基于应用型人才培养的《机械制图与零件测绘》课程教学改革分析
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【摘 要】论文对《机械制图与零件测绘》课程开展教学改革进行研究，从而创建四位一体的教学内容。机械制图测绘的完整过程可以让物到图再回归物，形成闭环控制，提高学生的业务水平，培养应用型人才以满足社会发展的实际需要。
【Abstract】This paper studies the teaching reform of the "mechanical drawing and parts surveying and mapping" course， so as to create a four in one teaching content. The whole process of mechanical drawing and surveying can turn things into figures and then return things， form closed-loop control， improve students' professional level， and train applied talents to meet the actual needs of social development.
【关键词】应用型人才;《机械制图与零件测绘》;教学改革
【Keywords】applied talents; "mechanical drawing and parts surveying and mapping"; teaching reform
【中图分类号】G642 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）02-0135-02
1 引言
机械制图测绘非常注重实践操作，其想达到的教学效果即复习所学的机械制图理论和相关知识，有效提升绘图与读图水平，培养学生灵活使用学过的理论解决具体问题与及时创新的能力，这样才有利于后续专业课程的学习。机械制图测绘在多个领域发挥着关键作用。
2 问题的提出
制图测绘课程在我国从出现到今天已有三十年的历史，然而目前已经有的制图测绘教学还是沿用了过去传统的教学手段。首先掌握测绘模型的原理与内部结构，正确拆装测绘模型，选择适当的测量设备，徒手绘制草图，最后应用尺规绘制工程图样。一直以来都是按照上面的步骤进行该课程的教学。但是当前信息数字化技术进步飞快，机械领域的设计与制造都有巨大的发展。企业迫切需要人才，对岗位人员的业务水平提出了更高的要求。高校是向社会输送人才的阵地，因此，一定要与时俱进、积极探讨如何创新教学模式，防止和社会现实需求脱节的问题发生，从而培养社会真正需要的应用型人才。过去的《机械制图与零件测绘》课程让学生使用尺规绘图，但随着CAD技术的发展，近年来已经不再需要图板，而是通过计算机辅助绘图与设计。同时，计算机二维绘图与三维建模已经得到越来越广泛的应用[1]。因为上述传统的制图测绘教学存在缺陷，本文研究了四位一体的教学改革方法，希望使得专业课程对接职业标准，向社会输送真正需要的制图测绘人才。
3 教学改革创新的对策
3.1 加强徒手绘制草图能力训练
徒手绘制草图可以很快完成，而且没有地点的局限，优势明显。往往通过一支笔与一张纸就能展现完整的设计构想。绘制草图时，绘图人员忽略绘图工具的影响，将思维集中于零件的结构分析、图形的表达方法研究中。所以通过训练徒手绘制草图，能够让学生更好地认知方向与空间，加快提高空间转换思维能力。其广泛用在操作中，如有时加工零件的任务紧迫、时间紧张，来不及绘制出完整的工程图，就能用草图进行表达。技术人员实地调研时，忽然来了灵感，也可以用草图快速记录下来。技术交流时，也经常利用草图表达所思所想。另外，徒手绘图充满着发现精神，结合了视觉上的思维、想象能力与表达图形的水平。徒手绘图时，要充分调动思维能力，从而培养抽象思维、设计分析与创新能力。制图测绘作为徒手草图的进化，可以在课堂上适当加入徒手草图的训练内容。学生刚开始接触徒手绘制草图时经验不够，不能准确目测估算线段长度与角度等[2]。所以，学生可以先在有着方格的草纸上徒手练习绘制草图，熟悉了之后再慢慢抛弃方格纸，变成完全的徒手绘制草图。
3.2 计算机二维绘图代替尺规绘图
長期以来，传统的制图测绘都需要用到普通的尺规工具。经过很长时间的教学实践可以看出，测绘制图时学生使用尺规作图的时间占到一整堂课时间的50%左右，但是尽管如此，尺规作图仍未达到最初设定的教学任务和目标。
第一，尺规绘图在现实操作中早已完全被计算机绘图替代，学生发自内心排斥尺规这个工具，不能端正学习态度。但由于教师或课程考核有具体的要求，学生只能草草敷衍，部分学生还会把其他人已经完成的图直接拿来“依葫芦画瓢”，完全照搬抄袭。所以即便画完了图，也不明白为何如此画图，想要表达什么。
第二，大部分学生对于尺规作图不熟悉，作图速度有待提升，部分学生设定的绘图比例不合适或视图布局不科学导致图形超出图幅范围进而需要重新绘制，浪费了精力与时间。作图时由于受到众多因素的干扰，很多学生往往是不停修改、不停擦除，破坏了图面的整洁度，不利于加快课程的学习进度。
第三，学生用尺规绘图时，太过重视线条是否均匀以及图面是否整洁，却不关注综合运用零件设计、工艺结构与尺寸方面。CAD技术被使用于机械工程设计领域，基本作用就是辅助绘图，现在通过计算机辅助绘图开始变成常规操作。改进之后的绘图与编辑功能使绘图更加便捷，学生无须再考虑线条的质量高低或图面的整洁与否，可以有更多精力关注与思考测绘图形本身。 3.3 应用三维建模技术
对高职院校的学生而言，经常容易没有信心，依赖情绪严重。在《机械制图与零件测绘》课程教学过程中，总是不满意自己绘制的工程图，一味地等待教师提出修改意见。如果使学生通过某种方法能多方位地自主检查工程图样的视图错误，不但可以使学生从中体会到自我发现问题和解决问题的乐趣，培养自主学习的能力，更能够增加其学习的信心[3]。三维建模能够解决这个问题，先按照绘制的工程图三维建模，接着对比计算机里的三维模型和测绘零件，检查修改后，导出工程图，对比是否一致。在这个过程中反复比较与思考，能够纠正在之前具体操作时的视图表达等错误。全方位自我检查绘制图是否正确，可以确保学生绘制的工程图样可以形象地表达出测绘的零件，有效提高学生的读图能力、绘图能力与三模建模能力，等等。此外，还可以考虑三维虚拟装配，深入掌握不同零部件之间装配的方法。当学生感受到由三维模型导出工程图带来的便捷，便会疏于对三维到二维的视图表达的思考。久而久之，学生读图与绘图水平就会下降，学生需要大量依赖三维建模导出的工程图样，否则便无法绘制工程图样。机械制造领域当中，如果企业要求在生产蓝图的右下角添加三维图，其意图在于帮助想象实体的形状和结构，用于指导生产的蓝图通常是二维工程图样。二维工程图样不仅在表达上比三维更加清晰和精准，还可以满足标注尺寸、尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度等技术要求。
3.4 引入3D打印技术
在《机械制图与零件测绘》课程中，学生的最终成果是图样，这是远远不够的。按照学生绘制的图纸生产加工，不确定能不能制作出合格的零部件。但这却是工程具体操作时最看重的问题。3D打印技术具有能够完美仿真、速度快、价格低的优势，能够有效改进制造业生产模式。在《机械制图与零件测绘》课程中引入3D打印技术，利用3D打印机打印出零件模型，让学生动手组装，检验了学生的测绘成果[4]。因为学生工作经验不足，有些细节的处理并不到位。组装模型时容易因为需要配合间隙出现孔位错开等问题，或者最终组装好之后却不能发挥作用。工程具体操作时总是发生各种状况，引入3D打印技术能够让学生思考如何解决现实问题，一步步改进自己的测绘成果。
4 结语
结合现实情况，对于《机械制图与零件测绘》课程进行四位一体的教学改革实践，抛开尺规，强化徒手与三维建模等能力。该教学改革措施提高了学生读图能力与绘图水平，同时，培养了学生自主学习与解决问题的能力。
【参考文献】
【1】王淑侠，张茜，蔡旭鹏.制图测绘课程的多元化实践教学改革研究三维[J].图学学报，2017（3）：454.
【2】杨莉，郝育新，王建华.工程制图测绘教学模式的研究与实践[J].图学学报，2013，34（1）：116-119.
【3】张烨，金君鑫.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].工业设计，2018（9）：161-167.
【4】王淑侠，荆晓珂，高满屯.面向三维辅助设计软件Solid Works的学生作业防拷贝检测系统开发[J].图学学报，2017（4）：603-609.
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