機械制圖課程教學方法和內容的應用研究

張雯娟

摘 要：介紹“機械制圖”課程改革探索的原因，教學中改革的具體方法和內容，對教學中作業的安排和課堂理論教學和車間實際教學進行闡述。在課程教學中引入了三維造型技術，提出了適應現代工業設計的制圖軟件環境，為培養嚴謹作風的工程應用人才打下扎實的制圖功底。

關鍵詞：機械制圖；教學改革；三維軟件

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）09-0210-02

引言

在機械設計制造、土木建筑等工業工程中，圖樣是指導生產、加工和制造、檢驗等全過程最重要的技術文件之一。工程圖樣與文字、數字一樣，是人們表達設計思想、交流設計意圖、記錄創新靈感的重要工具。因此，能夠準確讀懂圖紙信息，熟練繪制工程圖紙是工程技術人員必備的一種技能。

《機械制圖》課程是機械及相關工程類專業的一門必修的專業基礎課，具有很強的實踐性和技術性。它也直接影響了學生后續課程的學習以及相應的課程設計、畢業設計，是同學們畢業后從事設計生產、科研項目必備的基礎知識之一。制圖中的圖形元素以及線型比例、線寬、數字書寫、圖紙的大小等等，都要符合國家標準以及行業標準，要求制圖規范化，便于進行技術交流，在工程界素有“工程師的語言”之稱。以往《機械制圖》注重于畫法幾何的教學和手工繪圖的能力，隨著科技的飛速發展和計算機技術的深入應用，企業采用“無紙化”辦公，應用CAD軟件進行輔助設計，提高生產效率，讓新產品在第一時間進入市場。在科技進步的今天，課堂教學也要與時俱進，夯實手工繪圖能力的同時，在課堂教學中引入CAD技術，比如AUTOCAD、UG等軟件教學穿插，更加有利于學生與現代工業接軌，了解產品的實際設計生產過程。

一、教學改革原因

1.為適應時代的發展和產業技術指標的變化，在教學過程中引入最新的《機械制圖》、《技術制圖》標準，使得學生能夠及時了解并真正認識到機械行業的制圖標準。目前，在企業生產中，已經很少見到手工繪圖的場景了，基本上已經采用“無紙化”繪圖。企業技術交流中，采用計算機繪圖，這就使得我們在教學中要跟上時代的腳步。“機械制圖”課程分兩個學期教學，計算機繪圖主要集中在第二學期進行。

2.改變學生以應付期末考試為最終目的的學習態度。學生在學習課程階段，有的學生并未真正將學習知識作為目的，總是在最后期末考試的時候才去看書進行復習，為的只是考試及格或者過關，沒有從根本意識到知識對后期學習工作的重要性。改革的初衷也就是要改變學生的這種應付的態度，注重平時學習，提高課堂學習的興趣和探索知識的精神。將CAD技術穿插進課堂教學，很難理解的圖形或者實物立體，通過軟件的操作展示出來，加深學生們的印象。

3.在教學方法上，將現代計算機技術與傳統模型相結合。繼承傳統教學的優點，重視學生動手繪圖、識圖能力的培養。學生初次接觸到制圖的基礎知識，難免在物體的空間與平面圖形的轉換過程中產生困惑以及不解，立體思維比較差的學生更難將模型進行二維圖紙的繪制。若采用立體模型以及三維輔助軟件的幫助，可以有效解決學生的繪圖、識圖所產生的困難。

二、教學內容和教學方法改革

1.教學內容的增刪。機械制圖的教學原則應以學生能夠掌握國家標準和行業標準，來進行機械零部件設計或者后續機械課程的設計，培養繪圖、識圖的能力為宗旨。故在教學中，將部分內容進行了刪減，如：線型元素的換面法求解，復雜立體與立體相交空間曲線的求解，利用圖解法求解直線實長和對投影面的夾角等內容。增強的內容：立體視圖的投影畫法，尺寸標注，公差與配合，強化手工繪圖的能力等內容。

2.平時作業的設計。機械制圖是實踐性很強的課程，在每一部分的內容結束后，都要輔以相應知識點的題目進行練習。習題的內容要與教材的內容相配套，及時在學生每次作業做完后，在課堂上對出現的集中錯誤進行板書示范糾正，讓學生明白繪圖的真正意圖。“機械制圖”一般都配套有相應的習題集，除了做習題集上的小題練習以外，進行繪圖時，還可以在教師科研項目進行中所遇到的圖紙，選做一些項目進行手工繪制，完成2號或者3號圖紙的繪制。這樣，不僅完成了手工繪圖的作業，學生也可以了解在實際生產中，產品的具體設計流程和技術要求，使得學生的學習不與實際工業脫軌，也為工程類學生更好地理解本行業的專業知識打下基礎。

3.教學方法和教學手段。在課堂教學中，注重學生現場實時的接受能力，不能僅僅為了保證教學進度和計劃而忽略學生對知識的理解和掌握程度。現在課堂教學基本都采用多媒體課件進行，這樣可以在課件中多角度展示立體模型的空間構架和元素之間的交互關系，而且有助于學生空間思維的培養。但難點在于同學們很容易看懂三維模型，要將其轉換到圖紙中，用平面圖形展示出，就不能夠順利的進行轉換。針對這種情況，在教學中，應采用板書進行示范性教學，雖然費時費力，但起到的效果是不容小視的。

課堂理論教學是必須遵從的，但作為工程類學生，“機械制圖”課程的教學嘗試從一年級開始，讓學生進入企業加工車間或者學校實習車間，實地的考察了解，工程圖紙在設計、生產加工和制造中的作用，幫助學生們真正理解圖紙中的技術所包含的意義。了解了零部件的生產過程，也就明白了圖紙中線條或者工藝處理的實質。

三、三維軟件在教學中應用

二維、三維繪圖軟件的應用，使得繪圖的效率和質量大幅度的提高，在圖紙的修改、反復利用和保存管理等方面，體現出了手工繪圖無法比擬的優越。現代，三維軟件技術已經成熟，軟件的應用也已經滲透進各個行業，三維造型設計技術引入到機械制圖中來。三維造型技術是根據二維平面草圖圖形，經過拉伸、旋轉、掃描、掃略等特征操作創建立體模型，建立起平面圖形和立體模型之間的構架關系。三維軟件在教學中的引入和應用，加深了學生的學習興趣，更重要的是，對于二維圖形和三維立體之間的空間轉換，給學生提供了想象的空間，豐富了思維模式，也為提高學生的讀圖能力和繪圖能力提供了有力的技術支持。

機電工程學院的機械類學生已經在第一學期系統學習了機械制圖的投影理論、簡單立體投影和組合體投影、各種機件的表達方法等。在第二學期，將CAD技術引入教學，學生們除了學習AUTOCAD軟件以外，還可以學習三維造型軟件，比如UG軟件。在授課過程中，用UG建立模型，再將模型轉換為二維工程圖，講解圖紙繪制，會大大提高知識的接受程度。

采用UG軟件教學時，可以首先采用二維簡單圖形，通過拉伸或者旋轉等特征操作成為立體模型，再與其他立體通過疊加或切割的方式進行組合修改，以期得到預想的立體，最后再將立體模型轉換為二維工程圖。

如果想讓學生更深入地了解，可以再進行模型的細節處理等操作。在要求學生讀圖或者繪圖時，使得學生清楚讀圖是首先分析圖紙，建立立體模型，分析每個結構的特征，分別進行模型的建立，然后進行各個部分的整合，組成為一個完整的模型。整個教學過程讓學生對工程圖的認識從被迫接受，轉變為學生自主的研究和思考，由感性認識上升為理性認識。

通過三維軟件UG的教學，使得學生更深入地理解，工程圖的繪制并不是簡單的抄畫，圖紙的繪制包含了產品的概念設計，工藝要求，技術要求，產品的制造和檢驗，它是一個生產流程。提高學生對工程的認識和讀圖的空間能力，同時也初步掌握了一門三維軟件，對于以后的畢業設計和應聘都打下良好的基礎。

四、結束語

1.改革成效

“機械制圖”課程中進行的改革，增強了學生學習的自主性和積極性。讓學生放下包袱，輕裝上陣，真正在平時訓練分析問題、解決問題的思維和方法。通過改革中教學方法和手段的探索，讓學生改變學習觀念，變被動學為主動學，對整個圖紙的認識從抄畫深入到工程行業要求。更加注重對學生空間構形能力和運用現代先進技術能力的培養。

2.存在問題

由于改革只是初步進行探索，每個階段教學，學生的接受程度不盡相同，個別學生并未很好的重視平時的繪圖識圖訓練，導致平時無法真正掌握知識，只是應付考試的情況也會存在。

希望在后續的教學中繼續深化改革，繼續培養學生的嚴謹科學的制圖態度，以及掌握先進制圖技術，真正理解“機械制圖”不是一門考后就結束的課程，而是貫穿在整個職業生涯中的基本技能，培養學生嚴謹細致的工作作風和認真負責的工作態度，構架起一座銜接專業領域知識的大橋。

參考文獻：

[1]王巍.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]暢為航，段江軍，張洪峰.基于UG軟件的《機械制圖》課堂改革探索[J].裝備制造技術，2009（12）：164-166.

[3]王曉光.機械制圖課程教學改革方法探索[J].科技信息，2012（5）：354.

[4]袁美榮，廖治凱，曹小藝，等.基于應用型人才培養的《機械制圖》教學改革探索[J].職業教育研究，2007（8）：69-71.