基于測繪能力提升的“工程圖學實踐”教學改革及分析

李榮敏，龔嬋媛，袁明新

(江蘇科技大學 蘇州理工學院，江蘇 張家港 215600)

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基于測繪能力提升的“工程圖學實踐”教學改革及分析

李榮敏，龔嬋媛，袁明新

(江蘇科技大學 蘇州理工學院，江蘇 張家港 215600)

為了提升“工程圖學實踐”的教學效果，開展了基于學生測繪能力提升的系列教學改革及分析。首先從實踐課程的教學目標及任務著手，提出了提高草圖繪制能力、開展三維建模教學及階段考核的教學改革；然后對兩屆學生工程圖學實踐的目標達成度進行分析對比，學生的學習效果雖然得到提升，但在零件圖尺寸標注、零部件的技術要求等方面還有待提高；根據分析對比給出如何提高”工程圖學實踐”課程目標達成度的建議及措施。

工程圖學；測繪能力；實踐；目標達成度；教學改革

“工程圖學實踐”是學生修讀完“工程圖學”以及計算機設計制圖有關課程后，集中2周時間對典型零部件進行拆裝測繪的綜合實踐環節，該環節不但可以使學生掌握裝配體測繪的基本技能和傳統的產品設計方法，還能夠掌握利用現代的設計工具進行工程圖繪制的一般辦法。該課程進一步夯實了工程制圖的基礎知識和基本技能。

為了提升教學效果，在本屆“工程圖學實踐”教學中進了一系列教學改革。

1　“工程圖學實踐”的教學目標及任務

本實踐課采用分組形式，每5人1組，每組有1個部件和配套的測量工具等。每組的部件隨機分配，有齒輪油泵、頂尖座、球閥、機用虎鉗、平口鉗、減速器等。

1.1本課程的教學目標

培養學生獨立分析問題、解決問題的能力；培養學生認真嚴謹的學習態度和團隊協作精神；培養學生實際動手能力，掌握部件測繪的基本方法與步驟；培養計算機輔助設計工具。

通過實踐，使學生能夠熟練掌握國家標準”機械制圖”中的相關內容，并能夠熟練查閱機械設計手冊和有關參考資料。

1.2本課程的任務

根據教學目標以及工程圖學課程主要內容，經過教研組討論，設定如下任務：部件拆裝；繪制裝配示意圖；繪制零件的零件草圖；繪制裝配圖示意圖；繪制部件的裝配圖及零件工作圖，其中1張裝配圖和4張零件圖手繪，其余工作圖利用計算機繪圖(Autocad)，每一組繪制一套三維視圖；編寫說明書一份。

2　“工程圖學實踐”教學改革

2.1加強草圖繪制能力的培養[1]

徒手繪圖可以更好地幫助工程設計人員表達和體現設計思想，它能迅速捕捉設計者的創意思想，較好地記錄設計者的創意方案，是工程設計人員必須掌握的一門技能。在“工程圖學實踐”課程中，學生需要徒手繪制零件草圖，然后根據零件草圖進行計算機繪制零件工作圖，零件草圖是學生繪制工作圖的依據。

在本屆教學中，嚴格控制零件草圖的質量，要求學生徒手繪制的零件草圖必須符合制圖要求以及國家標準要求。并對零件草圖容易出現的錯誤進行強調講解，對每位學生的零件草圖進行檢查，并對集中出現的問題進行講評，使學生繪制的零件草圖符合要求。

2.2加強三維建模教學

為了更好地督促學生學習三維建模軟件，在“工程圖學實踐”任務書中明確規定：每一組需要提交一套三維視圖。 在本次實踐中，采用二位與三維融合、手工繪圖和計算機繪圖融合，并使學生學以致用，使學生得到充分鍛煉。

2.3實行“階段考核制度”

在以前幾屆成績評定中均采用“最后所提交材料成績+答辯成績”的評分制度。這就造成學生平時不努力，在最后幾天加班加點趕材料，這樣使實踐效果大打折扣。

經過教研組商討，在本屆課程設計中實行“階段考核制度”，給學生設置階段任務，每一階段結束進行一次評分，這樣不僅有利于提升課程設計效果，更加增加分數等級評定的公平性。

3　“工程圖學實踐”課程學習目標達成度分析

對該課程學習目標達成度的檢測主要通過項目評分的形式進行判定，按照本課程的教學目標設定任務，制定了“工程圖學實踐”課程學習目標達成度表，主要包含項目名稱、關鍵知識點、關鍵知識點掌握程度。其中項目名稱包含本課程的所有教學任務，并詳細列出了每個項目的關鍵知識點，以便對每個知識點進行考核。關鍵知識點掌握程度分為：優、良、中、差四個等級。

2015-2016學年第一學期有校區機制、蘇理工機制開設該課程，共186人。在本課程結束時，每位學生都要參加公開答辯。本課程組教師根據學生階段考核情況、所提交材料以及答辯情況，為每位學生評定等級。把本屆成績與上屆的進行對比后得出表1。

表1　教改前后目標達成度的對比

根據表1得知，經過教改之后，各項指標都略有提升，這說明學生實踐質量提高，繪制圖樣質量提高，各個知識點都掌握較好。圖1是本次測繪部件之一頂尖座，圖2是其中一學生所繪制裝配圖樣，學生所提交的圖樣質量均較好。

根據表1得知，在部件拆裝、零件圖的視圖表達方案、裝配圖的表達方案、裝配圖的尺寸標注、校核與總結這幾個方面，上屆的優秀比例分別為25%、26%、30%、32%、33%，上屆良好比例分別為28%、31%、35%、34%、34%，本屆的優秀比例分別為29%、30%、31%、32%、32%，本屆良好比例分別為33%、35%、37%、35%、36%，可見，本屆同學在這幾項知識點上比上屆同學掌握得較好。在其它零件圖的尺寸標注、零件圖的技術要求、裝配圖的技術要求這幾個方面，上屆優秀比例分別為15%、18%、19%，良好比例分別為23%、23%、27%，而本屆優秀比例稍低分別為18%、20%、21%，良好比例分別為25%、26%、29%，由此可見，這幾項內容本屆雖比上屆略有提高，但與其它幾項優良比例相比，得分仍比較低，說明了學生對這幾項知識點普遍掌握不好。

圖1　頂尖座

零件圖的尺寸標注是零件圖的主要內容之一，是加工制造和檢驗的主要依據。標注零件的尺寸時必須滿足正確、完整、清晰、合理的要求。合理標注尺寸首先要合理地選擇尺寸基準，尺寸基準有設計基準、測量基準、定位基準，對于某一零件選定哪些作為設計基準、哪些作為定位基準、哪些作為測量基準，零件的尺寸標注不僅要考慮加工工藝性還要考慮測量的工藝性。要做到以上不僅要求學生掌握零件的加工制作過程及測量方法，還需要掌握該零件的結構功能以及裝配關系等。

通過課程設計目標達成度分析，零件圖的技術要求也是一薄弱環節。零件圖的技術要求是指加工該零件時應該到達的技術要求、質量要求。主要包括：表面粗糙度、尺寸公差、形狀位置公差、對材料的熱處理及表面處理的要求、零件的特殊加工、檢驗要求等。裝配圖的技術要求主要包括該產品性能、安裝、使用、維護、試驗、檢驗的條件和方法等方面的要求。不同零件有不同技術要求，不同部件有不同技術要求。雖然課上講過一些零部件，但是不可能所有都涉及到。這就需要學生在學習過程成遇到具體零部件會自己查閱資料、進行自主學習。零件的尺寸標注、零件圖的技術要求、裝配圖的技術要求，這三個方面的內容和實踐經驗密切相關。零件圖的尺寸標注不僅需要考慮加工工藝性、測量工藝性，還需要考慮零件的裝配及功能等，這需要學生有較好的實踐經驗。所以要做好上述幾項內容，必須加強以實踐為先導的工程圖學實踐教學方式。

4　提高“工程圖學實踐”課程的目標達成度

4.1提高學生的學習自主性

工程圖學實踐課程的教學特點，客觀上要求學生要有較強的自主學習能力。要完成這一目標，首先要讓學生從思想上認識到自主學習的重要性[2]。所以在本課程之初，要給學生強調自主學習的重要性，自主學習不僅能夠讓較好地完成本課程實踐，還對后續課程以及畢業后的可持續學習有重要意義。其次，在指導本課程實踐的過程中改變指導方法，對于學生的疑問，不要直接給出答案，給學生以引導，讓學生主動探索性尋求解答。在教學中過程中重視引導學生把重點放在解決問題的過程和方法上而不是結果上。

4.2加強以實踐為先導的工程圖學實踐教學方式

本課程是一門實踐性較強的技術基礎課，只有通過實踐，才能盡快讓學生將圖學知識轉化為圖學能力。工程圖學實踐能力主要包含以下二個方面：產品結構及加工方法；繪圖能力培養(徒手繪圖能力、儀器繪圖能力、計算機繪圖能力)。通過以上目標達成度分析，學生的繪圖能力較好。而零件圖尺寸標注和技術要求、裝配圖的技術要求與產品結構及加工方法密切相關。所以筆者認為要提升工程圖學實踐目標達成度，須加強以實踐為先導的工程圖學實踐教學方式。

作為一門實踐性較強的課程[3]，提高學生對機械產品結構和加工方法等知識需要從以下幾個方面入手，首先加強認識實習[4]，作為機械專業課程的啟蒙認識，最直接的手段莫過于在工廠認識實習。高校實習工廠小而全，加工工種多樣，加工設施齊全，是最好的認識工廠[5]。其次，加強生產實習，對于學好本門課程，進行生產實習是非常重要的，通過生產實習，學生可以學習零部件結構、功能，可以深刻了解到零部件的技術要求對于零部件功能實現的重要性，可以深刻理解為什么某些基準定義為設計基準、而另一些定義為工藝基準，可以深刻意識到某些尺寸對于零部件功能實現的重要性。只有通過這些學習，學生才能領悟零件尺寸、零部件的技術要求對于零件的重要性，如果在上述不確定繪制零件圖就是費圖一張，毫無意義可言。

5　結語

在本門課程結束時對學生學習的目標達成度分析是非常有意義的，這有利于提升學生的學習質量和提升教師的教學質量，讓學生能夠做到查缺補漏，讓教師做到針對學生的薄弱環節有的放矢。通過對該課程學習的目標達成度分析，了解到學生對于部件拆卸、零件圖和裝配圖的視圖表達方案、說明書編寫掌握均較好，而對于零件圖的尺寸標注、零部件的技術要求是相對薄弱的環節，這兩個方面均與實踐經驗和自主學習查閱資料密切相關，所以給了提升目標達成度，筆者認為對于工程圖學實踐的學習和教學均需從這兩方面加強。

[1] 劉梅英,任奕林,王巧華,等.工程圖學系列課程實踐教學探討[J].機械制造與自動化.2013，42(1)：82-84.

[2] 王志忠.工程圖學課程的自主性學習[J].圖學學報，2012,33(6):111-123.

[3] 邱樹恒，陸宇蘭，葉少峰，等.大學工科生產實習的現狀和實習方法的探索[J].廣西大學學報:自然科學版，2006,31(S1):22-24.

[4] 王秀英，白海英，張秀芝.面向創新人才培養的工程圖學綜合實踐[J].工程圖學學報，2009,30(5):148-152.

[5] 張麗萍，程耀東，李興田，等.基于“卓越計劃”的工程圖學課程的改革與實踐[J].蘭州交通大學學報,2013,32(2):162-164.

(責任校對王小飛)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.08.021

20160323

江蘇科技大學蘇州理工學院2015年度重大教改課題(121020714)

李榮敏(1979-)，女，山東曹縣人，講師，主要從事計算機輔助設計與圖形學研究。

G642.4

A

1674-5884(2016)08-0065-04