面向數(shù)字化制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革

周明

摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)的快速發(fā)展和生產(chǎn)產(chǎn)品更新速度的加快，新型制造技術(shù)在我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，尤其是機(jī)械制圖中的數(shù)字化制造技術(shù)。圖是工程語(yǔ)言，隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展，圖學(xué)教育在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)手段方面也面臨著改革，以適應(yīng)發(fā)展的需求。本文首先分析了數(shù)字化制造對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)的要求，接下來(lái)詳細(xì)闡述了新時(shí)期傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，最后對(duì)新時(shí)期面向數(shù)字化機(jī)械制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革方法做具體論述，希望通過(guò)本文的分析研究，給行業(yè)內(nèi)人士以借鑒和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：圖學(xué)教育;改革;現(xiàn)代制造技術(shù)

引言

數(shù)字化制造技術(shù)即在數(shù)字化技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合的背景下運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)和對(duì)產(chǎn)品信息、資源信息、工藝信息進(jìn)行規(guī)劃和重組，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造，從而滿足人們對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的需求?，F(xiàn)階段，我國(guó)大部分機(jī)械制造企業(yè)已經(jīng)擁有了數(shù)字化制造技術(shù)，對(duì)以后機(jī)械制造領(lǐng)域的快速發(fā)展具有很重要的意義，

1數(shù)字化制造對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)的要求

數(shù)字化制造對(duì)機(jī)械制圖的要求是將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字并將有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集與存儲(chǔ)。因此，在這種要求下，機(jī)械制圖應(yīng)為施工工程的模型提供基礎(chǔ)，并且將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為機(jī)械制圖教學(xué)的載體，以促進(jìn)機(jī)械院校教學(xué)的成效。此外，院校應(yīng)使現(xiàn)代機(jī)械制圖教學(xué)方式從二維向三維轉(zhuǎn)變，包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、三維幾何信息和物理特征等。并應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)圖紙進(jìn)行處理來(lái)獲得虛擬的實(shí)體圖像，以便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)和修改。數(shù)字化制造是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)制圖數(shù)據(jù)、方法與資源的整合和存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)機(jī)械制圖通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件檢驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了虛擬裝配與制造。機(jī)械圖樣是工程施工的重要依據(jù)，因此在設(shè)計(jì)和分析方面都應(yīng)按照發(fā)展規(guī)律來(lái)制定。所以，數(shù)字化制造要求機(jī)械制圖的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方式以及教學(xué)內(nèi)容要有全新的改變，以滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展下機(jī)械制造企業(yè)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)人才的需求。

2新時(shí)期傳統(tǒng)機(jī)械制圖教學(xué)模式中存在的問(wèn)題

首先，教學(xué)目標(biāo)沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，無(wú)法滿足企業(yè)對(duì)機(jī)械制圖人才的實(shí)際需求，學(xué)生的空間思維能力、構(gòu)型設(shè)計(jì)能力、三維建模能力、徒手繪圖能力較弱，專業(yè)綜合素質(zhì)有待提高。其次，教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)更新，仍然沿用舊有的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，沒(méi)有將新型的、企業(yè)生產(chǎn)線最前沿的技術(shù)融入到教學(xué)內(nèi)容中。另外，教學(xué)方法比較落單一，基本以講授法和練習(xí)法為主，難以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的動(dòng)手操作能力得不到有效培養(yǎng)和提高，無(wú)法將所學(xué)理論知識(shí)加以靈活運(yùn)用。最后，教學(xué)模式比較落后，學(xué)生獲取知識(shí)的渠道單一，主要以課本內(nèi)容為主，并且也沒(méi)有構(gòu)建完善的評(píng)估體系，對(duì)教學(xué)成果進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.新時(shí)期面向數(shù)字化機(jī)械制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革方法

3.1調(diào)整教學(xué)目標(biāo)

新時(shí)期面向數(shù)字化機(jī)械制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革方法之一是調(diào)整教學(xué)目標(biāo)。合理的教學(xué)目標(biāo)能夠明確機(jī)械制圖教學(xué)改革具體目標(biāo)，為滿足數(shù)字化機(jī)械制造對(duì)機(jī)械制圖的基本要求，就需要對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。在開(kāi)展機(jī)械制圖教學(xué)工作時(shí)，需要加強(qiáng)與企業(yè)之間的聯(lián)系，了解企業(yè)對(duì)機(jī)械制圖人才的實(shí)際要求，結(jié)合數(shù)字化機(jī)械制造特點(diǎn)，在教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生思維能力、構(gòu)型設(shè)計(jì)能力、三維建模能力、徒手繪圖能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠利用計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建立體式機(jī)械模型，再結(jié)合精準(zhǔn)的手繪平面圖紙，為機(jī)械制造提供更加可靠的機(jī)械樣圖。

3.2吸收企業(yè)生產(chǎn)和技能競(jìng)賽圖樣作為教學(xué)素材

新時(shí)期面向數(shù)字化機(jī)械制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革方法之二是吸收企業(yè)生產(chǎn)和技能競(jìng)賽圖樣作為教學(xué)素材?；跀?shù)字化制造技術(shù)的工程圖已經(jīng)在企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，將企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中所應(yīng)用的二維工程圖、三維實(shí)體模型，以及基于CAM軟件的零件二維和三維模型數(shù)控加工刀路文件作為教學(xué)素材，讓學(xué)生了解基于數(shù)字化技術(shù)的工程圖在企業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。職業(yè)教育開(kāi)展技能競(jìng)賽活動(dòng)，是我國(guó)教育工作的一次重大制度設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，各類職業(yè)技能競(jìng)賽成為引領(lǐng)和推動(dòng)職業(yè)學(xué)校加快課程改革、提升教學(xué)質(zhì)量、展示教學(xué)成果的重要平臺(tái)，其中加工制造類競(jìng)賽項(xiàng)目多、范圍廣、影響大，產(chǎn)生了大量的實(shí)操競(jìng)賽圖樣，由于賽件具有典型結(jié)構(gòu)的集成性、與生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)聯(lián)性以及加工工藝復(fù)雜性等特征，實(shí)操項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和競(jìng)賽過(guò)程廣泛采用數(shù)字化制造技術(shù)。例如，在國(guó)內(nèi)各級(jí)競(jìng)賽和世界技能大賽（Worldskills）中，賽件的紙質(zhì)零件圖、裝配圖等二維圖樣都包含軸測(cè)圖，競(jìng)賽過(guò)程也主要依賴于CAD/CAM軟件技術(shù)。在不涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前提下，可以將這些實(shí)操賽題引入到機(jī)械制圖課程教學(xué)中，來(lái)豐富教學(xué)素材，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.3CAD軟件應(yīng)用與工程圖讀繪教學(xué)有機(jī)結(jié)合

新時(shí)期面向數(shù)字化機(jī)械制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革方法之三是CAD軟件應(yīng)用與工程圖讀繪教學(xué)有機(jī)結(jié)合。要緊跟數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用步伐，工程圖讀繪能力的培養(yǎng)過(guò)程就必須貫穿CAD軟件技術(shù)應(yīng)用，利用多媒體等信息化教學(xué)手段，將工程圖讀繪能力培養(yǎng)與CAD軟件應(yīng)用緊密結(jié)合，兩者相輔相成，有利于培養(yǎng)學(xué)生基于數(shù)字化制造技術(shù)的工程圖讀繪意識(shí)和能力。當(dāng)前機(jī)械制圖課程在職業(yè)院校通常開(kāi)設(shè)兩個(gè)學(xué)期，其中包含集中講解或分散講解的計(jì)算機(jī)繪圖知識(shí)，隨后計(jì)算機(jī)繪圖（CAD）課程再開(kāi)設(shè)一到兩個(gè)學(xué)期。由于兩門課的教師和教學(xué)時(shí)間不一致，教學(xué)內(nèi)容被割裂開(kāi)來(lái)，即使計(jì)算機(jī)繪圖知識(shí)包含在機(jī)械制圖課程兩個(gè)學(xué)期中教學(xué)，其教學(xué)時(shí)間也會(huì)嚴(yán)重不足，難以達(dá)到基于數(shù)字化制造技術(shù)的工程圖讀繪能力培養(yǎng)要求。如將兩門課程融合在三到四個(gè)學(xué)期教學(xué)，作為重要技術(shù)基礎(chǔ)課的機(jī)械制圖課程總課時(shí)有所延長(zhǎng)，也避免將計(jì)算機(jī)繪圖軟件僅當(dāng)成“畫(huà)圖”的工具，而忽視其作為工程圖讀繪重要手段和產(chǎn)品信息表達(dá)載體的本質(zhì)作用。

結(jié)語(yǔ)

總之，機(jī)械制圖是機(jī)械、機(jī)電專業(yè)或近機(jī)類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，但因其對(duì)學(xué)生的空間思維能力以及空間想象能力要求較高，所以，學(xué)生的學(xué)習(xí)的困難程度較大。改革之后課程從其建模方式將以三維建模為主，從而降低了課程的抽象性，同時(shí)也提高了學(xué)生對(duì)相關(guān)軟件的熟悉程度及學(xué)習(xí)熱情。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭送軍，師寶霞.新時(shí)期面向數(shù)字化機(jī)械制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革研究[J].才智，2017（10）：200.

[2]徐文慶，陳黎明，劉少華.面向數(shù)字化制造的機(jī)械制圖教學(xué)改革[J].課程教育研究（新教師教學(xué)）2016（21）：298.

[3]陳貴風(fēng).面向數(shù)字化制造的《機(jī)械制圖》教學(xué)改革研究[J].人文之友，2018（6）：66.

[4]孫寶福.基于現(xiàn)代制造技術(shù)的工程圖學(xué)課程改革之初探.東華大學(xué)學(xué)報(bào)，2005.8.31：160.