工程圖學(xué)測繪課程的教學(xué)改革與研究

谷芳　李群卓　朱琳　靳紅玲

摘要：測繪課程首先要選擇一個(gè)具有常見裝配連接關(guān)系和典型零件的測繪部件，測繪這樣的部件所用知識(shí)幾乎可以涵蓋工程圖學(xué)課程的全部內(nèi)容；需要擬定合理的學(xué)時(shí)分配方案，讓學(xué)生有效的分配時(shí)間完成任務(wù)；還要運(yùn)用靈活的教學(xué)方式，把教與學(xué)結(jié)合起來，既要充分發(fā)揮學(xué)生的主創(chuàng)性，又要掌控整個(gè)教學(xué)進(jìn)程，較大程度的提高學(xué)生的開拓創(chuàng)新能力；最后通過建立分項(xiàng)考核體系，使考查結(jié)果更具有公平性和科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：工程圖學(xué)；測繪；教學(xué)法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0097-04

一、前言

工程圖學(xué)是一門研究繪制和閱讀機(jī)械圖樣的理論和方法的基礎(chǔ)課程，而工程圖樣是構(gòu)思、設(shè)計(jì)與制造過程中的信息載體，被稱為“工程界的語言”[1]，所以培養(yǎng)學(xué)生熟練準(zhǔn)確的繪制和閱讀圖樣的能力是工程圖學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)。

在目前的工程圖學(xué)課程教學(xué)中，受教學(xué)條件的限制，繼續(xù)沿用著傳統(tǒng)的課堂講授基本知識(shí)、課后完成作業(yè)的教學(xué)模式，是一種脫離實(shí)際、缺乏直觀性的教學(xué)過程，主要反映為當(dāng)學(xué)生遇到具體零件時(shí)，不能運(yùn)用已掌握的知識(shí)和能力來解決具體問題，在實(shí)際工作中困難重重。于是我們從2003年開始開設(shè)的為期一周的《工程圖學(xué)測繪》實(shí)踐課程，成為工程圖學(xué)課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生對工程圖學(xué)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了一次全面的檢驗(yàn)和強(qiáng)化。實(shí)踐證明，測繪課程是理論聯(lián)系實(shí)際的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維不可缺少的訓(xùn)練，也是本課程教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。

根據(jù)已有的部件畫出其零件圖和裝配圖的過程稱為部件測繪。在生產(chǎn)實(shí)際中，在對現(xiàn)有機(jī)器或部件改進(jìn)或維修時(shí)，常需要對該機(jī)器的零、部件進(jìn)行測繪，所以測繪技能是工程技術(shù)人員必備的基本技能，工程圖學(xué)測繪課程對培養(yǎng)和提高學(xué)生的測繪技能起到舉足輕重的作用。該課程通過實(shí)踐教學(xué)方式，綜合運(yùn)用工程圖學(xué)課程所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行實(shí)際動(dòng)手操作，通過對零部件實(shí)物的測量，畫出其零件草圖和裝配草圖，以增加感性認(rèn)識(shí)，提高直觀性教學(xué)效果，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，鍛煉了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。

二、改革選題方式，推行科學(xué)可行原則

測繪實(shí)踐的主要目的是為了讓學(xué)生加深對工程圖學(xué)課程知識(shí)的理解與應(yīng)用，讓學(xué)生能夠獨(dú)立確定視圖表達(dá)方案、合理標(biāo)注零件尺寸和技術(shù)要求、規(guī)范查閱標(biāo)準(zhǔn)手冊、解決實(shí)際問題。但課程中的尺寸標(biāo)注與制造工藝知識(shí)相結(jié)合，而大一學(xué)生這方面的知識(shí)是比較匱乏的，因此選題與分配也是教學(xué)難點(diǎn)之一。

高校各專業(yè)特點(diǎn)不同，學(xué)生的素質(zhì)也參差不齊，為了克服以往教學(xué)模式脫離實(shí)際的弊端，測繪部件的選擇要遵循難點(diǎn)分散、重點(diǎn)突出、零件種類全面的科學(xué)可行原則。經(jīng)過多年的教學(xué)體制改革，大學(xué)教育已經(jīng)進(jìn)入大眾化教育階段，專業(yè)課程的學(xué)時(shí)減少，而原來測繪課程所用的二級減速器工作量較大，所以最終選用了工作量適中的“安全閥”、“齒輪油泵”和“機(jī)油泵”三種部件。這些部件具有常見的連接和裝配關(guān)系，零件類型全面，幾乎涵蓋了工程圖學(xué)課程的全部內(nèi)容[2]。例如機(jī)油泵，該部件中有標(biāo)準(zhǔn)件——螺栓連接、銷連接、鍵連接；有常用件——圓柱齒輪；有典型零件包括：軸套類零件——軸、軸套，箱體類零件——泵體，盤類零件——端蓋；有密封裝置——密封圈。零件之間的配合關(guān)系有間隙配合、過渡配合、過盈配合。

部件的分配要科學(xué)可行，做到因材施教。機(jī)電專業(yè)課時(shí)少，一般選用零件數(shù)量較少的安全閥，避免出現(xiàn)吃不消的現(xiàn)象；機(jī)制專業(yè)課時(shí)多，要求高，大部分學(xué)生選用難度適中的齒輪泵。而機(jī)油泵零件較多，相對前兩個(gè)部件其難度大，應(yīng)分配給基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)且自學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生來完成，激發(fā)其挑戰(zhàn)性，給學(xué)有余力的學(xué)生開辟探索的空間和研究的余地。

三、改變教學(xué)觀念，明確課程要求

由于測繪課程學(xué)生比較分散，在測繪過程中老師管理難度相對較大，如果老師在布置完任務(wù)后就放任自流，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果肯定不理想，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的，所以要求教師必須改變教學(xué)觀念，明確課程目的和要求。測繪開始前，指導(dǎo)教師應(yīng)認(rèn)真全面的做好準(zhǔn)備工作，為學(xué)生提供一份詳盡的測繪指導(dǎo)書。指導(dǎo)書要包括：測繪目的、測繪內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配及順序等要求。指導(dǎo)書應(yīng)提供部件工作原理及示意圖，讓學(xué)生熟悉并了解部件。然后應(yīng)給出各環(huán)節(jié)的指示，包括測繪方法和步驟、拆卸方法和順序、尺寸的測量及查表等環(huán)節(jié)中應(yīng)注意的問題。

四、嚴(yán)格執(zhí)行合理的繪圖順序

測繪指導(dǎo)書應(yīng)明確要求學(xué)生繪制所有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件草圖及裝配體的裝配草圖。在實(shí)際操作中切忌畫完一個(gè)零件草圖立即畫該零件的工作圖，這樣操作存在以下問題：（1）測繪工作常在零件拆卸現(xiàn)場進(jìn)行，實(shí)際操作中畫完草圖立即畫該零件的工作圖很不方便。（2）在生產(chǎn)中是集中測繪完草圖才畫工作圖的，這樣同類工作集中，節(jié)省輔助時(shí)間。因此，要安排學(xué)生先繪制零件草圖和裝配草圖，再根據(jù)零件草圖和裝配草圖繪制裝配工作圖。進(jìn)一步校核零件所有部分尺寸，防止出現(xiàn)干涉和碰撞等情況，最后根據(jù)零件草圖和裝配工作圖畫出零件工作圖。零件草圖的審核主要是糾正尺寸問題，還要給學(xué)生講解粗糙度、公差和技術(shù)要求方面的基本內(nèi)容，并對學(xué)生所標(biāo)注的內(nèi)容進(jìn)行輔導(dǎo)和校核。

五、打破常規(guī)，運(yùn)用靈活多樣的教考模式

在傳統(tǒng)的測繪課程教學(xué)中，教師占用了較多的時(shí)間來講授全部測繪知識(shí)，忽略了調(diào)動(dòng)學(xué)生主體的主觀能動(dòng)性。經(jīng)過多年的不斷探索和改進(jìn)，我們運(yùn)用靈活多樣的教考模式，測繪課程取得了更好的教學(xué)效果。

1.采用“階段學(xué)時(shí)分配方式”。測繪課程計(jì)劃學(xué)時(shí)1周，時(shí)間緊，任務(wù)重。在以往的教學(xué)中，由于不具體劃分學(xué)時(shí)分配，學(xué)生開始的時(shí)候工作松懈，進(jìn)程緩慢，后期為了按時(shí)完成任務(wù)而倉促地繪圖，這樣導(dǎo)致學(xué)生最終知其然而不知其所以然。為了改變這種現(xiàn)象，我們實(shí)行了“階段學(xué)時(shí)分配方式”，教師課堂上要講重點(diǎn)、抓難點(diǎn)，合理分配教學(xué)時(shí)間。同時(shí)，在各階段根據(jù)不同的內(nèi)容，運(yùn)用講、練、討論與審核相結(jié)合的教學(xué)方式，既要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又要充分發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)和動(dòng)手的積極性，使得教學(xué)學(xué)時(shí)分配更合理，教學(xué)方式更靈活，體現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)課程的優(yōu)勢，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。具體學(xué)時(shí)分配與安排見表1：

2.互動(dòng)教學(xué)，收益非淺。在以往教學(xué)中，教師的講解貫穿始終，使得學(xué)生一直處在被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，甚至有的學(xué)生根本不聽、不想、不練，使得教學(xué)效果大打折扣。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，我們改革設(shè)計(jì)出一套講、練、討論與審核相結(jié)合的新方式，取得了良好的教學(xué)效果。

在課程開始時(shí)，學(xué)生對部件及課程感到困難多，甚至無從下手，所以教師必須對任務(wù)、部件的工作原理進(jìn)行詳細(xì)的講解，使學(xué)生順利進(jìn)入到拆卸和繪圖工作中。但教師課內(nèi)輔導(dǎo)時(shí)間有限，所以按照學(xué)生分組討論校核后教師再審核的順序，小組內(nèi)每個(gè)同學(xué)根據(jù)測繪對象選擇表達(dá)方案，畫出零件草圖，說明表達(dá)方案和尺寸標(biāo)注的理由，這樣學(xué)生會(huì)主動(dòng)思考問題。繪圖過程中，由于學(xué)生缺乏生產(chǎn)、加工工藝知識(shí)，測繪的零件草圖中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤較多，教師必須及時(shí)指出，并對學(xué)生的表達(dá)方案給出結(jié)論性的意見，選擇出一種最佳的表達(dá)方案。這樣既促使學(xué)生主動(dòng)解決問題，掌握了較完整和牢固地知識(shí)，又保證了教學(xué)質(zhì)量。

裝配草圖的繪制是本課程的難點(diǎn)，問題較多。在開始繪制裝配圖之前給學(xué)生需要溫習(xí)裝配圖的規(guī)定畫法，列舉裝配體圖樣供學(xué)生參考學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到胸有成竹。裝配圖工作量大，學(xué)生一旦繪制不符合要求必須返工，為了避免這類情況發(fā)生，采用學(xué)生先用口述和示意的形式表達(dá)出視圖的選擇方案，分組討論選出最佳方案后，每組配代表進(jìn)行全班講述，各小組之間進(jìn)行不同意見的交換和切磋。教師對正確的要給予肯定，不足之處予以提出，使學(xué)生積極探討出更加合理的表達(dá)方案。縱然這樣繪制出的裝配草圖可能存在較多的缺點(diǎn)，但學(xué)生通過繪制以后獲得的知識(shí)是比較完整的、牢固的，而不像學(xué)生繪制一步教師指導(dǎo)一步那樣支離破碎和缺乏系統(tǒng)。在繪制裝配草圖時(shí)，一般要求學(xué)生只完成裝配草圖的主視圖，其他視圖口頭補(bǔ)充，既減少了學(xué)生工作量，又給學(xué)生留下獨(dú)立發(fā)揮的空間。實(shí)踐證明，這種教學(xué)方式取得了良好的教學(xué)效果。

3.必須擴(kuò)充必要專業(yè)知識(shí)。由于學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)制造和設(shè)計(jì)課程，所以對零件結(jié)構(gòu)的理解比較困難。以往教師認(rèn)為這些已經(jīng)超出工程圖學(xué)課程范圍，只要學(xué)生能模仿教師畫出就可以了，不擴(kuò)充專業(yè)知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)舉一反三，所以教師在這一環(huán)節(jié)中應(yīng)起主導(dǎo)作用。

為了讓學(xué)生準(zhǔn)確完整地繪制出各種結(jié)構(gòu)，在測量零件之前，應(yīng)根據(jù)各類零件所處的位置，以及與它相匹配的零件之間的關(guān)系，了解各種零件的結(jié)構(gòu)、功用、加工過程，比如常見的工藝結(jié)構(gòu)有鑄造圓角、倒角、退刀槽、凸臺(tái)、凹坑等，引導(dǎo)學(xué)生在部件測繪中要從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)去考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀。還有，零件上常會(huì)有制造缺陷，如砂眼、氣孔、加工痕跡以及長期使用所造成的磨損等，在繪圖時(shí)不能畫出，要對缺陷進(jìn)行“補(bǔ)全”處理，使其恢復(fù)原形后再測量[3]。

要想合理、清晰地標(biāo)注零件的尺寸，除了分析零件各部分結(jié)構(gòu)的作用以及與相鄰零件之間的關(guān)系，還需選擇合適的測量工具和運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臏y量方法。為了正確選擇尺寸基準(zhǔn)，教師適當(dāng)給學(xué)生講解一些設(shè)計(jì)和加工工藝知識(shí)，使零件的形狀和尺寸符合設(shè)計(jì)使用和加工工藝要求。對于裝配體的尺寸，還要考慮其裝配關(guān)系，保證各相鄰零件之間的配合與尺寸關(guān)系。還要輔導(dǎo)學(xué)生標(biāo)注合理的尺寸公差、表面粗糙度、零件的材料及熱處理方法等技術(shù)要求，指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.創(chuàng)建分項(xiàng)考核體系。工程圖學(xué)測繪的考核以往主要依據(jù)圖面質(zhì)量評定成績，考核方式缺乏公平性、科學(xué)性。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐證明，考核應(yīng)從三方面進(jìn)行。

一是繪圖質(zhì)量考核，包括圖樣繪制的正確性、合理性、清晰度等。教師要對學(xué)生的所有圖樣進(jìn)行詳細(xì)的審閱，來確定學(xué)生的圖樣是否正確、完整、清晰，尺寸標(biāo)注是否合理、齊全，技術(shù)要求注寫是否恰當(dāng)?shù)取?/p>

二是考核學(xué)生的知識(shí)掌握程度，標(biāo)準(zhǔn)件的選用與手冊的查閱能力。答辯時(shí)教師要一對一的對學(xué)生進(jìn)行詢問，主要從學(xué)生視圖表達(dá)方案的選擇過程，尺寸測量及標(biāo)注方法，標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、公差配合、表面粗糙度及其他技術(shù)要求的查表和計(jì)算等方面進(jìn)行考查。

三是計(jì)算機(jī)繪圖能力的考核。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用計(jì)算機(jī)繪制的圖樣準(zhǔn)確清晰，優(yōu)于傳統(tǒng)的手工繪圖。在掌握工程圖學(xué)的基本理論之后，再熟練掌握計(jì)算機(jī)繪圖這一便利的繪圖手段，這是工程技術(shù)人員應(yīng)具備的素質(zhì)。主要考查學(xué)生是否能夠熟練利用AutoCAD繪圖軟件繪圖。軟件工具的使用方法是非常靈活的，繪制一個(gè)對象一般有多種途徑可以實(shí)現(xiàn)，學(xué)生只有通過多學(xué)多練才能達(dá)到熟能生巧、融會(huì)貫通[4]。

六、結(jié)語

徒手繪圖、尺規(guī)繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本技能。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)得出，集中一周的測繪課比課堂上分散測繪教學(xué)效果好。學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)、高效率的完成任務(wù)，并引入計(jì)算機(jī)繪圖，使學(xué)生扎實(shí)的鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)一步提高了繪圖能力。通過部件測繪的教學(xué)實(shí)踐，培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖[M].第七版.北京：高等教育出版社，2007.

[2]徐昌貴，王晶，劉斌，張磊.工程制圖測繪實(shí)踐周教學(xué)實(shí)踐與研究[J].教學(xué)研究，2005，28（4）：332-334.

[3]陳偉志.《機(jī)械制圖》不可忽視零部件測繪[J].科技教育創(chuàng)新，2010，（11）：265-266.

[4]陳敏，劉曉敘.AutoCAD2004機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖應(yīng)用教程[D].成都：西南交通大學(xué)出版社，2005.

基金項(xiàng)目：校級教改項(xiàng)目：以“工程意識(shí)與工程素質(zhì)培養(yǎng)”為中心的制圖測繪改革與探索（JY1302055）；陜西省級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械類人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”資助

作者簡介：谷芳（1979-），女，山西陽高人，講師，研究方向工程制圖及計(jì)算機(jī)輔助繪圖。

通訊作者：李群卓（1970-），男，陜西商洛人，講師，研究方向工程制圖及計(jì)算機(jī)輔助繪圖。