机械制图课程教学方法和内容的应用研究
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2014）09-0210-02
引言
在机械设计制造、土木建筑等工业工程中，图样是指导生产、加工和制造、检验等全过程最重要的技术文件之一。工程图样与文字、数字一样，是人们表达设计思想、交流设计意图、记录创新灵感的重要工具。因此，能够准确读懂图纸信息，熟练绘制工程图纸是工程技术人员必备的一种技能。
《机械制图》课程是机械及相关工程类专业的一门必修的专业基础课，具有很强的实践性和技术性。它也直接影响了学生后续课程的学习以及相应的课程设计、毕业设计，是同学们毕业后从事设计生产、科研项目必备的基础知识之一。制图中的图形元素以及线型比例、线宽、数字书写、图纸的大小等等，都要符合国家标准以及行业标准，要求制图规范化，便于进行技术交流，在工程界素有“工程师的语言”之称。以往《机械制图》注重于画法几何的教学和手工绘图的能力，随着科技的飞速发展和计算机技术的深入应用，企业采用“无纸化”办公，应用CAD软件进行辅助设计，提高生产效率，让新产品在第一时间进入市场。在科技进步的今天，课堂教学也要与时俱进，夯实手工绘图能力的同时，在课堂教学中引入CAD技术，比如AUTOCAD、UG等软件教学穿插，更加有利于学生与现代工业接轨，了解产品的实际设计生产过程。
一、教学改革原因
1.为适应时代的发展和产业技术指标的变化，在教学过程中引入最新的《机械制图》、《技术制图》标准，使得学生能够及时了解并真正认识到机械行业的制图标准。目前，在企业生产中，已经很少见到手工绘图的场景了，基本上已经采用“无纸化”绘图。企业技术交流中，采用计算机绘图，这就使得我们在教学中要跟上时代的脚步。“机械制图”课程分两个学期教学，计算机绘图主要集中在第二学期进行。
2.改变学生以应付期末考试为最终目的的学习态度。学生在学习课程阶段，有的学生并未真正将学习知识作为目的，总是在最后期末考试的时候才去看书进行复习，为的只是考试及格或者过关，没有从根本意识到知识对后期学习工作的重要性。改革的初衷也就是要改变学生的这种应付的态度，注重平时学习，提高课堂学习的兴趣和探索知识的精神。将CAD技术穿插进课堂教学，很难理解的图形或者实物立体，通过软件的操作展示出来，加深学生们的印象。
3.在教学方法上，将现代计算机技术与传统模型相结合。继承传统教学的优点，重视学生动手绘图、识图能力的培养。学生初次接触到制图的基础知识，难免在物体的空间与平面图形的转换过程中产生困惑以及不解，立体思维比较差的学生更难将模型进行二维图纸的绘制。若采用立体模型以及三维辅助软件的帮助，可以有效解决学生的绘图、识图所产生的困难。
二、教学内容和教学方法改革
1.教学内容的增删。机械制图的教学原则应以学生能够掌握国家标准和行业标准，来进行机械零部件设计或者后续机械课程的设计，培养绘图、识图的能力为宗旨。故在教学中，将部分内容进行了删减，如：线型元素的换面法求解，复杂立体与立体相交空间曲线的求解，利用图解法求解直线实长和对投影面的夹角等内容。增强的内容：立体视图的投影画法，尺寸标注，公差与配合，强化手工绘图的能力等内容。
2.平时作业的设计。机械制图是实践性很强的课程，在每一部分的内容结束后，都要辅以相应知识点的题目进行练习。习题的内容要与教材的内容相配套，及时在学生每次作业做完后，在课堂上对出现的集中错误进行板书示范纠正，让学生明白绘图的真正意图。“机械制图”一般都配套有相应的习题集，除了做习题集上的小题练习以外，进行绘图时，还可以在教师科研项目进行中所遇到的图纸，选做一些项目进行手工绘制，完成2号或者3号图纸的绘制。这样，不仅完成了手工绘图的作业，学生也可以了解在实际生产中，产品的具体设计流程和技术要求，使得学生的学习不与实际工业脱轨，也为工程类学生更好地理解本行业的专业知识打下基础。
3.教学方法和教学手段。在课堂教学中，注重学生现场实时的接受能力，不能仅仅为了保证教学进度和计划而忽略学生对知识的理解和掌握程度。现在课堂教学基本都采用多媒体课件进行，这样可以在课件中多角度展示立体模型的空间构架和元素之间的交互关系，而且有助于学生空间思维的培养。但难点在于同学们很容易看懂三维模型，要将其转换到图纸中，用平面图形展示出，就不能够顺利的进行转换。针对这种情况，在教学中，应采用板书进行示范性教学，虽然费时费力，但起到的效果是不容小视的。
课堂理论教学是必须遵从的，但作为工程类学生，“机械制图”课程的教学尝试从一年级开始，让学生进入企业加工车间或者学校实习车间，实地的考察了解，工程图纸在设计、生产加工和制造中的作用，帮助学生们真正理解图纸中的技术所包含的意义。了解了零部件的生产过程，也就明白了图纸中线条或者工艺处理的实质。
三、三维软件在教学中应用
二维、三维绘图软件的应用，使得绘图的效率和质量大幅度的提高，在图纸的修改、反复利用和保存管理等方面，体现出了手工绘图无法比拟的优越。现代，三维软件技术已经成熟，软件的应用也已经渗透进各个行业，三维造型设计技术引入到机械制图中来。三维造型技术是根据二维平面草图图形，经过拉伸、旋转、扫描、扫略等特征操作创建立体模型，建立起平面图形和立体模型之间的构架关系。三维软件在教学中的引入和应用，加深了学生的学习兴趣，更重要的是，对于二维图形和三维立体之间的空间转换，给学生提供了想象的空间，丰富了思维模式，也为提高学生的读图能力和绘图能力提供了有力的技术支持。 机电工程学院的机械类学生已经在第一学期系统学习了机械制图的投影理论、简单立体投影和组合体投影、各种机件的表达方法等。在第二学期，将CAD技术引入教学，学生们除了学习AUTOCAD软件以外，还可以学习三维造型软件，比如UG软件。在授课过程中，用UG建立模型，再将模型转换为二维工程图，讲解图纸绘制，会大大提高知识的接受程度。
采用UG软件教学时，可以首先采用二维简单图形，通过拉伸或者旋转等特征操作成为立体模型，再与其他立体通过叠加或切割的方式进行组合修改，以期得到预想的立体，最后再将立体模型转换为二维工程图。
如果想让学生更深入地了解，可以再进行模型的细节处理等操作。在要求学生读图或者绘图时，使得学生清楚读图是首先分析图纸，建立立体模型，分析每个结构的特征，分别进行模型的建立，然后进行各个部分的整合，组成为一个完整的模型。整个教学过程让学生对工程图的认识从被迫接受，转变为学生自主的研究和思考，由感性认识上升为理性认识。
通过三维软件UG的教学，使得学生更深入地理解，工程图的绘制并不是简单的抄画，图纸的绘制包含了产品的概念设计，工艺要求，技术要求，产品的制造和检验，它是一个生产流程。提高学生对工程的认识和读图的空间能力，同时也初步掌握了一门三维软件，对于以后的毕业设计和应聘都打下良好的基础。
四、结束语
1.改革成效
“机械制图”课程中进行的改革，增强了学生学习的自主性和积极性。让学生放下包袱，轻装上阵，真正在平时训练分析问题、解决问题的思维和方法。通过改革中教学方法和手段的探索，让学生改变学习观念，变被动学为主动学，对整个图纸的认识从抄画深入到工程行业要求。更加注重对学生空间构形能力和运用现代先进技术能力的培养。
2.存在问题
由于改革只是初步进行探索，每个阶段教学，学生的接受程度不尽相同，个别学生并未很好的重视平时的绘图识图训练，导致平时无法真正掌握知识，只是应付考试的情况也会存在。
希望在后续的教学中继续深化改革，继续培养学生的严谨科学的制图态度，以及掌握先进制图技术，真正理解“机械制图”不是一门考后就结束的课程，而是贯穿在整个职业生涯中的基本技能，培养学生严谨细致的工作作风和认真负责的工作态度，构架起一座衔接专业领域知识的大桥。
