基于企業需求和工程實踐能力的機械制圖教學方法研究

李瀟

摘要： 本文以某大型機械企業用人需求為依據，對應用型本科機械制圖課程的教學方法重新進行研究和調整，提出了與時俱進、以賽促教、工程實訓和差異化任務的教學方法。

Abstract： Based on the employment needs of a large machinery enterprise， this paper re studies and adjusts the teaching methods of applied undergraduate mechanical drawing course， and puts forward the teaching methods of keeping pace with the times， promoting teaching by competition， engineering practical training and differentiated tasks.

關鍵詞： 機械制圖;企業反饋;教學方法

Key words： mechanical drawing;enterprise feedback;teaching method

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）20-0252-02

0? 引言

隨著各種高新技術的發展，機械設計和制造的模式發生了深刻的變革，社會對機械類人才的需求發生了重大變化，對人才培養提出了新的更高的要求。對應用型本科人才來說，除了具備相應的專業能力，還要有各種技術軟件的應用能力和較強的工程實踐能力。

為了真正貫徹應用型本科教學的培養目標，精準提高學生的專業技術水平和就業競爭力，并打造屬于本專業的特色教學，我們結合機械企業對機械類畢業生的需求，聽取了他們對機械制圖課程的一些意見后認為現階段的機械制圖的教學必須要轉換思路，要與時俱進，要開拓新的教學領域和“場地”，結合校內工程實訓，以全國成圖大賽的主旨為導向，才能真正實現我們教學的目標。

在多數高校的機械專業中，“機械制圖”課程通常為純基礎理論課程，但實際上該課程和專業課 “公差與配合”“機械制造技術”等專業課聯系非常緊密[1]。這種緊密的聯系無論就的學生階段的全國大賽還是今后的工作中都有體現。

1? 機械企業現階段的設計方法

1.1 制圖工具的演變

機械圖樣是對機械設計成果的表達，按制圖工具的不同，機械企業的設計成果表達方法經歷了手工制圖到二維CAD制圖再到三維CAD建模的演變過程。

以中國最大的專業叉車研發制造集團之一——杭叉集團的發展為例，該公司1956年成立為杭州通用機器制造廠，1974年試制叉車，2000年企業改制，成立杭州叉車有限公司。在1967年到2000年該企業設計方式還是手工制圖，1998到2000年之間由手工制圖過度到計算機繪圖，2000年到2009年用二維CAD制圖，2009年至今是用三維CAD建模然后用二維CAD出圖。

1.2 設計思維的改變

作圖工具的改變帶來設計思維的改變。還是以杭叉集團為例，該公司的叉車設計，都是由三維設計完成，然后從三維軟件里導出二維工程圖紙。設計師或者制圖人員無需專門繪制二維工程圖，而是直接繪制產品的三維模型，然后自動生成二維工程圖。

對于子系統圖紙，也是先進行三維設計，再導出二維圖紙。零部件上的相貫線等，都由三維CAD軟件導出時生成。如果典型以三維數據表達為主的沖壓零部件，二維圖紙僅標注部分尺寸?，F在的機械企業的設計大多數都是遵循自頂向下、先整體再局部的設計步驟，相應的制圖過程就是先三維再二維。

1.3 制圖教學的內容調整

機械制圖的教學一般都安排在大學一年級階段，主要教授的內容是尺規繪圖與AutoCAD繪圖，在起步階段與社會發展有脫節。

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，但考慮到生產力高速發展的企業需求，這樣的教學已經遠遠不能滿足企業高速出圖的需要。[2]

所以機械制圖的教學很有必要將三維軟件的應用引入到課堂中來。

2? 企業用人需求的反饋意見

2020年10月，在浙江科技學院舉辦的一次工程圖學會議中，杭叉集團技術中心的副總工程師匡灝針對新入職的畢業生存在的制圖問題提出了很多具有代表性的意見，他認為最主要的問題并不是軟件應用問題，而是基本功不扎實的問題，并對這些問題出現的原因也進行了探討，值得我們重視和思考。

制圖是一門技術語言，全國上下遵循的是同一個規范，表達的是工程師的設計思想。如果語言不統一，就會造成信息混亂，給企業帶來各種麻煩。

基本功不扎實引起的主要問題有：視圖表達不當，出圖順序不當，標注的問題很多，圖紙和比例選擇不當，不會適當用簡圖表達，對制圖沒有標準化的概念等。

畢業生出現上述問題總結的原因有：學生對制圖課程的興趣不夠;在學校里工程圖樣的繪圖練習不夠;學習的側重點與企業實際應用有偏差。因為平面作圖的練習太少，所以理解視圖、標注等設計意圖的能力較差，不容易意識到自己圖面上的問題。因此，期望高校的制圖課程能夠提升學生的學習興趣，增加工程圖樣繪圖訓練，適當調整教學的重心，增加與企業的互動。

這些不是靠一門課程就能夠解決的問題，希望高校的制圖課程能夠提高學生的信心，引起學生對機械設計的興趣，同時結合材料與熱處理、互換性、CAD等課程，全面提高學生的設計和制圖能力。也希望在課程設計階段，能夠引導學生從整體到局部，從三維到二維，多做一些切合生產實際的制圖練習。企業的培訓能力有限，需要畢業學生能夠盡快上手，所以學校制圖課程的教學環節必須做一些與時俱進的調整。

3? 教學思想和方法的更新

3.1 教學內容與時俱進

制圖課程的內容一定要保持與時俱進，與此同時，基本功的知識也不能丟。這就涉及到時間分配和教學平衡的問題。其最終目標是學生既能掌握好各類先進的制圖軟件，可以作為進入很多企業的敲門磚，又能具備扎實的制圖和識圖基本功，進入企業后各項工作能盡快上手，從而站穩腳跟，獲得長足的發展。

我們學校已經開展了三維軟件與制圖并行教學的嘗試。在總課時不變的情況下，教師做好每個階段的學習規劃，利用線上資源和寒暑假時間，讓學生在學習制圖課程時，同步進行三維制圖軟件的學習。

SW（即SolidWorks三維制圖軟件）與制圖并行教學更容易激發學生學習制圖的積極性;有助于學生理解組合體形體分析法和零件圖中的一組圖形、尺寸標注、技術要求、材料等內容;學生可以更好地掌握裝配圖中零件的拆裝順序、裝配體的工作原理等。[2]

3.2 教學導向以賽促學

在機械制圖的教學導向方面，教育部和中國圖學學會一直是走在最前沿的。 “高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽就是圖學類課程最高級別的國家級賽事，2018年被中國高等教育學會列入全國普通高校學科競賽排行榜。[3]到現在已成功舉辦14屆，得到了許多領軍人物的鼎力支持和眾多高校的普遍重視。

該大賽的目的在于引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新設計意識、綜合設計能力與團隊協作精神;加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，掌握扎實的基礎知識和建立較強的空間想象力，提高學生的工程制圖能力，培養圖學思維素質;吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才脫穎而出創造條件。[4]我院機制專業已經歷過7屆高教杯全國成圖大賽，均取得不俗的成績，每年有半數以上的學生獲獎，本人作為指導老師，也獲得過兩次國家級的優秀指導教師獎。我們將繼續以成圖大賽為導向，緊跟機械制圖的技術前沿不落伍。

3.3 注重工程實踐

在教學過程中，我們會發現學生對各種標準件的畫法和標注細節總是記不牢，而實際工作中標準件的應用是非常普遍的;還有零件表面結構代號和尺寸公差，學生感覺也很抽象，其實這些知識點在實際生產中非常具體，直接關系到產品的質量和生產。比如，機械裝備裝配質量與零件公差設計有關，公差信息必須在設計中通盤考慮，裝配精度如由零件加工精度直接保障，會給零件加工帶來障礙。如何通過公差優化提高機械產品裝配精度非常關鍵。[5]

所以機械專業的工程實訓是非常好的一個學習環節，它可以讓學生的認知具象化，圖紙上的標注和符號通過工程實訓，變成看得見摸得著的實物表面和實物的裝配關系。針對我校機械類本科人才培養的目標定位，以培養應用型人才為指導思想，以加強工程實踐能力為中心，要求學生在掌握基本專業理論知識的前提下，著重專業技能的培養，并注意各教學環節之間的聯系和相互影響，把工程實踐能力培養融入各個實踐教學環節之中。

3.4 實行差異化教學

所有當過多年教師的人都有一個體會，雖然學生都坐在同一個教室，學同一門課程，但每個學生的學習習慣和接受能力都是不一樣的。對于機械制圖這門課程來說，每個學習階段，每個知識點，學生都有不同的表現。比如學習投影原理時，有的學生表現出很強的空間想象能力，復雜的空間形體也很快能想象出來，而有的學生在空間想象這方面卻是短板，需要教師從簡單到復雜耐心地引導，慢慢地訓練。再比如學習AutoCAD二維繪圖時，學生的學習進度也完全不一樣。所以教師需要根據不同學生的接受能力和學習情況，采取差異化教學。差異化教學就是要點亮學生學習的熱情，培養他們的自信，目的是讓所有同學都到達他們能到達的最高的目標，釋放每位同學的最大的學習潛力，追求在制圖這個技能上所能達到的極致。

4? 總結

機械制圖的教學以企業需求為導向，以專業競賽為推動力，結合我校學生的實際情況和基礎水平，采用差異化的教學方法，注重工程實訓，從以上幾個方面入手，一定能大大提高教學水平，培養出適應社會技術和企業發展的畢業生。具體內容有以下幾個方面：①在原有教學體系的基礎上，盡早引入計算機三維制圖，教師自己設計一些簡單的項目引導學生進行繪圖軟件學習。②注重工程實訓。

③將“高教杯”成圖大賽作為另一個著力點，以賽促教，以賽促學，以賽促改。④對學生進行差異化教學，發揮學生潛力，培養更優秀的人才。

參考文獻：

[1]丁曉紅，李郝林，錢煒.基于成果導向的機械工程創新人才培養模式[J].高等工程教育研究，2017（1）：119-122，144.

[2]唐利芹，鄭璐愷.機械制圖與SW并行教學探索與實踐[J].中國設備工程，2021（08）：220-221.

[3]全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽官網：http：//www.chengtudasai.com/.

[4]張瓊，牛海俠.應用型本科高校先進成圖大賽在“機械制圖”中的應用[J].機電教育創新，2021（07）：183-185.

[5]嚴冬青.試論機械設計與機械制造中的公差配合[J].中國設備工程，2021（07）：157-158.