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本科机械制图课程群构建探讨

 论文栏目:机械制图论文     更新时间:2020/9/15 15:04:47   

[摘要]本文通过对应用型本科机械类专业学生机械制图教学效果的分析,分析了机械制图课程设置的问题,进而以培养应用型人才为目标,基于OBE的教育理念,构建机械制图课程群,对机械制图课程的教学内容进行优化整合,以期在提高应用型本科机械类专业毕业生的培养质量上发挥作用。

[关键词]应用型;机械制图;空间思维;课程群

一、引言

对于应用型本科院校的机械类专业,机械制图课程是一门传统的专业基础课程,理论与实践并重。其主要任务是培养学生绘制和阅读机械图样的能力、空间想象能力和创新设计能力。通过本课程的学习,不仅为后续专业课程的学习打下坚实基础,也要为学生完成课程设计、毕业设计乃至毕业后从事专业工作打下必备的制图基础。但是,从目前应用型本科机械类专业学生的课程设计和毕业设计的图样设计以及图面质量来看,学生对于机械制图课程的学习效果不尽如人意。

二、存在问题

通过查阅近年来我院机械电子工程专业学生的课程设计和毕业设计,发现课设计中的图纸存在问题颇多。不仅在机件表达不清,图形标注混乱,而且在图框的绘制上出现问题。以上说明学生对于机械制图的基础知识没有很好的掌握和运用,运用图纸表达工程设计的能力较为欠缺。

三、原因分析

(一)课程设置

传统的机械制图课程包括画法几何和机械制图两部分的内容,一般安排在大一新生入学的第一学期,课时安排较少。随着计算机技术的发展,在工程实践中手工制图逐渐被计算机绘图所替代。因此,大部分的机械类专业都在教学计划中增加了AutoCAD课程。虽然AutoCAD课程的加入,使机械制图由手工绘图走向计算机绘图,但是二维的计算机绘图作为一种绘图工具,并不能提高学生的空间思维能力。根据本课程的特点,在第一学期的理论课程结束后,第二学期安排有为期一周的机械制图测绘环节。但是由于第一学期机械制图的知识掌握不牢固,所以在测绘过程中也出现了诸多问题,本环节的实践作用不太明显。

(二)教学内容、教学模式及手段

传统的教学内容一般都是按照机械制图的基本规定、正投影理论、点线面的投影、组合体、轴测图、机件的表达方法、标准件及常用件、零件图、装配图的顺序进行讲解。由于课程内容多、课时少、教学任务重,教师在教学过程中不能很好的发挥学生的主动性。教学模式一般采用以教师为主体,以纯理论的讲授为主,辅以学生在课后进行制图习题集上一些基本习题的练习。课堂讲解时往往配以挂图和制图模型的手段,来帮助学生进行空间思维能力的培养。但是由于这些辅助手段的作用有限,学生的空间思维和空间想象能力很难培养出来。近年来,随着多媒体技术的发展,PPT、三维动画等教学手段逐渐在制图课堂上得以应用。教师会在课堂上利用三维动画的演示帮助学生建立空间立体概念,学生的空间思维能力有了一定的改善。但是距离应用型本科对于毕业生的毕业要求还相差甚远。

(三)学情分析

随着大学的不断扩招,本科教育已经从以前的精英教育转变成了大众教育。应用型本科专业所招收的学生素质不断下降。另外学生直接从中学课堂步入大学课堂,对于机器零件没有直观的认识,不能理论联系实际。目前,随着计算机技术和智能制造业的迅猛发展,机械行业对机电装备类人才的需求大增,同时对机械类应用型本科专业毕业生的质量提出了更高的要求。而由于上述种种原因,目前应用型本科机械制图课程的教学已不能满足社会对于机械类专业毕业生的要求。因此,进行机械制图课程群的建设,通过此课程群的课程设置,提高学生的空间思维能力和创新设计能力,成为了建设高水平应用型本科机械类专业课程体系建设的重要组成部分。

四、机械制图课程群的构建

随着计算机技术的发展,计算机绘图及设计软件不断推陈出新。出现了一批UG、Proe、Solidworks等优秀的三维绘图设计软件。利用三维设计软件,可以直观地进行机械制图课程的教学,而且通过建模的过程,学生可以直观地观察到零部件的动态生成和装配过程。同时学生运用三维软件进行建模,更能发挥想象力,设计出自己想象的或者要求的理想的模型。

(一)课程群的设置

根据工程认证的对于毕业生的毕业要求,结合机械类专业的培养方案和后续课程学习的需要,增加机械制图课程的课时,由原来的一个学期增加至两个学期;AutoCAD作为常用的二维计算机绘图工具,作为实验课程与机械制图课程同步开设在第一学期;将机械制图测绘安排在第二学期,同时在第二学期增设数字化建模课程。构建以机械制图课程为核心,包括机械制图、AutoCAD、数字化建模、机械制图测绘四门课程的二维和三维相结合、手工绘图和计算机绘图相结合、培养工程实践能力(机械制图测绘)的“2+2+1“的机械制图课程群。课程群示意图如图1。

(二)优化整合课程内容

以工程实践为背景,梳理机械制图课程所包含的知识点,整合教学内容。选择合适的工程项目作为载体,创建真实的工作情境。以典型零部件的绘制与识读为主线,将整个机械制图的内容整合为典型部件的拆装、轴套类零件的绘制与识读、轮盘类零件的绘制与识读、叉架类零件的绘制与识读、箱体类零件的绘制与识读和典型部件装配图的绘制等典型项目,进行项目化教学。

(三)教学模式和教学方法

根据工程认证的要求,基于OBE的教学理念,采用目标导向、以学生为中心的教学模式。充分发挥学生的主体地位,在各个项目教学的过程中,将所需的机械制图的理论和表达方法、计算机二维绘图和三维建模的方法融入其中。通过真实的测绘环境、结合直观形象的三维建模手段,不仅可以激发学生的学习兴趣、提高学生的实践能力,而且切实锻炼了学生的空间思维能力和创新设计能力。使学生在本课程结束后,不仅能够进行手工绘图,而且具备能够运用计算机技术对机械零部件建立2D或3D模型,包括零件的表达和整个机械系统的装配的能力,达到工程认证对于机械类专业毕业生的要求。

五、结论

本文分析了目前应用型本科机械类专业机械制图课程教学存在的问题及原因,以培养应用型人才为目标,基于OBE的教育理念,整合了机械制图的教学内容,对机械制图课程群进行了构建和探索。使课程群内各课程之间互相渗透,从而充分发挥机械制图课程群在整个课程体系中的作用,促进提高机械类专业学生的培养质量。

参考文献

[1]孟杰,李翔,何高法,等.应用型人才培养下机械制造课程群的构建与探索[J].教育现代化,2019(A4):25-27.

[2]周银,龚玉玲.应用型本科机械制图与计算机绘图课程教学改革探究[J].教育现代化,2019(80):293-294.

作者:常英丽 张颖 陈绍鹏 单位:平顶山学院

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