《機械制圖》省級精品課程建設(shè)及應(yīng)用*

冀曉輝

(廣東石油化工學院機電工程學院，廣東 茂名 525000)

機械制圖課程是過程裝備專業(yè)和化工類專業(yè)中非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，機械圖樣是制造各種石化裝備的重要技術(shù)依據(jù)。設(shè)計者通過圖樣表達其設(shè)計思想，制造者通過圖樣了解設(shè)計要求并制造產(chǎn)品，使用者可以通過圖樣了解裝備調(diào)試、運行及維護的相關(guān)要求。人們需要借助圖樣來進行技術(shù)交流，因此圖樣是“工程界的技術(shù)語言”。計算機輔助繪圖技術(shù)的出現(xiàn)、普及與發(fā)展，使得機械圖形的繪制、修改和傳遞更為方便。圖樣的繪制與閱讀是工程技術(shù)人員必備的基本技能。一直以來針對機械制圖教學的改革與創(chuàng)新從未間斷，積累了很多切合實際的寶貴經(jīng)驗，對教學效果有很大的改善。

1 圍繞理論教學設(shè)置豐富的實踐教學環(huán)節(jié)

我校制圖教學圍繞理論教學內(nèi)容設(shè)置了豐富的實踐教學活動來應(yīng)用理論基礎(chǔ)知識[1]。設(shè)置的與機械制圖課程相關(guān)的課程有化工設(shè)備圖(針對過程裝備與控制工程專業(yè))、計算機繪圖、測繪實訓、金工實習、機泵拆裝等。

1.1 計算機繪圖

最初計算機繪圖設(shè)置為一門獨立的課程，經(jīng)過多年教學探索，將計算機繪圖完全融入機械制圖課程教學中[2]，相輔相成、互相滲透，教學效果有了明顯的提升。

1.2 金工實習

在學習零件圖之后、裝配圖之前安排2周金工實習，學生在機加工車間觀看師傅根據(jù)圖紙加工零件的操作示范，再根據(jù)圖紙自己動手加工零件，獨立完成實際操作過程，整個過程中學生能夠?qū)嶋H應(yīng)用：

(1)讀零件圖的方法；

(2)合理標注零件尺寸，符合加工順序及測量的要求；

(3)根據(jù)零件圖上標注的表面結(jié)構(gòu)要求符號加工出不同精細程度的工件表面；

(4)遇到標準結(jié)構(gòu)時，獨立查找標準手冊等。

1.3 測繪實訓

制圖理論課結(jié)束后，安排1周測繪實訓，要求學生分組合作，每組一臺齒輪泵，針對齒輪泵按正確方法拆卸，繪制零件草圖、根據(jù)草圖繪制泵的裝配圖，根據(jù)零件裝配、配合情況再調(diào)整零件測繪草圖的尺寸，再繪制零件工作圖。進過訓練，學生能學會：

(1)測繪手段在生產(chǎn)中的地位與作用；

(2)通過對零件的測繪，促使學生全面了解測繪對象，培養(yǎng)學生的分析能力和測繪零、部件的能力；

(3)熟悉零、部件測繪的一般步驟與方法；

(4)掌握使用通用量具測量各種常見典型結(jié)構(gòu)尺寸的方法；

(5)學會選擇各種標準和規(guī)范，合理標注各種尺寸、表面粗糙度等級及公差與配合等技術(shù)要求，技術(shù)要求可參考附圖。

1.4 機泵拆裝

學生通過機泵拆裝，熟悉機泵的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握機泵的拆、裝順序和維修程序，學會繪制裝配示意圖、部分零部件工作圖等。

通過實踐環(huán)節(jié)的訓練，學生親歷機器從拆卸→繪圖→加工→組裝→調(diào)試等流程，并針對圖樣繪制與讀圖兩個環(huán)節(jié)強化訓練，深刻體悟工程技術(shù)人員之間通過圖樣進行的技術(shù)交流。

結(jié)合課堂教學合理的設(shè)置實踐環(huán)節(jié)，既能強化課堂教學質(zhì)量，提高學生學習積極性和動手能力，又能培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)，為學生將來走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

2 教學內(nèi)容優(yōu)化整合及項目化

經(jīng)過多年的教學經(jīng)驗積累及效果分析，整合理論教學內(nèi)容[3]、手工繪圖訓練及各項實踐環(huán)節(jié)，對教學內(nèi)容設(shè)計成一系列教學項目[4]。具體如下：

項目一：繪制平面圖；

項目二：測繪組合體繪制三視圖；

項目三：測繪機件并清晰表達其結(jié)構(gòu)及大小；

項目四：依據(jù)標準設(shè)計并繪制螺紋緊固件裝配圖；

項目五：測會零件并繪制零件圖；

項目六：讀零件圖并繪制部件裝配圖；

項目七：齒輪泵拆裝、測繪并繪制零件及部件工作圖；

項目八：讀零件圖并加工零件；

項目九：根據(jù)要求選取標準零部件組畫儲罐裝配圖(適用裝控專業(yè))；

項目式教學以內(nèi)容實踐為主線并強化階段性考核。九個項目間逐級遞進、層層提升。圍繞每個項目所需基本知識來綜合設(shè)置理論教學內(nèi)容，使理論教學內(nèi)容與實踐項目緊密配合、相輔相成。項目化教學，實現(xiàn)化整為零、化繁為簡，顯著減輕了學生學習的思想壓力。每個實訓項目看做是一個短期的學習和考核目標，學生集中精力、積極地吸取所需的理論知識即可輕松完成項目，非常有利于培養(yǎng)學生的學習興趣。另外，這種學以致用的教學方式，可有效提高學生的動手能力，強化知識的綜合應(yīng)用能力，深受學生的歡迎。

3 精品課程網(wǎng)站建設(shè)

機械制圖課程于2014年獲校級精品資源共享課程立項[5]，2015年獲省級精品資源共享課程立項。課程網(wǎng)站主頁如圖1所示。

圖1 機械制圖課程網(wǎng)站

3.1 網(wǎng)站提供主要資源

網(wǎng)站為學生提供如下資源：

(1)基本資源

教學大綱，考試大綱，授課計劃，課程教案，電子課件，教學視頻，習題答案，實踐項目，計算機繪圖及軟件鏈接，雙語教學等。

(2)擴展資源

三維模型庫：制圖課程需要空間思維，對于空間思維較弱的同學很難想象出組合體的空間結(jié)構(gòu)，為此我們針對習題中的組合體制作出三維模型視頻，方便學生做題時點擊模型輔助學習或用來核對。

移動微課：包含微學習、在線測評、互動平臺。通過精品課程網(wǎng)站平臺可以掃瞄二維碼進入移動微課平臺，方便學生利用碎片化時間看微視頻，在線師生互動、在線投票及在線自主測評等活動。

3.2 網(wǎng)站人性化布局

考慮到課程網(wǎng)站使用頻率較高的是教學視頻、課件、習題答案、習題三維模型庫及實訓環(huán)節(jié)項目等內(nèi)容，在網(wǎng)站首頁突出三大模塊：

理論教學：包含學生常用的各章節(jié)教學視頻、課件、習題答案等資料。滿足學生自學需要的資源。

實踐教學：給出各實訓項目任務(wù)及要求、給分規(guī)則、項目補充說明及注意事項等。方便學生做項目時隨時參考、對照。

為使學生更容易找到平時常用的資源，我們將網(wǎng)站分出理論教學和實踐教學兩塊。理論教學包含了教學視頻、教學課件、習題答案等，實踐教學包含多個實訓項目具體要求。

3.3 網(wǎng)站使用效果

機械制圖精品資源共享課程網(wǎng)站由校級到省級改版基本完成后，已向過程裝備與控制工程專業(yè)和化工類專業(yè)學生開放使用，網(wǎng)站資源大大方便了學生自主學習。截止到目前，點擊率已經(jīng)達到20余萬次。

4 課程建設(shè)成果的應(yīng)用成效

(1)教學內(nèi)容優(yōu)化整合及項目化成果從2014級開始應(yīng)用到裝控專業(yè)制圖教學中。應(yīng)用中通過持續(xù)跟蹤學生學習、與指導教師交流、學生直接反饋等幾種方式，掌握學生在知識綜合應(yīng)用各個環(huán)節(jié)存在的問題，經(jīng)過仔細分析、研究并設(shè)計出有效的解決方案再融合到教學中，以此形成循環(huán)不斷調(diào)整教學內(nèi)容、教學方法和方式，收到了良好的效果。在我校2016年舉辦的第六屆手工繪圖及CAD軟件應(yīng)用大賽上，一、二等獎均由裝控14、15級學生獲得，表明機械制圖的教學改革成效是令人滿意的。

(2)機械制圖精品資源共享課程網(wǎng)站于2015年10月開始向過程裝備與控制工程專業(yè)及化工類專業(yè)學生開放使用。網(wǎng)站資源全方位的為學生自主學習提供了方便，學生課下通過看視頻、課件學習基本概念和基本內(nèi)容，課堂上教師進行歸納總結(jié)和答疑解惑，將重點放在引導知識的綜合應(yīng)用。舉幾個應(yīng)用實例如下：

①對于讀組合體視圖部分教學。原來教學方法是課上教師講解讀圖的方法、步驟及注意事項，會占去大部分時間，余下時間只能講一個示例，學生聽老師講的內(nèi)容便是抽象、枯燥的條條框框，興趣慢慢被消耗，課下無心做作業(yè)或根本不會做。新的教學模式是學生課下看視頻或課件，預(yù)先學習本次課要掌握的知識點，課堂上老師分類舉例引導學生進行讀圖訓練，在示例中適時穿插并強調(diào)讀圖的方法、步驟及注意事項。這種教學模式具有系統(tǒng)、具體、直觀、淺顯易懂的特點，更能激發(fā)學生的學習興趣。

表1 條件表

②螺紋緊固件部分教學。原來教學方法是課上老師介紹螺紋緊固件分類、標準零件畫法及查表選取、部件裝配畫法等，信息量很大，學生很難掌握。由于化工設(shè)備圖大量使用螺紋緊固件連接，每年裝控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計繪制的化工設(shè)備圖，螺紋連接畫法問題嚴重。為此，我們設(shè)置了一個項目“依據(jù)條件查閱標準設(shè)計并繪制螺紋緊固裝配圖”，項目要求分組設(shè)計，從表1給出的條件分析用哪種螺紋緊固件連接兩工件較好，并根據(jù)表中給定條件查表確定緊固件規(guī)格及兩工件開孔等相關(guān)尺寸，先用計算機畫草圖，課上每組隨機抽1名組員上來介紹設(shè)計過程。最終用A3圖紙手工畫出三種情況部件裝配圖。

通過學生分組答辯情況及繪制A3圖的質(zhì)量來看，該模式非常有效。學生通過查表對標準件確定零件規(guī)格、設(shè)計兩工件開孔結(jié)構(gòu)及繪制方法的掌握有很大程度改善，這一點在完成齒輪泵測繪項目上得到進一步驗證。

③課程最后對于裝控專業(yè)一定要介紹化工設(shè)備圖內(nèi)容，老師同樣設(shè)計一個實訓項目。學生學習基本內(nèi)容后，依據(jù)給定的已知條件通過查閱標準確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸，再參照儲罐裝配示意圖組畫裝配圖。如此讓學生進一步了解化工設(shè)備由哪些標準化零部件組成，掌握查表確定結(jié)構(gòu)尺寸的方法，各零部件之間的連接關(guān)系，化工設(shè)備圖的表達方法、尺寸基準及注法與機器裝配圖樣的區(qū)別等等，為后續(xù)的實習及專業(yè)課程的學習打下良好的基礎(chǔ)。

通過項目式教學模式，不僅使學生扎實地掌握課程的理論內(nèi)容，強化了學生動手能力，還激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維，學生參加各類國家級比賽獲得多項榮譽，在第九屆至第十三屆全國化工設(shè)計大賽均獲得一等獎、華南賽區(qū)化工設(shè)計大賽均獲得一等獎、全國化工安全設(shè)計大賽獲得銀獎和銅獎、全國大學生過程裝備實踐與創(chuàng)新大賽獲得二等獎、國家CaTICs網(wǎng)絡(luò)大賽榮獲60多項獎項。

通過課程改革、建設(shè)與應(yīng)用，教師積累了豐富的教學經(jīng)驗，改善了教學方法與手段。學生提升了自主學習積極性，培養(yǎng)了實踐素養(yǎng)和能力。