基于高職教育的機(jī)械制圖改革之探討

摘要 信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的結(jié)合，引發(fā)了現(xiàn)代制造技術(shù)的產(chǎn)生，同時(shí)也促使與之相關(guān)的高等職業(yè)教育在專業(yè)構(gòu)成、課程體系、教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行變革，從而適應(yīng)新的生產(chǎn)力的發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)的需求和學(xué)生個(gè)人的發(fā)展。改革的方式、途徑、內(nèi)容是可以探討的，但改革是必須的。機(jī)械制圖課程的革新便是基于此背景下的一個(gè)試點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 高職教育 機(jī)械制圖 改革

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Mechanical drawing Reform Based on Vocational Education

SUN Baofu

(Mechanical Engineering college， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004)

AbstractThe combination of information technology and industrial technologies， led to the production of modern manufacturing technology， but also promote the associated higher vocational education in the professional structure， curriculum， teaching content and other aspects of change， to adapt to the new development of productive forces， to adapt to social needs and personal development of students. The ways， means and the content of reform can be explored， but the reform is necessary. Innovations in mechanical drawing course is based on this in the context of a pilot.

Key wordsvocational education; mechanical drawing; reform

0 前言

隨著我國(guó)制造業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)擁有新知識(shí)、新技術(shù)及創(chuàng)新意識(shí)的新型技術(shù)工人的需求變得越來越迫切。特別是我國(guó)在金融危機(jī)中提前復(fù)蘇后，珠三角地區(qū)高技人才的供不應(yīng)求更說明了這一點(diǎn)。同時(shí)，這也是我國(guó)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的基礎(chǔ)要素。近幾年來，國(guó)家各相關(guān)部門已認(rèn)識(shí)到對(duì)職業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的重要性，所以，大力發(fā)展職業(yè)教育已成為國(guó)家的共識(shí)。為此，國(guó)家制定了一系列的優(yōu)惠政策，撥出了專項(xiàng)的扶持資金，從而為職業(yè)教育的振興與發(fā)展鋪平了道路。而作為職業(yè)教育的承擔(dān)者——各類高職與中職學(xué)校，如何充分利用當(dāng)前良好的發(fā)展時(shí)機(jī)，調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)、改良課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，從而培養(yǎng)出能夠適應(yīng)社會(huì)需求及自身發(fā)展的新型技術(shù)人才，是急需思考的問題。本文針對(duì)機(jī)械制圖的現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容的更新、教學(xué)方法的應(yīng)用等方面，以機(jī)械制圖課程的改革為例，展開對(duì)這一問題的探討。

1 機(jī)械制圖教育現(xiàn)狀①

機(jī)械制圖是數(shù)控技術(shù)、模具技術(shù)、機(jī)電一體化等高職機(jī)械或近機(jī)專業(yè)的重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。工程圖樣作為工程信息的載體，是工程技術(shù)人員表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果、交流設(shè)計(jì)思想、加工成型零件的重要工具。傳統(tǒng)圖樣多是采用三視圖為主，附以剖視、斷面等表達(dá)方法，對(duì)工程對(duì)象的形狀、結(jié)構(gòu)、大小進(jìn)行描述的，即把三維問題二維化。同樣，加工人員再將二維圖樣表達(dá)的零件先在腦中還原為三維實(shí)體，然后按照工藝要求進(jìn)行依次加工，這是一個(gè)二維問題三維逆向還原的過程。這種二維與三維相互轉(zhuǎn)化的過程需要技術(shù)人員有著較強(qiáng)的空間思維與空間想象能力——這是機(jī)械制圖的一個(gè)重要的教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也是教學(xué)的重、難點(diǎn)所在。然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的加工方式已發(fā)生質(zhì)的變化，傳統(tǒng)的人工加工逐漸被數(shù)控加工方式所代替，加工的工藝要求也轉(zhuǎn)變?yōu)橐坏赖莱绦颉Ｗ鳛榧庸ひ罁?jù)的圖樣也已不再是二維工程圖，而是立體的三維模型，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的二維工程圖樣無(wú)法承載如此之多的信息量，不能適應(yīng)發(fā)展的需求。近二十年來，盡管各個(gè)學(xué)校根據(jù)自己的情況和特點(diǎn)對(duì)工程圖學(xué)的教學(xué)工作作了一些改革，并收到了一定的效果，但是其總體框架并沒有多大的變化。這便使得傳統(tǒng)的工程圖樣在直面現(xiàn)代制造技術(shù)時(shí)，已經(jīng)很難完成他的使命。為了適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展要求，工程圖樣的樣式、所包含的內(nèi)容、表達(dá)的形式必將面臨全面的革新。而與之相隨的工程圖學(xué)的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段等也必將面臨新的挑戰(zhàn)，否則將很難適應(yīng)本世紀(jì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。因此，工程圖學(xué)系列課程的改革將勢(shì)在必行！

2 課程內(nèi)容的改革

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展、加工方式的變革，承擔(dān)加工信息載體的圖樣也由二維工程圖轉(zhuǎn)向三維實(shí)體模型。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容依舊沿襲著由點(diǎn)、線、面、體至復(fù)雜的組合體、軸測(cè)圖、零件圖和裝配圖等內(nèi)容組成。前面屬于畫法幾何部分，后面屬于對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及工程圖樣的認(rèn)識(shí)。盡管圖樣的表達(dá)方式發(fā)生了變革，但，一則由于不同地區(qū)、同一地區(qū)的不同企業(yè)發(fā)展并不均衡，二則不同零件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)工藝的不同，使得我們不能輕易將二維工程圖的學(xué)習(xí)排除在外。并且，二維工程圖的學(xué)習(xí)在培養(yǎng)我們空間想象能力的同時(shí)，也培養(yǎng)了我們創(chuàng)新能力，為學(xué)生將來的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

但傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容的安排又有著許多不合理之處，具體表現(xiàn)在：第一，內(nèi)容繁瑣。許多年來，中職、高職、本科的圖學(xué)教育，無(wú)論在內(nèi)容上還是在復(fù)雜程度上并沒有什么不同，沒有體現(xiàn)出各自的特色。本科著重于設(shè)計(jì)，高職著重于加工，其空間想象力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)是不同的。有（下轉(zhuǎn)第59頁(yè)）（上接第26頁(yè)）些內(nèi)容，如線面、面面關(guān)系、換面法、軸測(cè)圖等內(nèi)容沒有必要保留；第二，教學(xué)順序的顛倒。幾乎所有的教師在講授內(nèi)容的時(shí)候都是從點(diǎn)、線、面開始講起。實(shí)際上，人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)整體的比局部的更容易理解。我們講授完投影法的概念之后，如果讓學(xué)生畫一些基本形體或簡(jiǎn)單組合體的投影應(yīng)該是沒有問題的，因?yàn)樗容^具體、形象。然而點(diǎn)、線、面的學(xué)習(xí)卻使得知識(shí)在一開始便抽象起來，許多的問題反而難以理解。正確的做法是應(yīng)該在掌握簡(jiǎn)單形體投影的基礎(chǔ)上，再在形體上找一些特殊和一般的點(diǎn)和線，讓學(xué)生求解。至于線、面得投影特性、點(diǎn)線面的從屬性及線線、線面關(guān)系沒有必要特意的講解；第三，重難點(diǎn)的轉(zhuǎn)化。機(jī)械制圖的重難點(diǎn)幾乎每一個(gè)人都知道在于截交線、相貫線的求解，找點(diǎn)法是其最基本求解方法。這也是為什么前面要精講點(diǎn)線面的原因。高職重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程圖紙的識(shí)讀能力，畫不畫得出線和讀不讀得懂圖并沒有必要的關(guān)聯(lián)；第四，也是最重要的一點(diǎn)，我們不能忽視對(duì)三維形體的建模方法的學(xué)習(xí)。現(xiàn)在的高職教材都增加了AUTOCAD內(nèi)容的學(xué)習(xí)，其中有些也包含了三維建模。但AUTOCAD中的三維建模是采用線面構(gòu)型方式，表示的僅僅是一個(gè)框架而不是一個(gè)實(shí)體。而正在的三維實(shí)體模型是計(jì)算機(jī)將一些基本要素，如線、面，經(jīng)過拉伸、旋轉(zhuǎn)、相交、相并等一系列的布爾運(yùn)算形成的，是一個(gè)真實(shí)的實(shí)體。如賦予密度便有質(zhì)量，并可進(jìn)行其他方面的分析、運(yùn)算。三維建模方法和機(jī)械制圖如何融合、采用什么樣的軟件、講授知識(shí)的深淺度等等內(nèi)容還需我們今后進(jìn)一步探討，但無(wú)論怎樣我們都不得不承認(rèn)這是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)，早做準(zhǔn)備會(huì)讓我們贏得更多的主動(dòng)。

3 教學(xué)方法的更新

隨著信息技術(shù)與教學(xué)的結(jié)合，各類新型的教學(xué)手段和教學(xué)方法也層出不窮，機(jī)械制圖的教學(xué)也不例外。最初的教學(xué)我們采用的是模型、掛圖來表達(dá)實(shí)物的結(jié)構(gòu)，但模型和掛圖帶上課堂總是不方便；后來就有了幻燈，但圖片是死的；再后來就有了投影，有了許多的CAI課件。從而大大減輕了我們?cè)诤诎迳习鍟⒗L圖的時(shí)間。現(xiàn)今的CAI做的越來越好，動(dòng)畫效果、聲音效果、畫面美觀度愈求精細(xì)。但在具體的教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)利用CAI和原始的板書進(jìn)行效果比較，往往前者不如后者。其實(shí)一個(gè)課件做的越是精美，給人的感官刺激便越是多方面的，從而忽略了課件的實(shí)質(zhì)目的。機(jī)械制圖的二維工程圖講究的是尺規(guī)作圖，課件的應(yīng)用只能是讓一條線憑空出現(xiàn)，至于其來龍去脈卻體現(xiàn)不出來，使得學(xué)生依然不知其所以然。當(dāng)然，課件對(duì)物體的實(shí)體造型提供了最直觀的展現(xiàn)，但這種展現(xiàn)卻不能為教師所控制，如果學(xué)生需要進(jìn)一步了解物體某一局部的形狀、結(jié)構(gòu)卻無(wú)法做到。能否將利用課件和在黑板板書達(dá)到同樣的效果？能否將實(shí)體展示和真正的模型展示達(dá)到一樣的效果？能否讓課件和師生產(chǎn)生互動(dòng)，從而產(chǎn)生交互的效果？似乎現(xiàn)行的各類課件都達(dá)不到這樣的要求。但這樣的效果我們完全可以實(shí)現(xiàn)，即利用建模軟件來進(jìn)行教學(xué)。

利用建模軟件進(jìn)行教學(xué)其實(shí)在一些學(xué)校有了很多的嘗試，主要利用的軟件大都是AUTOCAD。CAD在二維工程圖的繪制上有著無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)，和真正的黑板板書幾乎沒有什么區(qū)別，其投影規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系、線條的粗細(xì)、由來都可以一一體現(xiàn)；在教學(xué)的過程當(dāng)中，可依照學(xué)生思考的節(jié)拍掌握進(jìn)度，并可隨時(shí)對(duì)畫出的圖樣進(jìn)行修改；更重要的是，在教學(xué)的過程中，可以讓學(xué)生對(duì)CAD的各項(xiàng)命令有一個(gè)熟知的過程，在今后的CAD的學(xué)習(xí)中有著事半功倍的作用。當(dāng)然，在教學(xué)的過程中，利用三維模型來幫組理解物體的構(gòu)成是必不可少的。

在我們的教學(xué)實(shí)踐中，如果我們將這兩個(gè)軟件作為我們的教學(xué)工具交替使用，不僅有利于學(xué)生加深對(duì)這兩個(gè)軟件認(rèn)識(shí)，從而有利于進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，同時(shí)，我們教學(xué)的課堂完全可以變?yōu)橐粋€(gè)師生互動(dòng)、相互探討、激烈爭(zhēng)論的場(chǎng)所。從而改變從前由教師單一的講、學(xué)生被動(dòng)聽局面，這是任何一個(gè)課件都無(wú)法做到的。

4 結(jié)束語(yǔ)

信息技術(shù)的產(chǎn)生造成現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展，形成了新一輪的產(chǎn)業(yè)革命。走在知識(shí)與技術(shù)前沿的高等教育必須盡快適應(yīng)這一革新，并能夠在一過程中擔(dān)當(dāng)起引導(dǎo)的責(zé)任。在這樣的一個(gè)大背景下，作為高等教育的一個(gè)微小的點(diǎn)，機(jī)械制圖的課程改革是必然的。如何改是一個(gè)探討的過程，無(wú)論改革成功與否，比起原地不動(dòng)、保固守舊來，總是一個(gè)進(jìn)步。這是每一個(gè)圖學(xué)教育的教學(xué)者和研究者的使命。

桂林理工大學(xué)教育規(guī)劃立項(xiàng)項(xiàng)目

注釋

①孫寶福，唐愛華.基于現(xiàn)代制造技術(shù)的工程圖學(xué)課程改革之初探.桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005.25(5).