基于应用型创新人才培养目标下《机械制图》教学改革探索
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作者: 倪晓梅 崔明铎 吴加良 孙海霞 孔贝贝
摘要：现代企业的发展对机械制图这门传统课程提出了新的挑战，为了解决传统机械制图课程教学中存在的各种问题，结合本学院教师多年教学经验，从教学方法、培养计划、教学内容、实践环节等方面对机械制图课程进行改革，以促进学生的学习积极性，提高学生的创新能力和社会适应性。
关键词：机械制图；教学改革；综合能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0119-02
一、前言
机械制图是工科学生的专业基础课，是工程界的技术语言，为学生后续专业课程的学习和课程设计奠定基础，也经由后续课程对学生的机械制图知识进行丰富、绘图表达能力得以强化，同时也是学生今后从事设计、生产加工等工作必备的基础知识之一。而传统的机械制图教学已经不能满足现代企业对于高素质综合型应用型制图人才的需求，如何在现有的基础上将机械制图课程改革，解决学生匮乏的三维空间想象能力，培养学生对机械图样的理解能力，提高学生的综合能力，已经成为机械制图课程改革的重要课题。经过我院几年的教育改革实践和“应用型”人才培养方案的不断强化，课题组从机械制图课程教学改革的实践的角度，更新教学内容、改革教学方法、创新空间想象能力培养方式、完善实践环节，改变传统课程设置模式，运用新技术手段建立了针对应用型高等教育特点的教学体系。
二、现阶段机械制图课程存在的问题
虽然越来越多的企业选择三维实体建模，但是二维图仍然是工程中不可缺少的方式，一些复杂机件的内部结构如槽和斜孔，只能用二维图来表示。所以二维图在工程技术中的地位仍然不可取代。但是学生的三维与二维转换能力较弱，很多学生知道产品的三维图，但是无法想象出二维图。现阶段教学中，教师主要采用挂图、实物模型等方法进行讲解，这种讲解方法起到的效果不明显，不能直观地体现出从三维到二维的转化，不利于学生三维空间思维的培养。
传统机械制图培养方案里机械制图课程知识与计算机绘图（主要为CAD）是分别在两个学期开设的，这样导致学生在学习CAD时已经将上学期学过的零件图、装配图、互换性等知识忘记，学习计算机绘图装配图、零件图的绘制时，这些内容要重新讲一遍，浪费时间。
企业对制图人才的需求主要是集测绘、识图、绘图（包括手工绘图和计算机绘图）于一体的应用型人才，这就要求学生不仅要会识图读图，还要学会测绘、手工绘图、用计算机绘图。传统机械制图培养方案中缺少实践环节的设计，使学生的机械制图知识死板僵硬，缺乏与实践的结合，这样培养出来的学生只会读图或者抄画图纸，而不会灵活应用各种测绘工具测出零件尺寸，再应用所学的制图知识独立绘制出零件图、装配图。
三、教学改革思路
1.将培养计划进行调整。将机械制图理论授课与计算机绘图授课时间进行调整，使机械制图理论课程与计算机绘图课程尽量安排在一个学期。这样教师可以把计算机绘图和理论知识有机地融合在一起，使学生在掌握理论知识的同时，熟练掌握绘图技能。对于理论知识中较难理解的三视图、组合体等，学生需要多做练习题增加理解，但是传统的手工绘图耗费时间长，如果在CAD中绘制三视图，大大缩短了绘制时间，在相同的时间内，学生可以绘制出更多的三视图，提高学习效率。对于装配图这一模块，学生可以自己在计算机软件上将绘制好的零件图进行装配，使学生能够更好地理解各零件装配关系、装配顺序等内容。
在机械制图教学过程中尽量减少画法几何即点线面投影的教学学时，加大组合体、切割体和零件图与装配图的学时，将抽象化的画法几何糅合在形象化的三视图教学中，学生掌握得更牢固、理解更充分。另外，将机械制图与现代工厂紧密结合，比如传统的机械制图课程在讲授零件图时，脱离了企业的需要，导致学生学完制图后进入企业却看不懂图纸，针对这种情况，学院教师在零件图与装配图教学中，直接将工厂（如重汽集团、小鸭集团）中实际应用的典型零件图和简单的装配图用在教学中，将理论与实际良好结合，让学生知道课本知识与实际应用的差别，使学生掌握工厂中实际图纸是如何绘制的，学生在进入企业后，能尽快适应企业的各种标准，走入工作岗位，也提高了学生的竞争力。
2.将NX（UG）与机械制图理论知识有机结合。UG是一款常用的三维造型软件，教师在教学过程中，可以根据习题集或课本上的三视图用UG来进行三维造型。利用UG中的布尔运算、减及分割命令，可以将基本体叠加、挖切、综合形成组合体，在教学过程中，对于机械制图中较难理解的相贯线、截交线等内容，可以将造型过程和造型结果展示给学生看，让学生轻松理解其产生过程，使学习过程生动化、形象化，提高了学生的三维空间想象能力。利用动态旋转命令可以从不同的角度观察形体的形状、表面截交线，还可以给学生指出截交线和相贯线上的一些特殊点和一般点，并讲解画图过程，教学过程形象化、立体化，便于学生理解和掌握。在装配图这一模块的学习中，还可以利用UG的装配功能，使学生看清楚各零件之间的装配关系，进而读懂装配图。迅速提高学生的识图和接受能力。
3.完善实践教学环节。机械制图是一门实践性较强的课程，实践课程对学生知识的理解和应用以及制图能力的培养尤其重要，现代企业对于制图人员的要求已经不仅仅是读图、识图，而是集测绘、识图、绘图于一体，因此实践课是不可缺少的环节。我们将机械制图与测绘结合起来，设计了减速器拆装与测绘实践课，在实践课中学生独立进行减速器零件的拆装、测绘、装配、手工绘图与计算机绘图。在减速器的拆装、装配中，学生进一步理解各零件的装配关系。让学生运用各种测绘工具对减速器零件进行测绘，锻炼了学生的测绘能力和动手能力。让学生手绘减速器轴、齿轮的零件图，锻炼了学生的手工绘图的能力和三视图的绘制，让学生用计算机绘制出一张装配图，使学生熟练掌握装配图的绘制、视图的选择原则。通过减速器的拆装、测绘、零件图和装配图的绘制，将机械制图与测绘结合起来，既锻炼了学生的测绘能力，又增加了学生的绘图能力，提高了学生制图综合素质和综合能力，使学生能够更快地适应企业需要，提高了学生的学习兴趣，在教学过程中取得了良好的教学效果。另外，在学习过机械原理和机械设计后，设计了测绘周，利用稍微复杂的机构比如机床模型的拆装与测绘，充分利用测绘周的潜力，给同学实际生产图纸，让学生知道实际生产图纸与学校教学图纸的差别，将机械制图的课程与机械原理、机械设计糅合到一起，加深了学生对专业知识的消化、理解、综合应用。另外，也可以将工厂实际生产中的中等复杂程度的图纸拿给学生，让学生进行测绘标注。 4.改变教学方法。传统的教学方法是以教师为主体，学生被动接受。这种教学方法僵硬老套，不利于调动学生的积极性，不利于应用型人才的培养。教学改革要将学生置于主体地位，教师起一个主导作用，在教学过程中不断发掘学生的兴趣和积极性，把握住学生的学习需求，以学生的自主学习为中心，将生产中常用的典型零件作为教学案例，使学生更好地适应企业需求。例如在组合体实体建模教学活动中，让学生分成小组，选择几组企业中常用的典型零件作为题目。每个小组选择自己感兴趣的零件，利用UG进行组合体实体建模，组合体的形式往往是叠加和切割，在建模过程中，学生通过操作演示基本体的叠加、切割命令，观察相贯线和截交线的产生，加深对相贯和截交的理解。学生在三维组合体实体模型直接生成二维图，在生成二维图的过程中，学生可以选择几个不同的视角，然后判断处于哪个位置时生成的视图最适合视图选择原则，切图面布局合理。在整个实体建模教学中，教师只负责操作演示、指导学生绘制。整个过程都是由学生完成，提高了学生兴趣。组合体实体建模教学是将计算机绘图与机械制图立体投影结合到一起，在教学过程中，既熟练了学生的三维绘图能力，也使学生对组合体的投影理解更加深刻。
四、小结
随着企业对高素质应用型人才的需求越来越高，对于机械制图课程教学也提出了新的挑战，传统的机械制图课程不论在教学内容还是教学方法上都不能很好地满足现代企业与学生的需要，机械制图教学应该跟随社会的步伐，在教学中不断进行探索、研究、改革。学院教师根据社会的需要对机械制图课程教学进行不断改革，改革后的课程内容、教学方法都取得了良好的教学效果。学生的设计能力、表达能力、工程应用软件能力得到了很大的提高，并在后续课程及课程设计、毕业设计中得到充分的体现。同时，课程改革对教师的整体素质和专业能力也提出了新的要求，所以必须要加强师资队伍建设。在后续的教学中，还要根据社会的需要不断调整教学思路和教学方法，更好地适应社会和企业的需求。
参考文献：
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