 學生校內初賽選拔現場

2）第二輪考核。本階段選拔賽總分的80%+第二輪訓練成績的20%，作為最終考核成績。確定最后參賽的7名學生。

3.2.2 訓練方案的確定

1）第一輪訓練。①建模軟件練習。根據學生各自選擇的三維建模軟件進行相關軟件的基礎訓練，以熟悉相關軟件的基礎建模命令為主；訓練內容為簡單的零件，包含基本實體建模及簡單的曲線曲面造型。②尺規繪圖練習。主要針對大一“機械制圖”課程中相關制圖標準及基本視圖進行訓練，并及時考核學生掌握情況。學生訓練參考資料如圖2所示。③訓練量。每周完成1~2幅尺規繪圖，3~4個零件建模，并由相關指導教師進行評閱及指導。

圖2 訓練參考資料

2）第二輪訓練。①建模軟件練習。在建模軟件基礎命令熟悉的基礎上按照比賽題型系統練習，同時要掌握包括出工程圖、會裝配體的裝配及爆炸過程。提升學生繪圖的速度。②尺規繪圖練習。訓練難度稍大的尺規圖，主要提升學生的繪圖速度，及各類零件視圖的選擇方式?？梢赃x擇部分難度較小的省賽或者國賽題作為本階段的訓練。③訓練量。每周完成1~2幅尺規繪圖（難度稍高），3~4個零件建模及工程圖（包括實體、曲面及筋板類零件），一個裝配體的裝配及爆炸視圖，并由相關指導教師安排詳細的時間表分配各指導教師對每次訓練的題目進行評閱及答疑。指導教師分工表如圖3所示。

圖3 指導教師分工表

3）賽前突擊。以歷屆省賽和國賽題為主，保證一天一套訓練，按照比賽時間上午2 h尺規，下午3 h計算機建模。晚上和周末時間安排零散的訓練題目，針對學生的弱項進行強化訓練。

3.3 比賽結果

安徽三聯學院截至2020年年底總共參加4屆省賽，從這4年的省賽獲獎結果來看，該校獲獎是連續穩步前進的，團體二等獎由2017年和2018年的0項，到2019年的1項，到2020年的2項。個人二等獎由2017年的0項，到2018年1項，2019年3項，到2020年的4項?？偒@獎項由2017年6項，到2018年8項，2019年10項，到2020年16項。團體二等獎、個人二等獎，以及總獲得獎項均呈逐年增長趨勢。安徽三聯學院近4年參加省賽學生獲獎情況如圖4所示。

圖4 近4年獲獎柱狀圖

3.4 成圖大賽對制圖課程的學習和教學指導

3.4.1 優化訓練方案

訓練過程中主要采取“老帶新”，共同進步的做法。每年訓練會留有上一年參賽的種子選手作為本年訓練的“輔助教師”，推行“老帶新”的互助培訓指導模式，大大降低指導教師的勞動強度，同時能夠提高“輔助教師”的責任心，輔導別人的同時也能提高自己的繪圖能力。

3.4.2 強化創新意識

學生之間通過相互分享繪圖經驗，進行示范性訓練模式，提高繪圖效率，不僅能夠充分調動學生的積極性和熱情，把學習的主動性和發揮空間留給學生，同時真正將學生作為學習的主體，而教師僅作為引導者，起組織、指導、答疑的作用。教師在講解過程中，可以對知識點進行延伸[4]，有利于提升教師自身的理論知識，給學生一個寬松自由的學習環境，鼓勵學生創新，允許學生提出異議，不限制思維，從而營造一個民主、和諧的教學氛圍。

3.4.3 遵循制圖新標準

尺規訓練過程中針對主要存在的問題，組織一些小型的專題培訓，比如，視圖的表達方法，歸納總結幾種類型的零件，基本的視圖表達方法；尺寸標注及各類型孔的標注方法；新標準的粗糙度的標注方法等。嚴格遵守制圖新標準，讓學生建立一種程式化的思維，不能脫離理論知識的規則。

4 成圖大賽對“機械制圖”教學的影響

先進成圖大賽打造了全國高校學生同臺競技的平臺，競賽內容也明確了圖學類人才培養應具備的知識、能力和達到的水準?？芍^吹響了全國高校圖學本科教學提升水平、培養能力的集結號。參加先進成圖決賽的學生多為一、二年級本科圖學課程剛剛結束的學生，競賽必將激勵選手、教師增加課程的深度、難度、廣度和挑戰度，也迫使廣大教師提升水平、課堂從嚴要求、課后拓展高度，避免課程的水分滲入，為打造圖學類“金課”課堂起到了促進和強力的推動作用。成圖大賽使教師們在吸取各高校成圖比賽經驗的基礎上，進一步提高學校成圖大賽的指導工作，提高圖學類教師的教學水平，激發該專業學生的學習興趣，為畢業生提供良好的工程實踐的應用能力。

5 總結

成圖大賽對教師來說起到了以賽促教的作用，對學生來說起到以賽促學的作用，夯實了一專多能的應用型人才培養，得到用人單位的普遍肯定。實踐證明，成圖競賽引導學生樹立了創新觀念，提高了自主學習能力，培養了學生的工程實踐能力，完全符合高?；趯W習產出的OBE教育理念；競賽培養了學生良好的團隊協作意識、溝通能力和創新意識。