機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖教學(xué)改革的研究與實踐

趙英杰

1.重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院； 2.重慶三峽學(xué)院現(xiàn)代機(jī)械結(jié)構(gòu)材料工程技術(shù)中心

機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖教學(xué)改革的研究與實踐

趙英杰

1.重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院； 2.重慶三峽學(xué)院現(xiàn)代機(jī)械結(jié)構(gòu)材料工程技術(shù)中心

隨著我國的不斷發(fā)展，教學(xué)體制改革發(fā)展體系也逐步完善。本文對機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖的教學(xué)改革進(jìn)行了深入的分析研究，根據(jù)教學(xué)的現(xiàn)狀對各部門以及學(xué)生提出了更高的要求，使學(xué)生更好地掌握機(jī)械制圖的專業(yè)知識以及技巧，培養(yǎng)三維實體造型與二維繪圖并舉，提高學(xué)生對機(jī)械制圖的熟練程度，提高教學(xué)效率。

機(jī)械類 機(jī)械制圖 教學(xué)改革 三維

目前，我國科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，機(jī)械類制造行業(yè)向更精細(xì)的方向發(fā)展，這對機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生提出了更多的要求和標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)方式比較枯燥，使原本對此專業(yè)不了解的同學(xué)失去了興趣。因此，機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖的教學(xué)必須進(jìn)行改革，本文對此進(jìn)行了研究，為改革提出更多的建議。

一、機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖教學(xué)改革的重要性

對于機(jī)械類專業(yè)來說，其教學(xué)的主要宗旨是提高學(xué)生的機(jī)械操作技能，使學(xué)生更加符合社會發(fā)展的需求。機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)課程的重要組成部分，對機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生的能力有重要影響；若學(xué)生沒有掌握好機(jī)械制圖的技術(shù)，則工作是無法順利進(jìn)行的。

目前，我國的機(jī)械制圖的教育發(fā)展不容樂觀，許多院校對機(jī)械類專業(yè)的機(jī)械制圖課程并沒有足夠的重視。在現(xiàn)在看來，原有的教學(xué)模式不符合學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀況，學(xué)生的空間想象力較差，作圖能力不強(qiáng)。點線面及其相關(guān)位置關(guān)系的定位定量的投影作圖與繪制和閱讀機(jī)械工程樣圖的聯(lián)系不緊密，學(xué)生在學(xué)習(xí)時難以理清思路，容易造成反作用。機(jī)械類專業(yè)本身難度大、比較枯燥，老師在教學(xué)時由于內(nèi)容復(fù)雜，知識量大，很多知識學(xué)生在學(xué)習(xí)時會感到吃力，難于掌握相關(guān)內(nèi)容，從而失去耐心，導(dǎo)致對機(jī)械類課程失去信心。

二、機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖教學(xué)改革的意義

機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)的代表作，是一個工程師工作的表達(dá)方式，是所有院校培養(yǎng)學(xué)生的主要任務(wù)。

教育體制的改革，可以提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，順應(yīng)市場發(fā)展的趨勢。機(jī)械類教學(xué)的改革可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，改變學(xué)生只學(xué)習(xí)書面知識、缺乏操作能力的現(xiàn)狀，實現(xiàn)專業(yè)知識與技能相結(jié)合的教學(xué)方式，保證了教學(xué)質(zhì)量。

三、機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖的教學(xué)改革措施

經(jīng)過各方面的研究與討論，機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖的教學(xué)改革措施有以下幾點：

第一，采取將直觀性較弱的線面及相互位置關(guān)系的定位、定量投影作圖訓(xùn)練改為基于立體的相關(guān)位置空間邏輯思維和形象思維能力訓(xùn)練為主，由于立體的直觀性較好。采取這種方式既降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，又能夠更好地與繪圖和閱讀機(jī)械工程樣圖的聯(lián)系緊密化，這樣更加有利于教學(xué)，刪除一些不必要的內(nèi)容，既減短了學(xué)習(xí)時間，從而把多余的時間用于其他的地方，還降低了難度，有利于同學(xué)們更好地進(jìn)行機(jī)械制圖，加強(qiáng)了學(xué)生空間想象的能力。還提高了教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)更加合理化、專業(yè)化。

第二，機(jī)械制圖與計算機(jī)課程的相互融合，使機(jī)械制圖更加簡單方便，充分的提高了學(xué)生們制圖的能力，提高了制圖效率，減少了失誤。根據(jù)工程制圖的發(fā)展趨勢和企業(yè)的實際需求，機(jī)械制圖與計算機(jī)課程的充分融合，不僅能夠掌握計算機(jī)繪圖等相關(guān)內(nèi)容，還能夠充分利用計算機(jī)技術(shù)解決一些實際問題，減少機(jī)械制圖的學(xué)時。計算機(jī)技術(shù)作為當(dāng)代發(fā)展的重要技術(shù)手段，它的作用不容忽視，將計算機(jī)制圖作為改革傳統(tǒng)機(jī)械制圖的一種重要方式，傳統(tǒng)的機(jī)械制圖模式繁瑣復(fù)雜，需要通過手工進(jìn)行繪制來提高繪圖技巧和方式，這種方式雖然能夠提高學(xué)生的動手能力，提高繪圖質(zhì)量。但是這種繪圖方式也存在一些限制性因素，繪圖時間耗時長，且易出錯，不符合當(dāng)前社會和企業(yè)的實際需求。計算機(jī)繪圖更符合時代發(fā)展的潮流，符合當(dāng)今社會和企業(yè)的實際需求，計算機(jī)作為現(xiàn)代化的一種先進(jìn)手段，它的作用也越來越大，更符合人們的需求。手工儀器繪圖方式大大削弱，手工儀器繪圖慢慢淡化，取而代之的是采用計算機(jī)繪圖和徒手繪圖，這樣不僅可以節(jié)省繪圖時間、減少學(xué)時，還可以提高學(xué)生繪圖能力。計算機(jī)繪圖的三維實體造型能更有效地幫助學(xué)生掌握形體分析方法、訓(xùn)練學(xué)生空間構(gòu)思的能力，使學(xué)生能夠更全面地掌握計算機(jī)繪圖的內(nèi)容和技術(shù)[1]。

第三，目前的教學(xué)方法與手段不符合當(dāng)今機(jī)械制圖的教學(xué)，教學(xué)方法與手段也需要進(jìn)行創(chuàng)新，教學(xué)應(yīng)積極采用基于實體造型的多媒體技術(shù)，多媒體技術(shù)作為當(dāng)今社會不可缺少的重要手段，在教學(xué)方面也有不可忽視的重要作用，機(jī)械制圖教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維與想象力為基礎(chǔ)，借助多媒體網(wǎng)絡(luò)來學(xué)習(xí)投影理論和投影規(guī)律，從而解決工程樣圖的識讀與繪制樣圖。而在課件開發(fā)上，教師應(yīng)借助于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的等相關(guān)現(xiàn)代新技術(shù)開發(fā)更加優(yōu)秀的機(jī)械制圖課件。打破原有的教學(xué)模式，采用計算機(jī)等新技術(shù)展示抽象的空間概念，讓學(xué)生們能夠更直觀明了的觀看到立體形狀。從而完成教學(xué)中的轉(zhuǎn)換過程。大大提高學(xué)生對于機(jī)械制圖的興趣，激發(fā)學(xué)生的對課程的好奇心，積極主動的學(xué)習(xí)探索，更好地掌握相關(guān)內(nèi)容。

教學(xué)手段是教學(xué)模式的重要組成部分，教師在教學(xué)內(nèi)容的過程中，發(fā)揮著重要的作用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。學(xué)好機(jī)械制圖這門課程需要投入大量的精力，需要學(xué)生充分利用課余課下的時間了解使用教學(xué)模型，從而增加學(xué)生對機(jī)械制圖的主觀認(rèn)識，最終提高思維空間的能力和機(jī)械制圖的能力。利用計算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建的計算機(jī)模型精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富。計算機(jī)模型能夠更加精確的展現(xiàn)相貫線的變化趨勢，結(jié)合動畫效果，使圖像清晰明了的展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生們能夠更有效的掌握相關(guān)內(nèi)容。利用計算機(jī)軟件還可以教學(xué)生們進(jìn)行模型的新建與修改。在制圖教學(xué)中輸入相關(guān)參數(shù)，就能夠生成相對應(yīng)的三維實體虛擬模型。這樣不僅可以減少模型的數(shù)量，還可以很快的得到虛擬實體模型。采用這種方式，可以及時有效的補充新教學(xué)內(nèi)容的模型，快速補充，減少不必要的麻煩，提高教學(xué)效率。還能夠針對不同情況進(jìn)行具體問題具體分析，針對不同的教學(xué)對象的不同要求，進(jìn)行模型的調(diào)整，更好地滿足學(xué)生對于模型的不同要求。從而有利于減少教學(xué)的成本，做到少投入、高回報。提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠積極主動高效的完成學(xué)習(xí)任務(wù)，提高自身的學(xué)習(xí)能力。識讀機(jī)械制圖的能力十分關(guān)鍵，為了更好地提高學(xué)生的讀圖能力，使學(xué)生在機(jī)械制圖過程中能更輕松一些，增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械制圖的能力，就要多分析多了解經(jīng)典的機(jī)械圖樣。這樣可以使學(xué)生掌握更多的機(jī)械知識，拓寬視野，增加想法。由于機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖涉及范圍較廣，單靠教師講課，學(xué)生們難以吸收、不能完全消化相關(guān)知識點，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生實際操作能力較差，然而機(jī)械制圖虛擬模型庫則可以彌補這個缺點，幫助學(xué)生們化解這個難題，鼓勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)。充分體現(xiàn)出在教學(xué)觀念中學(xué)生的主體性和重要性。

第四，目前，我國機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖并沒有完全與計算機(jī)制圖相結(jié)合，機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生并不能在計算機(jī)環(huán)境下完成制圖。我國科技飛速發(fā)展，計算機(jī)的繪圖應(yīng)當(dāng)與機(jī)械制圖相結(jié)合，因此，三維造型技術(shù)將成為工業(yè)設(shè)計的必然趨勢，這為機(jī)械制圖的教學(xué)改革提供了切入點和平臺。工程設(shè)計制圖課程教學(xué)的基礎(chǔ)和核心已經(jīng)轉(zhuǎn)向?qū)嶓w造型技術(shù)，其他國家的教學(xué)體制更加完善，我國的教育部門也不斷努力，利用計算機(jī)繪制二維工程圖將在相當(dāng)一段時期內(nèi)長期存在"三維實體造型將會成為一種不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流。

四、機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖的教學(xué)改革實踐

根據(jù)機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖的特點對學(xué)生的課程進(jìn)行合理的安排，建立了以實體造型技術(shù)為核心的兩段式教學(xué)模式。

第一，學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的專業(yè)理論，教師建立虛擬模型進(jìn)行教學(xué)，容易吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵指導(dǎo)學(xué)生把看到的三維實體圖形表達(dá)成機(jī)械工程圖樣，培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)基本理論的興趣，所以在教過程中采取實體造型技術(shù)貫穿制圖基本理論教學(xué)的全過程。

第二，機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生要想畢業(yè)后能立刻進(jìn)入工作，就必須要培養(yǎng)自身的實踐操作技能，加強(qiáng)實踐能力的培養(yǎng)，能都對所學(xué)到的專業(yè)知識運用自如，運用學(xué)到的知識去解決實際問題。傳統(tǒng)的機(jī)械類專業(yè)機(jī)械制圖的實踐教學(xué)方式是采用測量和拼裝模型的方法，這樣的教學(xué)方式具有一定的局限性。一方面，這種教學(xué)方式需要準(zhǔn)備較多的模型，成本高，需要大量的資金投入。另一方面，模型的種類較少，限制了實踐性教學(xué)的內(nèi)容，使教學(xué)并不能達(dá)到令人滿意的效果。在教學(xué)過程中，利用三維軟件建立參數(shù)化三維模擬模型庫，成為機(jī)械制圖實踐性教學(xué)的素材庫，可以解決傳統(tǒng)實踐教學(xué)中所遇到的問題，同時還能利用此軟件強(qiáng)大的功能進(jìn)行虛擬裝配及動態(tài)仿真，有學(xué)生自己徒手繪圖，提高其專業(yè)能力。有利于認(rèn)知思維深化和發(fā)展構(gòu)建投影原理教學(xué)方法，通過對原機(jī)械制圖課程的剖析，基于點線面及其相互位置關(guān)系的定位、定量的投影作圖訓(xùn)練來培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。這樣有利于激發(fā)學(xué)生的觀察力、想象力以及動手能力，開闊的學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的趣味性，提高了學(xué)習(xí)效率[7]。

綜上所述，機(jī)械制圖虛擬模型庫是機(jī)械制圖教學(xué)改革中的一大重要內(nèi)容。它不僅減輕了教師的工作量還充分發(fā)揮了計算機(jī)在教學(xué)中的作用。機(jī)械制圖虛擬模型庫的建立在推動教學(xué)的改革中有重要的作用。

[1]劉麗芝.高職機(jī)械專業(yè)機(jī)械制圖教學(xué)改革研究[J].工業(yè),2016,4(7):00305-00305.

[2]胡倩.高職《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革研究[J].時代農(nóng)機(jī),2017,4(1):221-222.

[3]李志勇.高職院校機(jī)械制圖教學(xué)改革的探索與實踐[J].職業(yè),2017,4(11):45-46.

[4]陳琳.高職院校《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革的實踐與探索[J].中國市場,2015,6(11):130-131.

[5]張旭燕.高職院校機(jī)械制圖課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].時代教育,2015,6(18):95-95.

[6]李文雅,姬素云.高職院校機(jī)械制圖與AutoCAD課程整合教學(xué)改革[J].河南農(nóng)業(yè),2015,4(24):30-31.

[7]李萍,李維軍,高興軍.基于“卓越計劃”的機(jī)械制圖課程教學(xué)改革初探[J].大學(xué)教育,2016,73(7):147-148.

趙英杰（1963-），男，漢族，河北邯鄲人，本科學(xué)歷，高級工程師，碩士生導(dǎo)師，研究方向：機(jī)械設(shè)計及制造。