《机械制图》课程的教学改革实践

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【摘要】针对《机械制图》课程学时少、难度大这一特点，对教学方法进行了一些改革实践，取得了良好效果；针对CAD技术的发展、制图理念的变化，对本课程的教学目标定位进行了重新审视，提出了几点的见解。
【关键词】《机械制图》 三维实体 二维视图 《机械制图》是大多数工科学生必修的技术基础课。为了适应当今海量信息时代，高校的教学计划也在改革，各门课程的学时数大大减少。而且随着计算机的发展与普及，制图理念也在发生变化。该课程是一门实践性很强的课程，历届学生普遍反映较难。针对学时少，难度大这一现状，以及如何融进当今先进的制图理念等问题，笔者进行了认真思考，并进行了教学改革，取得了一定效果。
一、制定切实可行的教学目标
1.机械制图的发展。就制图手段而言，它经历了由手工绘图向计算机绘图的发展；就制图过程而言，设计人员由绘制二维图向创建三维实体的方向发展。所有这些都得益于计算机的普及和设计方法的发展以及设计软件的开发。
三维软件的功能越来越强大，如Pro-E、Solidwork，AutodeskInventor等，且它们都能产生二维投影图，因此有人提出在教学中应加强三维，淡化二维。但笔者对此有不同看法，因为：
（1）不管三维软件功能如何强大，它都不能取代二维工程视图的“工程师语言”的地位，设计、加工、装配、检验等之间的交流仍然主要靠二维工程视图。这就要求工程人员能识读视图，由二维视图想象出三维实体。
（2）计算机软件从三维模型生成的二维视图，还不能完全符合国标要求，必须进行一定的修改。如根据国标，肋板在剖视图中是不画剖面线的，而由三维模型生成二维视图时则不会对是否是肋板加以判别；再比如，在产生装配图的剖视图时相邻零件的剖面线也未加以区分（只有一种剖面线），这也是不便于识读的，等等。这就要求工程人员具有正确绘制和识读二维工程视图的能力。
（3）三维实体的创建也要依赖于对二维视图的识读与理解。
因此，正确绘制二维视图，或由二维视图想象空间三维实体仍然是机械制图课的重点和难点。
2.机械制图课程的特点。就机械制图内容来讲，是一门标准性很强的学科。在制图整个过程中处处渗透“标准”二字。因此，要求学生必须严谨治学，树立“有法必依”的思想。
3.本课程的教学目标定位。笔者讲授的对象是非机类专业，学时为40（不包括计算机绘图）。根据这些前提条件及笔者对本课程的认识，将教学目标定为：①重点培养学生的空间想象能力，这包括两个方面，一是由三维模型绘制视图——绘图能力，二是由视图想象实物——读图能力（当然在难度上比机类有所降低）；②了解机械制图的基本的技术要求；③了解零件图和装配图的基本概念；④了解当今先进的三维造型软件的基本功能。
二、课堂教学方式的改革实践
1.精选课堂讲授范例，少讲多练。该课程是一门实践性非常强的课程，这就需要给学生多练习的机会和自己想象的时间。因此笔者每次上课只用一小时讲一、两个例题，重点讲授分析问题的方法，而不是将所有类型穷尽讲解。比如，在讲授立体截交线一节时，笔者重点讲解截交条件与截交线类型之间的关系，以及截交线的投影的求解步骤，只讲一个或两个单一截面产生的截交线的例子，而后马上让学生进行类比练习，同时加上复合截交线的练习。笔者认为，例题应简单，主要反映求解方法和基本步骤，而学生练习则应适当难些，以求培养学生分析问题的能力。余下的时间学生练习，老师则进行个别答疑、质疑辅导。
2.合理运用多媒体。多媒体（CAI）在整个教学过程中起辅助教学作用，不能完全替代黑板教学。CAI与黑板相辅相承。在课程的前期，教学目的是帮助学生建立三维立体与二维视图之间的转换关系的空间概念、理解投影原理、逐步掌握绘图方法和技巧，这时应以黑板教学为主，CAI为辅，CAI主要起到展示模型的作用（取代传统的实物模型）。在课程后期，学生的空间想象能力已有一定的基础，这时主要介绍基本要求和基本概念等，则以CAI为主。这时可为学生提供较多的模型，让学生“积累素材”。实践证明，这对实现教学目标是非常行之有效的。
3.制作计算机三维模型，弥补教学资源的不足。要培养学生的空间想象力，多种实体模型的配备是必不可少的。以前老师上课要携带大量模型，这无疑既增加了教学成本，又给教师的工作带来诸多不便。当今三维软件功能非常强大，因此笔者用三维造型软件制作了大量的满足教学要求的计算机三维模型，同时为所有的习题都制作了相应的三维模型，这些模型可以任意剖开、旋转，与实物模型无异。这对培养学生的空间想象能力有很大的帮助。
三、建议与思考
随着CAD技术的发展，传统的机械制图方法也在发生着巨大变化：由手工制图向计算机制图的转变；由二维设计向着三维设计的转变。随着动态设计、虚拟设计等新的、先进的设計方法的发展，三维造型越来越显示出其重要性。因此，笔者认为将三维造型软件引进课堂是非常必要的，建议机械制图类学生至少应该掌握一种这类软件的使用。