機械制圖教學融合機械設計的思考

唐利芹 楊銘

摘 要：在分析機械制圖教學現狀的基礎上提出機械制圖與機械設計理論教學、實踐教學相融合的思路、意義及兩者融合對課程思政的促進作用，為后期的教學實踐提供參考。

關鍵詞：機械制圖 機械設計 融合 教學

在設計機器時，需進行運動學設計、動力學計算以確定機器中主要零件的基本尺寸，然后設計裝配草圖并校核主要零件，再按定型的零件結構尺寸繪制零件工作圖和裝配圖。零件圖和裝配圖屬于機械圖樣，運動學設計、動力學計算和零件校核都屬于機械設計的流程。

由此可見，機器的機械圖樣必須通過機械設計來完成，而只有機械圖樣才能使整個機械設計過程得到完整的體現。因此，機械制圖教學融合機械設計到是機械類專業教學改革的需要，筆者就其相互融合進行了探索和思考。

1 機械制圖教學現狀

我校機械制圖教學現狀從以下幾個方面描述：

1.1 教學內容

我校目前的教學內容包括：制圖基礎知識、點線面、基本體、組合體、軸測圖、機件表達、標準件常用件、零件圖、裝配圖以及AutoCAD與之對應的內容。教學平臺為配有電腦和投影儀的多媒體教室。

2020年在疫情肆虐的情況下，機械制制圖課程開設了愛課程和學習通等網絡教學平臺。實際教學中，企業微信、中國大學MOOC、QQ群屏幕共享、騰訊會議等平臺都有應用。

1.2 存在問題

機械制圖與AutoCAD兩者配合可以按照國標正確地設置CAD圖樣，繪制形體的多面正投影圖和三維模型，利用多視口也可以實現不同角度看到形體的不同投影視圖。單從機械制圖一門課的教學看沒有問題。在經歷了機械制圖、機械設計基礎、機械設計課程設計的教學階段、指導學生畢業設計后，就發現機械制圖教學存在下列問題：

（1）機械制圖教材中的例題、習題集中的習題與機械設計、畢業設計沒有關聯。學完機械制圖學生再去看機械設計中的機構原理圖時依然要從零開始看圖。

（2）多數學生在畢業設計時完成了三維建模，在由三維生成二維工程圖時，對機件表達方法應用不熟練，教師為解決此類問題需花費大量時間。

（3）在進行課程設計和畢業設計時，學生用AutoCAD完成零件圖、裝配圖耗時太多。

2 機械制圖教學融合機械設計的思路

1992年AutoCAD2.6版本在DOS操作系統中走入校園。2000年，國家要求所有國有企業出圖必須用AutoCAD。二十年過去，AutoCAD已不能滿足企業高速發展的需求，大量企業出圖已經改用SW、NX、ProE、Inventor等3D軟件。機械制圖教學必須與時俱進，改進思路如下：

2.1 將機械設計融入機械制圖理論教學

在講制圖基礎知識中的平面圖形時，首先播放機構的運動視頻再講圖1至圖3中的推桿、凸輪、槽輪的特征視圖。可以用尺規、AutoCAD、SW或NX等繪制其平面圖形并對比三者的不同特點。上述零件在三維建模時只需要一次拉伸命令即可完成，由此引入柱體的概念，即只要能用一次拉伸命令完成建模的幾何體稱為柱體。柱體的側面可以是平面與曲面的組合，柱體概念有助于加快建模速度。圖1至圖4中手柄和支架可以配合組合體和機件表達方法的教學，三維模型和二維視圖的對應，有利于學生熟練掌握機件表達方法。圖4所示的輸入軸部件可以配合標準件常用件的教學。圖5和圖6中包含軸套類、盤蓋類、箱體類等非標零件和螺柱、軸承、螺母等標準件，這些零件運轉和建成爆炸圖過程視頻對零件圖、裝配圖教學大有益處。將機械設計融入機械制圖教學，用可運動的機構部件配合制圖教學，而不是用單獨一個幾何模型完成制圖教學，有助于激發學生學習機械制圖的興趣。同時選擇常用機械設計機構作為機械制圖教材中的例題和習題集中的習題，為機械設計和畢業設計打下更扎實的基礎。

2.2 機械制圖與機械設計的實踐教學相配合

大一機械制圖的課程設計是產品測繪，是在理解實物產品工作原理的基礎上，對實物進行拆裝，再對所有零件用3D軟件建模、裝配并完成產品的總裝圖、部件裝配圖及所有非標準零件的零件圖，解決了AutoCAD繪制零件圖和裝配圖耗時多的問題。以圖5和圖6為例，同一班級的學生以4-6人為一組，不同組別完成不同產品的測繪。同一組同學任務按零件序號、測繪說明書分工到人，責任和成績落實到人。

大三機械設計的課程設計可以在大一測繪的基礎上根據輸出件的工作要求設計滿足要求的對應產品。比如大一測繪了二級齒輪傳動減速器，大三時根據輸出的功率要求完成電機選擇，各零件設計計算，根據設計結構修改并完成大一的測繪任務。將機械制圖與機械設計的實踐教學環節前后貫通，使學生在各個實踐教學環節中能夠把握重點，充分理解測繪和設計的區別。

2.3 二者融合促進課程思政的滲透

課程思政是以構建全員、全程、全課程育人格局形式，將課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，把“立德樹人”作為教育的根本任務的一種綜合教育理論。2016年12月在全國高校思想政治工作會議上習主席強調要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，激勵教師用好課堂教學這個主渠道，促進學生知識、能力和育人“三位一體”課程教學目標的實現。

機械制圖與機械設計的融合，更能夠促進課程思政的滲透。在理論教學中，指導學生一絲不茍地設計、計算和繪圖，培養其責任感和使命感;要求學生遵循國家標準，增強其遵紀守法意識;訓練學生讀圖，提高其辯證思維能力。在實踐環節中，安排學生分工合作，有利于團隊合作和陳述能力的培養。在設計產品時，激發學生對產品精雕細琢、精益求精、追求完美、追求卓越的工匠精神，培養學生用戶至上的服務意識[4]。

3 結語

機械制圖教學與機械設計的有機融合是切實可行的。既能突破傳統機械制圖教學的不足，又能實現機械制圖與機械工程等相關課程的銜接與整體優化，能夠促使機械制圖課程教學理念和教學方法發生深刻的變革，推進機械制圖課程教學改革和教材建設。

項目名稱：本論文受江蘇省青蘭工程優秀教學團隊、國家一流專業建設點、校級重點專業建設和江蘇省高等教育教改項目（2019JSJG554）資助。

參考文獻：

[1]李鐵，孫俊鴿.現代機械設計方法研究及其創新[J].中國設備工程，2019（06）：124-125.

[2]趙倩，胡林嵐，仲太生.“機械設計基礎課程設計”課程思政實踐探究[J].科教文匯，2020.03.032：72：74.

[3]朱明松，朱德浩.培養工匠精神背景下的專業課程教學設計與實踐[J].理論研究（電子版），2019（09）：39.

[4]金瀏河，高哲.對“課程思政”的幾點思辨[J].現代職業教育，2017（18）.

[5]高成慧，付正飛.“機械制圖”課程育人資源的設計與開發[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2019（8）：58-60.