基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《機械制圖與零件測繪》課程教學(xué)改革分析

劉潔 盧秋霞 謝立秋

【摘? 要】論文對《機械制圖與零件測繪》課程開展教學(xué)改革進(jìn)行研究，從而創(chuàng)建四位一體的教學(xué)內(nèi)容。機械制圖測繪的完整過程可以讓物到圖再回歸物，形成閉環(huán)控制，提高學(xué)生的業(yè)務(wù)水平，培養(yǎng)應(yīng)用型人才以滿足社會發(fā)展的實際需要。

【Abstract】This paper studies the teaching reform of the "mechanical drawing and parts surveying and mapping" course， so as to create a four in one teaching content. The whole process of mechanical drawing and surveying can turn things into figures and then return things， form closed-loop control， improve students' professional level， and train applied talents to meet the actual needs of social development.

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型人才;《機械制圖與零件測繪》;教學(xué)改革

【Keywords】applied talents; "mechanical drawing and parts surveying and mapping"; teaching reform

【中圖分類號】G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）02-0135-02

1 引言

機械制圖測繪非常注重實踐操作，其想達(dá)到的教學(xué)效果即復(fù)習(xí)所學(xué)的機械制圖理論和相關(guān)知識，有效提升繪圖與讀圖水平，培養(yǎng)學(xué)生靈活使用學(xué)過的理論解決具體問題與及時創(chuàng)新的能力，這樣才有利于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。機械制圖測繪在多個領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2 問題的提出

制圖測繪課程在我國從出現(xiàn)到今天已有三十年的歷史，然而目前已經(jīng)有的制圖測繪教學(xué)還是沿用了過去傳統(tǒng)的教學(xué)手段。首先掌握測繪模型的原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，正確拆裝測繪模型，選擇適當(dāng)?shù)臏y量設(shè)備，徒手繪制草圖，最后應(yīng)用尺規(guī)繪制工程圖樣。一直以來都是按照上面的步驟進(jìn)行該課程的教學(xué)。但是當(dāng)前信息數(shù)字化技術(shù)進(jìn)步飛快，機械領(lǐng)域的設(shè)計與制造都有巨大的發(fā)展。企業(yè)迫切需要人才，對崗位人員的業(yè)務(wù)水平提出了更高的要求。高校是向社會輸送人才的陣地，因此，一定要與時俱進(jìn)、積極探討如何創(chuàng)新教學(xué)模式，防止和社會現(xiàn)實需求脫節(jié)的問題發(fā)生，從而培養(yǎng)社會真正需要的應(yīng)用型人才。過去的《機械制圖與零件測繪》課程讓學(xué)生使用尺規(guī)繪圖，但隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，近年來已經(jīng)不再需要圖板，而是通過計算機輔助繪圖與設(shè)計。同時，計算機二維繪圖與三維建模已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用[1]。因為上述傳統(tǒng)的制圖測繪教學(xué)存在缺陷，本文研究了四位一體的教學(xué)改革方法，希望使得專業(yè)課程對接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，向社會輸送真正需要的制圖測繪人才。

3 教學(xué)改革創(chuàng)新的對策

3.1 加強徒手繪制草圖能力訓(xùn)練

徒手繪制草圖可以很快完成，而且沒有地點的局限，優(yōu)勢明顯。往往通過一支筆與一張紙就能展現(xiàn)完整的設(shè)計構(gòu)想。繪制草圖時，繪圖人員忽略繪圖工具的影響，將思維集中于零件的結(jié)構(gòu)分析、圖形的表達(dá)方法研究中。所以通過訓(xùn)練徒手繪制草圖，能夠讓學(xué)生更好地認(rèn)知方向與空間，加快提高空間轉(zhuǎn)換思維能力。其廣泛用在操作中，如有時加工零件的任務(wù)緊迫、時間緊張，來不及繪制出完整的工程圖，就能用草圖進(jìn)行表達(dá)。技術(shù)人員實地調(diào)研時，忽然來了靈感，也可以用草圖快速記錄下來。技術(shù)交流時，也經(jīng)常利用草圖表達(dá)所思所想。另外，徒手繪圖充滿著發(fā)現(xiàn)精神，結(jié)合了視覺上的思維、想象能力與表達(dá)圖形的水平。徒手繪圖時，要充分調(diào)動思維能力，從而培養(yǎng)抽象思維、設(shè)計分析與創(chuàng)新能力。制圖測繪作為徒手草圖的進(jìn)化，可以在課堂上適當(dāng)加入徒手草圖的訓(xùn)練內(nèi)容。學(xué)生剛開始接觸徒手繪制草圖時經(jīng)驗不夠，不能準(zhǔn)確目測估算線段長度與角度等[2]。所以，學(xué)生可以先在有著方格的草紙上徒手練習(xí)繪制草圖，熟悉了之后再慢慢拋棄方格紙，變成完全的徒手繪制草圖。

3.2 計算機二維繪圖代替尺規(guī)繪圖

長期以來，傳統(tǒng)的制圖測繪都需要用到普通的尺規(guī)工具。經(jīng)過很長時間的教學(xué)實踐可以看出，測繪制圖時學(xué)生使用尺規(guī)作圖的時間占到一整堂課時間的50%左右，但是盡管如此，尺規(guī)作圖仍未達(dá)到最初設(shè)定的教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)。

第一，尺規(guī)繪圖在現(xiàn)實操作中早已完全被計算機繪圖替代，學(xué)生發(fā)自內(nèi)心排斥尺規(guī)這個工具，不能端正學(xué)習(xí)態(tài)度。但由于教師或課程考核有具體的要求，學(xué)生只能草草敷衍，部分學(xué)生還會把其他人已經(jīng)完成的圖直接拿來“依葫蘆畫瓢”，完全照搬抄襲。所以即便畫完了圖，也不明白為何如此畫圖，想要表達(dá)什么。

第二，大部分學(xué)生對于尺規(guī)作圖不熟悉，作圖速度有待提升，部分學(xué)生設(shè)定的繪圖比例不合適或視圖布局不科學(xué)導(dǎo)致圖形超出圖幅范圍進(jìn)而需要重新繪制，浪費了精力與時間。作圖時由于受到眾多因素的干擾，很多學(xué)生往往是不停修改、不停擦除，破壞了圖面的整潔度，不利于加快課程的學(xué)習(xí)進(jìn)度。

第三，學(xué)生用尺規(guī)繪圖時，太過重視線條是否均勻以及圖面是否整潔，卻不關(guān)注綜合運用零件設(shè)計、工藝結(jié)構(gòu)與尺寸方面。CAD技術(shù)被使用于機械工程設(shè)計領(lǐng)域，基本作用就是輔助繪圖，現(xiàn)在通過計算機輔助繪圖開始變成常規(guī)操作。改進(jìn)之后的繪圖與編輯功能使繪圖更加便捷，學(xué)生無須再考慮線條的質(zhì)量高低或圖面的整潔與否，可以有更多精力關(guān)注與思考測繪圖形本身。

3.3 應(yīng)用三維建模技術(shù)

對高職院校的學(xué)生而言，經(jīng)常容易沒有信心，依賴情緒嚴(yán)重。在《機械制圖與零件測繪》課程教學(xué)過程中，總是不滿意自己繪制的工程圖，一味地等待教師提出修改意見。如果使學(xué)生通過某種方法能多方位地自主檢查工程圖樣的視圖錯誤，不但可以使學(xué)生從中體會到自我發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的樂趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，更能夠增加其學(xué)習(xí)的信心[3]。三維建模能夠解決這個問題，先按照繪制的工程圖三維建模，接著對比計算機里的三維模型和測繪零件，檢查修改后，導(dǎo)出工程圖，對比是否一致。在這個過程中反復(fù)比較與思考，能夠糾正在之前具體操作時的視圖表達(dá)等錯誤。全方位自我檢查繪制圖是否正確，可以確保學(xué)生繪制的工程圖樣可以形象地表達(dá)出測繪的零件，有效提高學(xué)生的讀圖能力、繪圖能力與三模建模能力，等等。此外，還可以考慮三維虛擬裝配，深入掌握不同零部件之間裝配的方法。當(dāng)學(xué)生感受到由三維模型導(dǎo)出工程圖帶來的便捷，便會疏于對三維到二維的視圖表達(dá)的思考。久而久之，學(xué)生讀圖與繪圖水平就會下降，學(xué)生需要大量依賴三維建模導(dǎo)出的工程圖樣，否則便無法繪制工程圖樣。機械制造領(lǐng)域當(dāng)中，如果企業(yè)要求在生產(chǎn)藍(lán)圖的右下角添加三維圖，其意圖在于幫助想象實體的形狀和結(jié)構(gòu)，用于指導(dǎo)生產(chǎn)的藍(lán)圖通常是二維工程圖樣。二維工程圖樣不僅在表達(dá)上比三維更加清晰和精準(zhǔn)，還可以滿足標(biāo)注尺寸、尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度等技術(shù)要求。

3.4 引入3D打印技術(shù)

在《機械制圖與零件測繪》課程中，學(xué)生的最終成果是圖樣，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。按照學(xué)生繪制的圖紙生產(chǎn)加工，不確定能不能制作出合格的零部件。但這卻是工程具體操作時最看重的問題。3D打印技術(shù)具有能夠完美仿真、速度快、價格低的優(yōu)勢，能夠有效改進(jìn)制造業(yè)生產(chǎn)模式。在《機械制圖與零件測繪》課程中引入3D打印技術(shù)，利用3D打印機打印出零件模型，讓學(xué)生動手組裝，檢驗了學(xué)生的測繪成果[4]。因為學(xué)生工作經(jīng)驗不足，有些細(xì)節(jié)的處理并不到位。組裝模型時容易因為需要配合間隙出現(xiàn)孔位錯開等問題，或者最終組裝好之后卻不能發(fā)揮作用。工程具體操作時總是發(fā)生各種狀況，引入3D打印技術(shù)能夠讓學(xué)生思考如何解決現(xiàn)實問題，一步步改進(jìn)自己的測繪成果。

4 結(jié)語

結(jié)合現(xiàn)實情況，對于《機械制圖與零件測繪》課程進(jìn)行四位一體的教學(xué)改革實踐，拋開尺規(guī)，強化徒手與三維建模等能力。該教學(xué)改革措施提高了學(xué)生讀圖能力與繪圖水平，同時，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)與解決問題的能力。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王淑俠，張茜，蔡旭鵬.制圖測繪課程的多元化實踐教學(xué)改革研究三維[J].圖學(xué)學(xué)報，2017（3）：454.

【2】楊莉，郝育新，王建華.工程制圖測繪教學(xué)模式的研究與實踐[J].圖學(xué)學(xué)報，2013，34（1）：116-119.

【3】張燁，金君鑫.CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中的發(fā)展與應(yīng)用[J].工業(yè)設(shè)計，2018（9）：161-167.

【4】王淑俠，荊曉珂，高滿屯.面向三維輔助設(shè)計軟件Solid Works的學(xué)生作業(yè)防拷貝檢測系統(tǒng)開發(fā)[J].圖學(xué)學(xué)報，2017（4）：603-609.