案例教學法在工程圖學教學中的應用

摘 要：案例教學法是通過對特殊案例的分析，培養學生解決實際問題的能力。本文從案例教學法的一般組織過程出發，以減速箱為例，對案例教學法在工程圖學教學過程中的應用進行了研究。

關鍵詞：案例教學法;工程圖學;減速箱

工程圖學是針對工科類學生開設的一門實踐性很強的專業基礎課程，其主要任務是培養學生閱讀和繪制工程圖紙的能力。工程圖紙是工程技術中用來進行技術交流和指導生產的重要技術文件之一，是工程界的通用語言，因此，正確地閱讀和繪制工程圖紙是工科類學生必備的一項基本技能。這門課程一般在大一開設，學生之前基本沒有接受過機械制造知識的系統學習，對于工程圖紙中的一些繪圖規范，比如零件的表達方法的選擇、零件特殊結構的規定畫法等知識點，僅通過書本的介紹和教師課堂的講授，很難掌握。因此，在教學過程中科學、合理地引入一些案例，通過介紹案例讓學生對工程圖紙的繪制有一個直觀的認識，知道何時用、怎么用這些繪圖技巧，可以取得很好的教學效果。

一、案例教學法

案例教學法是一種開放式、互動式的新型教學方式。教師根據教學目的和培養目標的要求選擇特定的案例，通過對案例的分析，啟發和幫助學生理解相關知識，從而提高學生分析問題和解決問題的能力。案例教學法一般按以下步驟進行：

1.選擇案例

在案例教學過程中，案例的選取是至關重要的一環。由于工程圖紙的繪制工作實用性較強，所以每個案例都必須從大量的生產實踐資料中精心選擇，而不能憑空臆造。選擇案例時要有針對性，能夠讓學生通過對案例的分析，方便理解和掌握所學習的知識點，從而取得好的教學效果。

2.討論案例

討論案例是案例教學的中心環節，教師應設法調動學員的主動性，讓學生運用教材中新學的或是以前學過的理論知識、概念或其他的課外知識對案例展開自主探究、分析、討論。

3.總結案例

教師要在討論結束后及時對學生的討論結果進行總結，有針對性地對案例進行深入的分析。教師在總結點評中要有目的地指導學生對理論知識進行運用，讓學生能夠運用所學的知識解決實際問題。

二、案例教學法在工程圖學中的教學應用——以讀裝配圖為例

在生產、維修和使用、管理機械設備和技術交流等工作中，常需要閱讀裝配圖，在設計過程中，也經常要參閱一些裝配圖。因此，工程界的從業人員必須熟練掌握讀裝配圖的方法。本案例旨在使學生了解讀裝配圖的基本要求，理解讀裝配圖的方法和步驟。

本次所選擇的案例為減速箱。減速箱在電力機械、建筑機械、冶金機械、水泥機械等行業領域都有廣泛的應用，而且在后續的機械設計等課程中，它也是作為一個典型的案例出現的。因此，這里選擇減速箱為教學案例具有很好的教學意義。

首先，通過對圖1減速箱結構分解圖和圖2減速箱裝配圖的分析，學生利用所學知識分組討論減速箱的結構組成、工作原理以及裝配圖的表達方法。而后，教師可以從以下兩個方面進行總結：

1.分析裝配件的工作原理和裝配關系

圖1 減速箱結構分解圖

減速箱在原動機（發動機或電動機）和執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用。原動機輸出轉速很高，我們需要的轉速一般會低于原動機的輸出轉速，因此需要降低原動機的輸出轉速，減速箱就是起這樣的作用。原動機通過聯軸器連接輸入軸，輸入軸在原動機的輸出力矩作用下旋轉，輸出軸上的大齒輪通過齒輪嚙合力旋轉，從而將動力傳遞至輸出軸。但由于輸出軸的齒輪比輸入軸齒輪大，所以輸出軸的轉速低于輸入軸的轉速，從而達到減速的目的。裝配關系如圖1所示。輸入軸（小軸）通過軸承安裝在減速箱體的小半圓孔內;大齒輪和輸出軸（大軸）通過鍵連接在一起，整體利用軸承安裝在減速箱體的大半圓孔內;兩個軸的軸承兩邊靠軸承端蓋固定;減速箱體和減速箱蓋用六個內六角螺栓連接。

2.分析視圖

圖2 減速箱裝配圖

如圖2所示，從標題欄和明細表中可以看出，減速箱由37種零件組成，其中標準件14種。采用三個基本視圖來表達。俯視圖沿著減速箱體和箱蓋的分割面剖切，集中表達了輸入軸5和輸出軸9的裝配情況和工作原理。齒輪軸5通過鍵4與原動件相連，當齒輪軸5轉動時，大齒輪12在嚙合力的作用下一起轉動，并通過鍵10帶動軸9一起旋轉，而軸9通過鍵20把降低后的轉速輸出去。軸5和軸9分別通過軸承21和軸承8安裝在減速箱座24上，并通過軸承透蓋2、17和軸承悶蓋7、23固定。主視圖和左視圖為外形視圖，兩者都著重表達主要零件的結構形狀。至此，學生對減速箱的結構狀態及其作用有了較全面的了解。

三、案例教學實踐的效果

通過學生的反饋可以看出，將案例教學法運用于工程圖學的教學中，學生掌握的效果比較理想。雖然案例教學對教師的要求提高了，但是教學效果是明顯的。

參考文獻：

[1]劉蘇.現代工程圖學教程[M].北京：科學出版社，2010.

[2]吳云鵬.教育學案例教學教程[M].上海：華東師范大學出版社，2015.

[3]王廣利.在機械制圖教育中開展案例教學[J].中國教育技術裝備，2011（21）.

[4]袁海洋，李青云等.CAD技術在機械制圖案例教學法中的應用[J].科技信息，2010（25）.

項目來源：南京航空航天大學金城學院精品課程建設項目——“工程圖學”精品課程建設。

作者簡介：蘇銘，碩士，講師，研究方向：柔性制造及其自動化、運動控制、CAD技術。