機(jī)械類專業(yè)制圖課程體系改革探索

牟小云，張東生

（陜西理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，陜西 漢中 723003）

隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)人才不斷提出新的要求，不但要能利用CAD軟件正確、快速地畫出部件或設(shè)備的二維圖，還要能快速、正確地畫出部件或設(shè)備的三維圖，以便在虛擬環(huán)境下觀察部件運(yùn)行情況，及時(shí)對(duì)不妥之處進(jìn)行修改，為零件的數(shù)控加工奠定良好的基礎(chǔ)。

1 制圖課程體系教學(xué)現(xiàn)狀

面向機(jī)械類專業(yè)的機(jī)械制圖課程內(nèi)容包括工程制圖和機(jī)械制圖實(shí)踐。工程制圖課程以二維為主，包括制圖的基本知識(shí)和理論、機(jī)械圖的繪制和閱讀、徒手繪圖、二維計(jì)算機(jī)繪圖等；而機(jī)械制圖實(shí)踐著重于工程測(cè)繪、草圖繪制，測(cè)繪對(duì)象多為球閥、齒輪減速箱等，注重形體正確表達(dá)能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生繪制所有的零件草圖并拼畫出裝配圖。大部分高校[1]機(jī)械類工程制圖課程的授課內(nèi)容包括：制圖的基本知識(shí)和理論、機(jī)械圖的繪制和閱讀、徒手繪圖和工程測(cè)繪等，平均為97學(xué)時(shí)。其中，85%的學(xué)校開設(shè)了計(jì)算機(jī)繪圖課程，主要講授AutoCAD，平均課時(shí)約為12學(xué)時(shí)；32%的學(xué)校開展了三維CAD教學(xué)，課程性質(zhì)必修與選修各占一半，主要講授SolidWorks、Pro-E、Catia、UG等，平均為25學(xué)時(shí)左右。

我校機(jī)械類工程制圖課程總學(xué)時(shí)為94學(xué)時(shí)，其中，工程測(cè)繪僅占有8學(xué)時(shí)；計(jì)算機(jī)繪圖16學(xué)時(shí)，主要講授AutoCAD；還有些機(jī)械類專業(yè)采用CAD實(shí)訓(xùn)形式，課時(shí)為一周，由專業(yè)課老師負(fù)責(zé)，不直接進(jìn)行講授，基本上是學(xué)生在機(jī)房自學(xué)。實(shí)訓(xùn)時(shí)把CAD二維和三維繪圖合在一起訓(xùn)練，且三維CAD課程教學(xué)被列為選修課，該教學(xué)方式已實(shí)施數(shù)年。

2 課程體系在教學(xué)中存在的問題

隨著高校管理體系的改革及教師承擔(dān)一定的科研任務(wù)等，加強(qiáng)了對(duì)教師綜合能力的考核力度，許多學(xué)校制圖教研室分別與機(jī)械原理、機(jī)械零件、工程力學(xué)、金工、土木建筑、工業(yè)設(shè)計(jì)等課程的教師共同組成教研室。我校也一樣，把制圖教研室與機(jī)械原理、機(jī)械零件、工程力學(xué)并為一起，稱為機(jī)械設(shè)計(jì)系，制圖課教師開始涉入大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)，但在近幾年畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，我校畢業(yè)生大部分存在以下問題：

（1）學(xué)生工程表達(dá)能力較差，所繪圖樣不能完全正確的表達(dá)他們的設(shè)計(jì)思想。

（2）對(duì)圖樣的規(guī)定畫法不清楚，他們的圖樣大部分教師難以讀懂，只有在他們的講解中才能明白他們想表達(dá)什么。

（3）大部分同學(xué)三維繪圖能力較差，機(jī)械類同學(xué)中有相當(dāng)部分三維繪圖基本只知道一點(diǎn)皮毛，或不能熟練的應(yīng)用軟件。

（4）不了解工程圖樣在實(shí)際設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，對(duì)自己所表達(dá)的產(chǎn)品的許多細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)弄不清楚，動(dòng)手能力較差，學(xué)習(xí)主動(dòng)性較低，綜合能力較低。

3 課程體系改革內(nèi)容

我校是省屬二類本科院校，結(jié)合我校辦學(xué)定位思想，針對(duì)以上問題，要想從根本上提高我校畢業(yè)生圖形正確表達(dá)能力及三維繪圖能力，適應(yīng)企業(yè)對(duì)人才的需要，制圖課程應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革：

（1）制圖課程體系的改革

機(jī)械類制圖課程應(yīng)該引入三維繪圖，它不是選修而應(yīng)是必修課。目前，隨著制造業(yè)信息化技術(shù)的加速，帶來了設(shè)計(jì)方式的巨大變革。以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD為例，隨著三維CAD設(shè)計(jì)制造技術(shù)的出現(xiàn)，不僅使直接進(jìn)行三維設(shè)計(jì)成為可能，更是從真正意義上實(shí)現(xiàn)了以產(chǎn)品幾何模型為核心的CAD/CAPP/CAM一體化設(shè)計(jì),工程圖學(xué)課程作為CA“X”課程群的最基本單元，必須順應(yīng)這一潮流的變化,因此在原來制圖課程體系（工程制圖基礎(chǔ)、機(jī)械圖、AutoCAD繪圖）的基礎(chǔ)之上必須引入三維CAD教學(xué),目前一本類院校在這方面做得較好。

（2）制圖教學(xué)內(nèi)容的整合

引入三維CAD教學(xué)，原課程內(nèi)容體系應(yīng)如何變化，最近幾年許多高校在此做了一些嘗試[2]，思路上基本采用工程圖學(xué)課程以二維為主，加入三維實(shí)體構(gòu)型初步的內(nèi)容，形成由二維到三維，將機(jī)械制圖綜合實(shí)踐課程內(nèi)容進(jìn)行改革，以三維構(gòu)型為主，由三維圖生成二維工程圖，實(shí)現(xiàn)二維到三的雙向教學(xué)，在教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上是把二維三維CAD繪圖穿插到工程制圖課程教學(xué)環(huán)節(jié)中。此種教學(xué)方法當(dāng)然有它的優(yōu)點(diǎn)，但本人認(rèn)為不太符合學(xué)習(xí)的基本規(guī)律，因?yàn)閲L試中的教改要求學(xué)生知識(shí)綜合程度高，信息量及難度較大，但工程制圖是大一學(xué)生剛接觸到的與工程有關(guān)的全新的課程，僅學(xué)會(huì)如何正確的繪制和閱讀機(jī)械圖樣，對(duì)于這部分內(nèi)容大部分同學(xué)已經(jīng)覺得很困難了，如果再穿插CAD教學(xué)，更讓許多同學(xué)難以接受，效果可想而知。

我校是二類本科院校，應(yīng)該立足于學(xué)生的真實(shí)情況及學(xué)習(xí)的基本規(guī)律，由易到難，循序漸進(jìn)。首先學(xué)會(huì)如何用尺規(guī)正確的繪制和閱讀機(jī)械圖樣；其次學(xué)會(huì)如何利用計(jì)算機(jī)正確的繪制二維機(jī)械圖樣，進(jìn)一步三維，因?yàn)橛?jì)算機(jī)繪圖是交互式繪圖，人要能正確的指揮它，以上這些教學(xué)內(nèi)容都可以歸屬于工程制圖基礎(chǔ)；然后在掌握繪圖基本知識(shí)及技術(shù)的基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行機(jī)械制圖實(shí)踐活動(dòng)，如分組對(duì)齒輪油泵進(jìn)行工程測(cè)繪，每個(gè)學(xué)生完成各自的徒手零件草圖、AutoCAD零件圖繪制，并在三維軟件中進(jìn)行零部件建模，然后在小組內(nèi)進(jìn)行裝配、運(yùn)動(dòng)仿真，進(jìn)一步形成工程裝配圖。通過這一過程使學(xué)生掌握由產(chǎn)品零部件模型到工程圖的轉(zhuǎn)換，及由工程圖到具體零部件的轉(zhuǎn)換，從而能夠校驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的合理性，理解設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)不斷反復(fù)、不斷優(yōu)化的過程，完成設(shè)計(jì)的全過程。

因此，機(jī)械制圖課程內(nèi)容可以這樣進(jìn)行整合，把課程體系分為三部分：工程制圖、制圖技術(shù)CAD（二維三維）、機(jī)械制圖實(shí)踐。工程制圖課程以二維手工繪圖為主，要求學(xué)會(huì)如何繪制和閱讀工程圖樣，大約86學(xué)時(shí)；CAD技術(shù)要求學(xué)會(huì)如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪制二維三維圖樣，大約40學(xué)時(shí)；機(jī)械制圖實(shí)踐重在于前面所學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，大約一周時(shí)間，如果能切實(shí)完成該過程，就為學(xué)生以后的工程設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

（3）應(yīng)提高教師的自身素質(zhì)

教師隊(duì)伍自身素質(zhì)的高低也是影響制圖教學(xué)效果的重要因素。隨著知識(shí)更新的加快，原本是研究生課程的CA“X”課程群正逐步向本科生課程轉(zhuǎn)移，并融入到機(jī)械系列課程的各環(huán)節(jié)。作為工程圖學(xué)教師必須順應(yīng)這一潮流的變化，思考在圖學(xué)課程中如何貫徹新的教學(xué)基本要求，如何貫徹最新制圖國家標(biāo)準(zhǔn)，如何優(yōu)化使用教學(xué)方法和教學(xué)手段，從而取得良好的教學(xué)效果等這些也都是制圖課師乃至所有教師研究的對(duì)象。近年雖然圖學(xué)師資隊(duì)伍的職稱與學(xué)歷層次不斷在提高，但我們應(yīng)該不應(yīng)該只滿足于教制教學(xué)，在必須搞好教學(xué)的同時(shí)也從事科學(xué)研究，以提高自身的教學(xué)水平，俗話說“打鐵先要自身硬”。同時(shí)教師應(yīng)以身作則，對(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)，對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)。

（4）對(duì)后續(xù)專業(yè)課教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)給與及時(shí)正確地指導(dǎo)

由于近幾年高校擴(kuò)招，制圖教師的教學(xué)工作量較大，一定程度上影響了教學(xué)效果，但制圖教學(xué)不應(yīng)該只是圖學(xué)教師的教學(xué)任務(wù)，后續(xù)專業(yè)課教師也應(yīng)該以身作責(zé)，及時(shí)掌握制圖畫法新國標(biāo)的有關(guān)規(guī)定，在后續(xù)的課程設(shè)計(jì)過程中及時(shí)指正圖樣表達(dá)中的錯(cuò)誤，灌輸給他們正確的畫法，使圖樣畫法符合國標(biāo)的規(guī)定，養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。

（5）改革制圖教學(xué)的考試方法

機(jī)械制圖課程是一門工科類學(xué)生的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，它對(duì)于后繼相關(guān)設(shè)計(jì)類課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要，其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具有一定的空間想象和邏輯思維能力、繪制和閱讀工程圖樣的能力，其實(shí)踐性和操作性較強(qiáng)，作為檢驗(yàn)教學(xué)效果的重要方法，考試是普遍采用的有效手段，但考試的方式直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)。傳統(tǒng)的兩小時(shí)閉卷考試不能夠真實(shí)、全面地考核[3~4]學(xué)生的綜合能力，缺陷主要表現(xiàn)在：由于考試時(shí)間和試卷幅面的限制，考核結(jié)果往往帶有片面性，容易造成學(xué)生為得高分只注重對(duì)書本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)而忽略動(dòng)手能力、用知識(shí)解決問題的能力及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。因此，必須對(duì)傳統(tǒng)期末閉卷考試方式進(jìn)行改革。

前面把工程制圖課程體系劃分為三部分，工程制圖、制圖技術(shù)CAD、機(jī)械制圖實(shí)踐，為了克服傳統(tǒng)考試的弊端，更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)學(xué)生的工程圖學(xué)能力，工程制圖部分的考核在加大平時(shí)學(xué)習(xí)考查力度的基礎(chǔ)之上，采用兩小時(shí)的閉卷考試，因?yàn)樗饕囵B(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀機(jī)械圖樣的能力，主要靠空間想象和邏輯思維能力；制圖技術(shù)CAD則采用上機(jī)考核的辦法，主要考核學(xué)生的動(dòng)手能力；機(jī)械制圖實(shí)踐主要采用平時(shí)考察及答辯的方式，主要考核學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力?？紝W(xué)結(jié)合，較多的考核頻度可以有效激發(fā)學(xué)生的認(rèn)真學(xué)習(xí)態(tài)度，強(qiáng)化了學(xué)習(xí)效果，有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、綜合應(yīng)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

社會(huì)需求是引導(dǎo)高校教學(xué)的指揮棒，在制圖教學(xué)中引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與理念，從設(shè)計(jì)對(duì)象的整體出發(fā)，將傳統(tǒng)的零件—部件的教學(xué)順序，改為零件—部件—零件，將傳統(tǒng)獨(dú)立的機(jī)件表達(dá)方法融入零部件圖樣表達(dá)之中，實(shí)現(xiàn)從二維到三維，再從三維到二維的雙向教學(xué)方法，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式與體系，加強(qiáng)課程的綜合性、實(shí)踐性，實(shí)現(xiàn)工程圖學(xué)與機(jī)械工程訓(xùn)練基礎(chǔ)等相關(guān)課程的銜接是制圖課程改革的方向，提高教師自身素質(zhì)，改革工程制圖考試方法，且教師能以身作則，使制圖各教學(xué)環(huán)節(jié)落到實(shí)處，那么我們才能在大學(xué)里培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的人才。

[1]焦永和，張 彤，等.第7次普通高等學(xué)校圖學(xué)教育現(xiàn)狀的調(diào)查與研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào).2009，（3）：168-172.

[2]楊放瓊，云 忠.工程圖學(xué)系列課程二維——三維雙向式創(chuàng)新教學(xué)新體系改革研究[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào).2011，12（3）：57-58.

[3]戴恒震，李 震，王丹虹.修改后近機(jī)類機(jī)械制圖課程考試改革實(shí)踐，教育教學(xué)論壇，2011，（35）：126-127.

[4]唐曉初，李 靜，趙恒華.機(jī)械制圖考試模式的改革探索與實(shí)踐，工程圖學(xué)學(xué)報(bào).2009，（1）：130-135.