零部件測繪與CAD成圖技術在中職機電教學中的應用

摘?要：本文結合機電專業教學實踐，以提升中等職業學校機電專業課程教學舉措和中職學校學生機械類專業技能的角度出發，以零部件測繪及CAD成圖技術為依托，就零部件測繪及CAD成圖技術對機電教學的積極影響展開論述，旨在提高和引導機電專業教育教學水平的提升。

關鍵詞：機電專業;零部件測繪與CAD成圖技術;理實一體化

機電專業課程中《機械制圖》的學習，要求學生具有較強的空間想象能力以及嚴謹的邏輯分析能力，同時要求學生具備較強的讀圖和識圖的能力，才能初步具備實踐繪圖的能力。對于廣大中職生而言，學習起來具有一定的難度，實踐應用性往往較差，但這門課又是我們機電專業的一門基礎性必修課，為后續機電專業其他課程的學習具有引導性。

1?機電專業制圖課程的教學現狀解析

1.1?機電專業課程學習內容和課程教學體系不太協調

根據制圖的國家標準和要求，知識點內容較多，標準條件的約束較多，包括三視圖的投影原理、三視圖畫法的相關規定，到空間視圖想象能力的培養，都需要學生通過大量的視圖練習，培養相應的空間想象能力，也需要數學上的立體幾何知識來輔助引導。而我們教學的對象是廣大的中職生，他們的學習基礎較為薄弱，空間想象能力不達標，所以想讓學生們短時間內，就能夠熟記相關的制圖知識點，并靈活應用，難度較大。學習機械制圖的相關理論和知識點，更要對繪圖進行大量的理論性的運用，才能讓學生達到相應的學習難度要求。但是，在實際的教學過程中，都是依照機械制圖的基本知識內容，相應的識圖和繪圖，按順序進行內容教學，兩大教學內容之間缺少相互的聯系性，理論聯系實際的作用性不強，沒有實際機械設計中的工程性應用，使兩者變成了相互獨立的單元。現代制造領域中，隨著計算機輔助設計的大量應用，在很大程度上，能否掌握計算機繪圖的技術，變成了機械設計能力的主要體現方式。但如果只是單獨進行計算機繪圖內容的學習，編制單獨的課程，又使得學習內容和機械制圖的教學環節相脫離，學生雖然學會了相關的計算機繪圖命令，但學習結束后，又只是簡單地掌握繪圖軟件的應用。從而造成了學生過于看重現代化繪圖手段，而忽視了傳統機械制圖教學的方法，造成學生教學內容學習不夠扎實、應用標準不夠規范和實際應用不理想的局面。

1.2?中職生缺乏制圖學習興趣，繪圖課程不能理論聯系實踐

對于大多數學生而言，興趣是他們最好的老師。然而《機械制圖》教學的內容知識點較為枯燥，難以理解，導致大部分的學生學習興趣不高。隨著計算機繪圖技術的快速發展和現代化多媒體技術的應用越來越豐富，教師運用在實際教學環節中，可以更為方便和直觀的將較為抽象的知識原理，通過多媒體的形式展現出來，極大地改善了課堂教學的呈現形式，使教學內容變得生

動形象。但也存在學生過度使用信息技術，或者是過多著迷于原理知識的學習而忽視了實際繪圖的訓練，還有的老師也存在過分依賴計算機技術的應用和演示，而忽視基本制圖標準的繪制、演示以及繪圖流程的設計安排，分析具體情況的應用等。總之，只是提高了部分學生的學習熱情和參與度，并沒有真正學生學會動腦思考和動手實際訓練的能力。甚至還存在學生在課堂上，所學的機械制圖理論知識和實際繪圖相脫節的情況，在期末考查中，也是比較偏重理論知識的測驗與考核，缺少實際動手能力的考核形式，呈現出教學環節設置的不合理性。

2?零部件測繪與CAD成圖技術

集《機械制圖》《極限配合與技術測量》和《機械基礎》等于一體的工程制圖技術，它主要考驗機械工程師的機械專業知識的應用能力。在實際的生產中，設計出標準加工圖紙的工程師是每項工程的奠基者，在實際生產線中我們稱之為龍頭，因此零部件測繪與CAD成圖技術是多數機械工程師樂于挑戰的一門技術，工程師們非常享受設計所帶來的挑戰和樂趣。同樣，零部件測繪與CAD成圖技術在職業院校的機械專業所開設的專業基礎課程體系中應用也較為廣泛，為今后學生走上崗位實踐奠定了扎實的專業基礎。

2.1?零部件測繪與CAD成圖技術實施的背景

機械行業一直是國家經濟的重要組成部分，對促進經濟發展有著很大的推動作用。2017年國務院辦公廳頒發了《關于深化產教融合的若干意見》的文件，文件明確提出深化教學體制改革，大力支持和引導企業參與職業學校和高等教育教學改革，以多種形式參與學校的專業課程建設，共同編制教材使用，對教學設計和課程設置環節進行聯合開發與應用，加強實習和實訓階段的深度融合，將企業的人才培養計劃納入學校的課程教學中。推行面向企業真實工作環境的任務式培養模式，中等職業學校新設專業原則上應有相關行業企業共同參與。這一意見的頒布推進了校企合作模式，使企業需求與學校培養目標實現了無縫對接。同時隨著國家供給側改革，《中國制造2025》的發布，以及“工匠精神”的呼吁，企業對于機械類就業學生的基本技能要求也越來越高。

零部件測繪與CAD成圖技術是包含零部件測量、質量檢測技術、零部件CAD識圖與繪圖等多項技術的綜合性項目，它涵蓋了職業院校機械類專業的機械識圖、機械制圖、零件測量與質量控制技術、CAD識圖與繪圖等專業技術基礎課程。這一綜合性項目的推廣對于《中國制造2025》提出的“強基工程”具有非常重要的意義。

2.2?零部件測繪與CAD成圖技術的意義

零部件測繪與CAD成圖技術是對實際零件的尺寸進行測量，依據國家標準的要求從而繪制出可生產加工的零件圖紙的技術。它是修復和替換機器設備上已損壞零部件的必要舉措，是工程技術人員必須掌握的技能之一，同時也是機械專業學生在學習中進行理論和實操相結合的重要過程。

2.3?零部件測繪與CAD成圖技術的教學目的

零部件測繪與CAD成圖技術是機械制圖課中的重要實踐部分，測繪與CAD成圖在教學中不但可以培養學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力，還可以培養學生專業知識評估與總結，鞏固、強化和擴展所學知識技能的應用能力，同時也可以為下一步的學習及后續的相關課程做一個良好的鋪墊。

零部件測繪與CAD成圖有利于調動學生學習的積極性和提高學生的學習興趣。因此，我們不可以將它簡單地看作是檢查學生專業水平的措施，尤其在教學安排中更不可以對它刪減和忽視。

2.4?零部件測繪與CAD成圖技術的教學效益

首先，學生的學習興趣和解決實際問題的能力得到顯著的提高，為將來從事技術崗位工作打下了牢固的專業基礎，有益于學生的崗位提升和具備臨時調崗的工作能力，也可以一定程度地提升與加強教師在教學及實踐過程中的自身技術應用能力。再者可以實現教學模式改革，教師充分利用現代信息技術進行教學和實訓，可以開展包括探究性學習、翻轉課堂和沉浸式學習等教學模式改革的探索，從而為教師調整教學策略提供依據。

3?以零部件測繪及CAD成圖技術為手段，促進機電專業教學

零部件測繪及CAD成圖技術主要訓練項目為對實際零部件進行現場測繪、手工繪圖草圖、CAD畫圖、三維建立模型、機電產品裝配與應用、零件產品質量控制、小組團隊合作培養、職業技能素質培養等一系列的能力進行全面和系統的訓練，將課堂制圖的基本理論知識和實踐動手繪圖完美地結合在一起，對于促進項目教學具有非常好的應用性，學生通過零部件測繪與CAD成圖技術的實戰訓練，能夠很好地完成課程知識體系的理解，將復制的空間圖形進行具體化、形象化的設計，從而對制圖教學起到促進的作用，那么零部件測繪及CAD成圖技術對機電專業教學在哪些方面具有促進作用呢？

3.1?促進制圖標準化和規范化

機械制圖圖樣被稱為工程師的交流語言，而機械制圖的標準是整個通用語言中的結構和格式，機械制圖的國家標準在工程界具有無可取代的地位和作用。可是在我們的日常實際教學中，對于標準的理論介紹是中職生學習標準的主要方式，但是對于國家標準的實際運用的準確性并不十分理想，教學中出現了許多學生在視圖和繪圖中，對于繪圖標準印象不深、記憶不牢的現象，理論與實踐嚴重脫節。例如，運用典型機械齒輪軸的測繪應用，學生首先在設計時，需要參閱工具手冊來完成齒輪齒數和模數的數值計算，輪齒的精度等級也要確定。在實際測量時，要求學生能夠規范使用游標卡尺、螺旋測微儀等測量工具，正確完成讀數并記錄下來。在草圖繪制過程中，能夠快速規范地在圖紙上進行徒手繪制，要求圖樣清晰準確。在運用計算機軟件繪制三維視圖和平面圖形，對于圖幅、圖框、線型和比例等條件進行合理的調用，對于公差和標注等技術要求，也要做到規范操作。零件測繪的過程，其本身就是對繪圖標準的學習與運用，能夠更好地通過形象化和標準化的應用方式，讓學生對相應的知識點融會貫通。

3.2?促進學生的學習興趣

機電專業的課程和知識點不但有些枯燥，而且還不易運用好其所學習過的知識，去處理具體的圖紙信息，對于圖紙的理解較為短淺。面對這種情況，我們利用零部件測繪與CAD成圖技術，巧妙地創設情境，就可以讓學生對于圖紙理解更為清晰和到位，首先以簡單的小零件為切入口，引導學生展開空間想象力，進行三維視圖的邏輯分析。這里我們以一個圓柱體為例，通過圓柱體的實際測繪就可以按順序完成它的三維視圖，然后再通過三維視圖直接生成二維平面圖，極大地簡化了我們的繪圖過程，多視角的視圖方向，方便形成多樣化的視圖，這樣就可以培養和提高學生學習的興趣，提高學生的自主學習能力。

3.3?促進理實一體化教學

在實際教學中，將實體零件齒輪泵作為實例，在實際教學中引導學生對于整個零部件進行分析，將齒輪泵分解為主動齒輪軸、從動齒輪軸、泵體、泵蓋、螺栓、彈簧、墊片、油塞等零件，利用這些分拆的零件作為研究對象，來實施教學過程。以繪制齒輪泵主動齒輪軸為例，對于零件，我們先進行具體的零件分析，然后展開實際的測量工作，組織學生動手繪制零件草圖后，再用計算機繪圖軟件繪制二維平面圖紙，進而繪制主動齒輪軸的三維視圖，最終完成整個齒輪泵的所有零件繪制，并進行零件的裝配圖繪制，提升機電專業的教學水平。

4?零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室的建設

4.1?現狀分析

縱觀各職業院校的零部件測繪與CAD成圖技術教學與實訓，主要有以下幾點教學現狀：

4.1.1?學校實訓場地分散

機械制圖理論、繪圖實踐、CAD識圖及測繪實訓等課程的實訓場地是分開的，這就造成了理論與實踐分離，缺乏專門化的一體化測量教室;此外，這些場地的檢測要素不全，作為賽場使用時不規范。因而對職業院校來說，缺乏專用實訓與競賽的場所。

4.1.2?實訓設備綜合性缺乏

很多職業院校沒有專門的零部件理實一體化測繪桌，都是將手工繪圖和計算機繪圖分開的，理論與實踐教學也是相分離的。而且，實訓設備也難以兼容教學、實訓與競賽等多項功能。

4.1.3?學生專業綜合能力不強

職業院校在機械識圖、機械制圖、CAD識圖與繪圖技術等課程的教學方面依然沿襲傳統的分課程教學，沒有通過測繪項目等學習載體，將識圖和計算機輔助設計等技術進行有效整合，因而在培養學生的專業綜合能力方面是比較薄弱的。

4.2?零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室的建設

為了改變目前傳統的教學模式，從而能夠達到一種全能、全新和全面的教學效果，一些公司近年來致力開發零部件測繪與CAD成圖技術相關的教學資源，并取得了顯著的成果，為廣大職業院校提供了零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室建設解決方案。

零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室以提高機械類專業教學質量和效果為目的，培養學生的專業核心能力和提升就業競爭力為目標，依托企業“生產型零部件測繪與CAD成圖技術實訓基地”建設的經驗，結合現代信息化教學手段，打破傳統的教學模式，將理論與實踐教學融為一個體系;同時考慮教學空間及實訓室場地使用的科學性，將教室、計算機繪圖、手工繪圖和零件測量整體化一，打造出實用且功能多樣化的零部件測繪理實一體化實訓室。

零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室應該配備專業的軟、硬件設施，輔以實訓方案、指導書、信息化教學資源等，經過科學合理的搭配組合，可以滿足學校專業教學需求、生產實訓需求、社會培訓需求，以及企業相關人員和畢業生的繼續教育需求。

零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室可以培養專門化的零部件質量檢測、零部件測繪與CAD成圖技術類綜合型專業人才，是當前職業院校應該高度關注的一項重要的專業建設工作。

零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室配備典型零部件、標準件以及典型機械裝配體的模型。利用零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室可進行手動繪圖草圖的訓練，完成制圖課程的相關學習任務，并完成綜合性的課程設計和畢業設計等內容。

零部件測繪與CAD成圖技術理實一體化實訓室不僅可實現理實一體化的教學與實訓，學校還可以開展機械類專業技能競賽和相關職業技能鑒定，以及開展職業培訓等社會服務，從而體現出零部件測繪理實一體化實訓室的內涵。

參考文獻：

[1]劉俊萍.現代工程制圖課程改革探索[J].機械管理開發，2008，12（6）：157159.

[2]魯超.淺談提高中職機械制圖課程教學實效的策略方法[J].教學探索，2018（1）.

[3]陳國清.淺談《零部件測繪與CAD成圖技術》技能競賽對中職機械制圖和CAD制圖課程整合的影響[J].大陸橋視野，2016.

[4]朱向麗.機械制圖與測繪[M].北京：高等教育出版社，2012.

[5]臧宏琦，王永平.機械制圖[M].西安：西北工業大學出版社，2009.

[6]范家柱.零件測量與質量控制技術[M].北京：清華大學出版社，2018.

[7]何兆鳳.機械加工檢測技術[M].北京：機械工業出版社，2015.

作者簡介：郭青苗（1985—?），男，安徽固鎮人，講師，研究方向：中等職業學校機電專業教學。