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機械測繪與先進(jìn)成圖技術(shù)分析論文
摘要：將制圖測繪實(shí)訓與三維CAD軟件實(shí)訓整合為機械測繪與先進(jìn)成圖技術(shù)，改革了傳統的教學(xué)模式和考核方式，調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的自主性和積極性，有利于培養學(xué)生的機械制圖能力和創(chuàng )新能力。
關(guān)鍵詞：機械測繪與先進(jìn)成圖技術(shù)；教學(xué)模式；考核方式
工程圖學(xué)課程與工程實(shí)踐聯(lián)系密切，可以培養學(xué)生工程圖樣繪制、閱讀及形象思維能力，提高工程素質(zhì)，增強創(chuàng )新意識，是普通高等學(xué)校本科工科專(zhuān)業(yè)的重要工程基礎課程。對“機制”專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，機械制圖能力（特指“機制”專(zhuān)業(yè)，下同）主要包括：徒手繪圖和尺規繪圖的能力，計算機繪圖和三維形體建模的能力，繪制和閱讀機械圖樣的基本能力，零部件測繪的基本能力。
1課程教學(xué)現狀
伴隨著(zhù)科技的發(fā)展，機械制圖經(jīng)歷了手工繪圖和計算機繪圖兩個(gè)階段，現在正全面邁進(jìn)三維設計時(shí)代。在這一進(jìn)程中，機械制圖課程的教學(xué)也做了相應的改革，不斷地在傳統的以手工繪圖為主線(xiàn)的課程體系中添加相應的模塊，較多地做法是插入專(zhuān)門(mén)的章節來(lái)講解計算機繪圖和三維形體建模，再設置制圖測繪實(shí)訓和三維CAD軟件實(shí)訓等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節。這種基于二維圖形為主線(xiàn)的疊加式的能力培養模式將機械制圖能力分割為幾個(gè)相對獨立的模塊，造成了相關(guān)知識技能鏈接間斷，教學(xué)內容重復與脫節并存，并且能力培養周期長(cháng)，不能很好地適應全面進(jìn)入三維設計制造時(shí)代的發(fā)展需要。針對上述問(wèn)題，我院近幾年來(lái)在機械制圖能力的培養方面進(jìn)行了較深入的教學(xué)改革，已將手工繪圖、計算機繪圖和三維形體建模等教學(xué)內容進(jìn)行了有機的整合，實(shí)現了機械制圖課程三維二維一體化教學(xué)。對制圖測繪實(shí)訓和三維CAD軟件實(shí)訓等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節進(jìn)行整合已是當務(wù)之急。
2整體改革思路
通過(guò)大一兩個(gè)學(xué)期機械制圖課程的學(xué)習，學(xué)生具備的機械制圖能力主要包括：初步的徒手繪圖能力，一定的尺規繪圖和計算機繪圖能力，初步的繪制和閱讀機械圖樣的基本能力，初步的三維形體建模能力。后續的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節的任務(wù)是：提升徒手繪圖和尺規繪圖能力，提升繪制和閱讀機械圖樣的基本能力，培養三維形體建模的能力，培養零部件測繪的基本能力。為了盡快達成學(xué)生機械制圖能力的培養目標，將傳統的圖測繪實(shí)訓和三維CAD軟件實(shí)訓這兩個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節整合為一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節，命名為《機械測繪與先進(jìn)成圖技術(shù)》，作為本科“機制”專(zhuān)業(yè)核心課程在大二第一個(gè)學(xué)期集中三個(gè)星期開(kāi)設。這樣做，既可以較好地使日常教學(xué)與學(xué)科競賽（“高教杯”全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng )新大賽）對接，又可以較好地服務(wù)后續課程教學(xué)。機械測繪與先進(jìn)成圖技術(shù)課程主要包括下面的四個(gè)模塊：
�。�1）機械測繪。對裝配體（如齒輪油泵、臺虎鉗等）進(jìn)行測繪，徒手繪圖繪制其裝配示意圖和每個(gè)零件的零件草圖，尺規繪圖繪制其裝配圖。
�。�2）零件三維形體建模。主要包括：①學(xué)習使用三維CAD軟件創(chuàng )建二維草圖；②學(xué)習軸套類(lèi)、盤(pán)蓋類(lèi)、叉架類(lèi)和箱體類(lèi)四類(lèi)典型零件的三維形體建模；③完成裝配體所有零件的三維形體建模。
�。�3）部件裝配設計。完成裝配體的裝配建模，并創(chuàng )建裝配體的爆炸視圖。
�。�4）零件工程圖設計。使用三維CAD軟件由裝配體零件（由老師指定）的三維模型創(chuàng )建二維工程圖。
3教學(xué)改革案例
由于機械測繪與先進(jìn)成圖技術(shù)這門(mén)課程既包括手工繪圖又包括計算機繪圖，既包括三維形體建模又包括二維工程圖，這就要求我們把握好各環(huán)節之間的相互聯(lián)系和邏輯關(guān)系，處理好局部與整體的關(guān)系，注重學(xué)生實(shí)際制圖能力的培養，把教學(xué)內容和教學(xué)方法的改革與過(guò)程考核結合起來(lái)，用生動(dòng)的課堂教學(xué)來(lái)調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習興趣，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性。零件三維形體建模是三維CAD軟件部分的核心內容，在這一部分的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，主要采取了下面的措施：
�。�1）案例教學(xué)與作業(yè)相結合。在創(chuàng )建二維草圖和典型零件三維形體建模的教學(xué)過(guò)程中，不是像傳統教學(xué)一樣逐個(gè)地講解每個(gè)命令的操作方法，而是每一部分均只通過(guò)講解2～3個(gè)典型案例來(lái)介紹常用命令的操作方法，再通過(guò)完成一定量的作業(yè)，讓學(xué)生較全面的掌握軟件的使用方法。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是：①使學(xué)生獨立思考。傳統的教學(xué)方法貌似全面，但其內容在實(shí)踐中不實(shí)用，且非常乏味無(wú)趣，在一定程度上損害了學(xué)生的積極性和學(xué)習效果。案例講解沒(méi)有告訴學(xué)生作業(yè)該怎么做，需要學(xué)生自己去思考、去學(xué)習，使得枯燥乏味變得生動(dòng)活潑。②使學(xué)生注重實(shí)際工程能力。案例教學(xué)貌似不全面，但能引導學(xué)生從研究每個(gè)命令的操作方法中跳出來(lái)，轉到學(xué)習解決實(shí)際問(wèn)題的能力。③使學(xué)生和老師的雙向交流更加流暢。學(xué)生做作業(yè)之前，要先消化老師所講解的案例，還要經(jīng)過(guò)縝密的思考來(lái)找到完成作業(yè)的方案，這也需要老師給予引導，也促使老師加深思考，根據不同學(xué)生的不同理解補充新的教學(xué)內容。典型二維草圖案例如圖1所示，典型零件案例如圖2所示。
�。�2）作業(yè)與工程項目相結合。創(chuàng )建二維草圖是零件三維形體建模的基礎，典型零件三維形體建模又是完成實(shí)際工程項目的基礎，學(xué)生必須要完成足夠量的作業(yè)才能達到對軟件的全面掌握。在此基礎上，再布置學(xué)生對已進(jìn)行測繪的裝配體的所有零件進(jìn)行三維形體建模這一工程項目。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是：①基本技能與實(shí)踐相結合。學(xué)生要完成工程項目，就要從掌握三維CAD軟件的基本操作技能入手，分析工程項目的實(shí)踐情況、制定方案。在完成每個(gè)任務(wù)的過(guò)程中，都可能遇到在前面的學(xué)習中沒(méi)有掌握的問(wèn)題，學(xué)生都會(huì )自覺(jué)地查漏補缺、解決問(wèn)題，這樣學(xué)生就有了自覺(jué)、主動(dòng)的第二輪學(xué)習，從而完成對知識的掌握和能力的培養。②可控制性強。老師全程指導學(xué)生完成工程項目，有利于學(xué)生集中精力學(xué)習技能。③改進(jìn)了教學(xué)模式。圍繞工程項目這一主線(xiàn)，老師為引導，學(xué)生為主體，形成了學(xué)生主動(dòng)參與、探索創(chuàng )新的新型教學(xué)模式。
4考核方式改革
�。�1）注重過(guò)程考核。教學(xué)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節都有具體的目標任務(wù)，將課程考核落實(shí)到每一個(gè)具體的教學(xué)環(huán)節，學(xué)生每完成一項就及時(shí)進(jìn)行評定，督促學(xué)生高質(zhì)量地完成學(xué)習任務(wù)。課程考核體系見(jiàn)表1.（2）作業(yè)與限時(shí)上機完成指定作業(yè)相結合。由于電子文檔的復制拷貝極其方便，容易發(fā)生學(xué)生在三維形體建模環(huán)節復制拷貝他人作業(yè)的現象，在創(chuàng )建二維草圖和典型零件三維形體建模這兩個(gè)環(huán)節均安排了限時(shí)上機完成指定作業(yè)的考核方式，起到了引導學(xué)生積極學(xué)習的作用，極大地減少了學(xué)生作業(yè)的抄襲拷貝現象。
5課程目標達成度評價(jià)
課程目標1：掌握機械測繪的方法，具備徒手繪制裝配示意圖和零件草圖的能力，提升手工繪制裝配圖的能力。課程目標2：掌握零件三維建模的方法，具備創(chuàng )建二維草圖的能力，具備軸套類(lèi)、盤(pán)蓋類(lèi)、叉架類(lèi)和箱體類(lèi)四類(lèi)典型零件的三維實(shí)體建模能力；掌握裝配體裝配設計的方法，具備裝配體裝配建模能力，具備創(chuàng )建裝配體爆炸視圖能力；掌握零件工程圖設計方法，具備由零件三維實(shí)體模型創(chuàng )建工程圖的能力。課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系見(jiàn)表2.我院2016級“機制”專(zhuān)業(yè)共6個(gè)班級進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，裝配體主要選用了齒輪油泵和機用臺虎鉗，結課后進(jìn)行了課程目標達成度評價(jià)，達成度均大于0.65，評價(jià)結果均為“達成”。機制1班38位學(xué)生的有關(guān)數據是：機械測繪平均得分為C=84.0（裝配示意圖平均得分為85.0，零件草圖平均得分為85.0，裝配圖平均得分為75.0），零件三維形體建模平均得分為L(cháng)=83.1（二維草圖平均得分為75.0，典型零件建模平均得分為90.0，裝配體零件平均得分為85.0），裝配設計平均得分為Z=85.6（裝配建模平均得分為85.0，爆炸視圖平均得分為75.0），零件工程圖平均得分為G=75.9（圖形平均得分為80.0，標注平均得分為65.0），班級總平均成績(jì)?yōu)閆CJ=82.9.課程目標1達成度：D1=C/100=84.0/100=0.84課程目標2達成度：D2=（0.45L+0.10Z+0.10G）/100（0.45+0.10+0.10）=53.55/65=0.82課程總目標達成度：D=ZCJ/100=82.9/100=0.83
6結束語(yǔ)
機械測繪與先進(jìn)成圖技術(shù)課程成功地將制圖測繪實(shí)訓與三維CAD軟件實(shí)訓這兩個(gè)原本相互獨立的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節教學(xué)整合為了一個(gè)有機的設計過(guò)程，有利于培養學(xué)生的實(shí)際工程能力和創(chuàng )新能力，教學(xué)模式和考核方式的改革，提高了課堂教學(xué)效率，充分調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的自主性和積極性，符合應用型高校培養創(chuàng )新型人才的目標，達到了教學(xué)改革的目的。由于課程只經(jīng)歷了一個(gè)輪次的教學(xué)實(shí)踐，肯定還存在很多不足之處，還需要做堅持不懈的能力，使課程更加完善、成熟。
參考文獻：
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