机械类工程制图课程教学内容改革与实践

摘 要：本文对机械类制图教学的现状和存在的问题进行了探讨,提出改进现有制图教学的教学内容、教学思路和教学模式,以提高教学质量,适应人才培养需要.

关 键 词：机械类；《机械工程制图》；教学内容；教学方法

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）32-0047-02

工程图样是工程信息的载体,它准确地表达工程对象的形状、尺寸、材料和技术要求等.工程图样是制造机器、工程施工的主要依据,被称为“工程界的技术语言”.因此它是工科类本科生必修的一门重要的技术基础课.

一、现有机械类专业制图教学中存在的主要问题

1.机械大类包含专业内容广泛,就我校而言就包含了机械设计制造及其自动化、农业机械化、交通运输、工业设计等8个专业.课程由机械专业专任教师讲授,因此教学过程中教学大纲的设置,教材及习题集的选用均以机械专业为主导,教学和实践内容中缺乏与相关专业密切相关的教学内容,针对性较差.

2.制图课程基本在大学一年级完成,学生缺乏基本的专业知识和实践经验,现有教材的教学内容设置直接从几何元素开始,学生对投影基础知识与工程制图的关系不明了.

3.现有教材都沿用传统的制图教学内容,其中一些复杂的线面关系求解方法、复杂交线画法等如果采用三维辅助设计的方法很容易即可完成,学生过多精力放在尺规作图学习上,会导致学生注重画图过程而创造思维无法得到充分训练和提高.

4.尺规绘图逐渐被计算机绘图所取代,学生在制图中严谨认真的工作作风方面的培养力度不够,学生工程素质下滑.

二、教学内容改革

对教学内容削枝强干、注重实用,精选和更新有利于学生能力培养的内容和知识,删减不必要的重复和烦琐的部分,增加反映当代科技发展的内容.课程内容改革侧重“工程应用”,力求将画法几何、机械制图、机械设计、计算机绘图、三维实体设计、计算机辅助设计等相关课程有机地融合在一起,集图学、设计为一体,以设计为主线,组成新的课程内容体系.提出以工程实例为基础,以机械设计合理性为依据,以掌握学习机械制图国家标准为前提,达到制图与用图一体化的目的,可有效克服学生学制图而不知“图”为何用的弊端.课程内容侧重对学生工程技术应用和创新能力的培养.淡化了纯理论分析,如直角投影定理,直角三角形法、轴测图画法等,增加了机械工程实例分析,组合体三维构形设计等内容.对制图教学中原有的尺规绘图部分进行削减,在课程中加二维和三维计算机辅助制图内容.绘图技能的培养改为手绘加机绘来完成.同时可以避免手绘图与计算机绘图脱节,导致学无所用.课程内容力求贯彻少而精、理论与实践相结合的原则,紧密结合机械设计过程,应用实例从组合体到装配图贯彻一致,与机械设计制造方面的知识相结合,具有较强的针对性和实用性.整合、优化机械设计基础课程内容,把后续如CAD基础课程中的螺旋千斤顶、机械设计课程中的一级齿轮减速器等有关的内容选用其中典型零部件穿插到制图各章学习实例中,突出知识的连贯性,每章后配有工程训练题目,方便学生动手能力的培养.旧的课程体系讲授完零件图和装配图后进行金工实习,教师花很多精力讲授零件图的视图选择、表达方法,但由于学生缺乏生产实践经验,不了解零件加工、制造过程及测量方法,学生思路仍停留在组合体投影的基础上,尤其是铸造零件和加工零件的工艺结构、技术要求部分,学生更是不易掌握.新课程体系在第2章增加机械工程实例及典型表面的加工方法等工程实践内容,先让学生简单了解典型加工过程,之后再从点、线、面、体、组合体、零件、装配体以及对应的点的投影、线的投影、面的投影、体的投影、组合体投影、零件图、装配图着手,逐步分层次的让学生掌握制图的最基本的知识.

三、教学方法改革

现行工程制图教学是以我国工科教学模式为主,课程内容以机械专业为蓝本讲授.但不同的专业人才培养需求不同,专业特点各异,完全照搬机械专业的教学内容和教学模式不利于后期专业的需求,也无法调动学生学习课程的积极性.因材施教,改善传统教学模式与专业教学要求的不适应性势在必行.

1.增强徒手绘图,以美学教育激发学生学习兴趣.随着计算机二维和三维建模技术的发展,越来越多的将计算机制图的内容融入到制图课程中,造成学生空间建模想象能力不足,三维以二维图形为基础进行拉伸、旋转、扫掠等形成,生成三维产品模型的前提是二维解构,徒手绘图尤其是徒手绘制轴侧效果图变得越来越重要.增加轴测图等具有立体效果图形的手绘练习,在树立空间想象力的同时也增加了手绘的体验,有利于培养学生的形象思维和灵感思维等发散性思维能力.工程制图是一门首先作用于视觉感观的科学,工程师必须具有一定的美学素质才能使其设计的产品即实用又美观,在教学各环节中渗入美学意识,注意把握图面上的各种视觉因素,如线条、符号、图形、字体、尺寸等细节的审美标准,增强学生的美学意识,以适应现代工业生产建设的需要.

2.实践教学注重专业性,培养学生创新思维.根据专业特点机械类工程制图主要存在两种类型,一类是纯工科类,如机械、农机；一类是侧重艺术类,如工业设计.每个专业后续专业课程不同,对制图的要求也不同.纯工科类注重逻辑推理与抽象思维,侧重艺术类注重形象思维和灵感思维等发散性思维能力.现行机械制图的图例多取自机械部件,如发动机、齿轮油泵等,对机械以外的专业大多复杂难懂.因此在“机器测绘”、“工程制图综合训练”等实践环节增加专业性强的对象,工程应用实例也选取专业性强的典型实例.如针对农机专业的特点,与农业机械教研人员协作,将农机中的犁体曲面测绘、谷物联合收割机的切割装置装配、链轮的测绘等引入到制图实践教学中,增强学生的动手能力,不仅图样表达能力和读图能力有了明显提高,真正体验到了学以致用,而且还增加了对本专业的学习兴趣和信心,为培养学生真正成为“知识、能力、素质”型具有创新精神的高素质人才摸索了一条道路.又如,针对工业设计基础课程的工程制图教学,与产品设计专业课相结合,补充与日常生活紧密相关的物品宿舍小家电、工具手柄、手机壳体等造型和功能相对简单的产品为基础展开作图训练,对应制图方法即按照箱体类零件、轴套类零件、指支架类零件的制图规则来绘制.

3.课内课外相结合,培养学生自主动手能力.目前制图主要采用教师课内精讲细练,课外加强辅导,学生课内认真听讲,课外完成教师布置的习题为主的方式.学生既没有积极性课业负担又重.针对这种现状,提出一种以赛代练,以赛代学的学习方式.具体做法是将学生分成若干个小组,每个小组模拟“大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛”主题内容,根据完成的情况给每组进行打分,选拔优秀的队伍代表学校参加全国的比赛,其主要目的是鼓励学生在掌握课堂教学内容的同时,积极参与各类重大赛事,并通过参赛,开拓学生的视野,因材施教,增强团队合作意识,促进创新性人才的培养.大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛包含尺规绘图（根据轴测图绘制零件工程图）和计算机绘图（根据给出的零件图、轴测图和文字说明绘制零件的三维模型、按要求装配成装配体并绘制零件图和装配图）两部分组成,可全面的锻炼学生的读图、看图、设计等综合能力.

基金项目：浙江农林大学工程制图教学团队项目资助（TD1203）