刘敏
龙游县第二高级中学 浙江 衢州 324400
摘要：在很长一段时间内，二维图纸是唯一的工程设计语言。虽然人们所看到的和接触到的是三维实体，但是却要用二维平面图表达出来。为了识读二维工程图，必须要通过画法几何、机械制图的学习来掌握投影规律和视图识读基础。近年来，三维CAD软件在装备制造类企业迅速普及，逐渐代替二维CAD软件成为设计的主要工具。基于此，对机械类工程图学课程的三维化改革进行研究，仅供参考。
关键词：工程图学；三维化；课程教学改革
引言
工程图学是机械类和近机械类专业必修的一门专业基础课。该课程不仅担负着培养学生空间想象能力的任务，更是每一位工程技术人员必须学习的工程语言课程。在传统的机械领域，二维图纸是最重要的工程语言，原有工程图学课程主要是培养大学生空间想象能力及二维图纸的绘图、读图能力。
一、优选课程教学内容
进行项目化设计，解决计算机三维造型技术与《工程图学》通过什么载体进行项目化融合的问题。课程内容按照高职“实用、够用、必须”的原则进行大刀阔斧的改革。去除画法几何部分的内容，相贯线按照现行标准GB/T16675.1—2012《技术制图简化表示法第一部分：图样画法》采用省略简化画法来讲解，同时弱化截交线原理性讲解，只针对典型截交线结构进行讲解。从2018年开始，三视图已经成为机械制图课程内容的起点。在确定课程内容的基础上，结合苏锡常地区及江阴周边县市装备制造类企业的实际情况，以“机械零部件的造型与图样识读”为典型工作任务，以上述企业常用零部件为载体，培养学生零部件造型和图样识读能力。通过“简单零件、轴套类零件、盘盖类零件、叉架类零件和箱体类零件”这五类典型零件和“千斤顶、机用虎钳、齿轮油泵以及一级圆柱齿轮减速器”这四个典型部件的造型和图样识读，把三维软件的建模方法和机械制图的相关知识进行有机融合。标准件和常用件是机械制图中的重要内容，传统教学一般会将这部分内容单列一个章节，本院将这部分内容分解到合适的载体中进行教学。“千斤顶”中讲解螺纹，“机用虎钳”中讲解螺纹标准件，齿轮油泵中讲解齿轮，“一级圆柱齿轮减速器”中讲解键和销。以螺纹紧固件的螺栓连接为例进行说明：第一步，从软件标准件库中按照参数分别生成螺栓、螺母和垫圈，然后对照零件讲解国家标准和尺寸参数；第二步，用螺栓、螺母和垫圈连接两个零件，完成三维装配；第三步，生成螺栓连接装配图，讲解螺栓连接中涉及的装配图画法规则；第四步，尺规抄画螺纹连接装配图，此任务从螺栓、螺母和垫片的模型入手，用这些螺纹紧固件连接两个板类零件，然后装配成典型的螺栓连接装配体；第五步，创建螺栓连接装配图并抄画。将螺栓连接的使用场合、装配要点和画法规则等各个知识点穿插其中进行讲解，更符合一般的认知规律，贴合学生的学习特点。此外，利用齿轮插件geartrax和迈迪三维设计工具集等行业外挂标准件库拓展Solidworks软件插件，还可以完成非常规标准件和常用件的建模。
二、专业比赛辅助工程图学课程
伴随着互联网的飞速发展，大学生获取知识的途径呈现出多样化和便捷性，如何发挥学生自身的积极性，使学生自主地去拓展自己的工科思维和能力，成为现在工科教学广泛研究的问题，其中以学科专业比赛为推手，已经成为大学教育中培养学生能力的关键环节。现有以机械制图为主要内容或应用机械制图所学知识辅助完成的比赛有很多，其中具有全国影响力的有全国大学生先进成图大赛、全国3D大赛及全国机械设计创新大赛等。
将机械制图课程与专业比赛相融合，在比赛过程中，制图教师应该起到教练的作用，以发挥学生的能动性为主。教师可以在题目设计阶段辅助学生选择题目，赛程中对学生所设计零部件的三维实体设计及二维图纸的绘制进行指导，审核学生的图纸。学生在不同年级参加比赛与本文提出的机械制图四年不断线的培养策略是相辅相成的。
三、联合式学习课程创新
根据机电类专业联合式、个性化、差异化学习特点，构建丰富的应用案例，以夯实理论基础为支撑，以强调测绘技巧为目标，以社会需求为牵引，全方位开展理论与实践相互融通的教学方法改革。具体可通过实地走访调研机电类企业的个性化需求，将企业实际应用案例予以收集整理，并具体应用到日常理论实践教学环境中。任课教师通过开设专题定向应用、个性化实验、理实结合等多样化探究性教学场景，最大限度调动学生的主观能动性，以培养学生具备科学的研究方法和学习策略，塑造学生的创新精神、团队合作和个性发展。教学内容是实现预期教学目标的主要承载体。将教学内容划分为理论知识、拓展实践、应用提升3个层次，使学生通过循序渐进的方式，奠定扎实的机械制图理论基础和知识应用能力体系。并在此框架之上，加强针对专业应用的特色课件资源库建设，强化制图理论与工程应用的深度融合，加强绘图理论和绘图方法的交替应用。同时，搭建多层次开放性机械制图实践创新软硬件平台，为开展实践教学提供优良的软硬件条件。机械制图可供选择的三维建模软件种类比较多，常用的是Solidworks、Inventor、Catia，它们的功能不同，Solidworks、Inventor多用于设计固件，Catia多用于外观设计。一般机械专业可以采用Solidworks和Inventor，主要用来做机械设计和曲面产品设计；船舶汽车专业可以使用Catia，用来做汽车飞机等大型设计。影音视频教学资源。录制相应软件的学习视频，发布于一个视频播放器中，利用二维码生成器将它的链接生成二维码，那么学生既可以在视频播放器中播放，也可以扫描二维码得到相应视频，预习所学内容，自行建立模型。通过三维建模想象三维空间模型，对空间形态进行初步认知，再将它由三维过渡到二维模型。
四、基于线上教学的课堂教学形式重构
课程上线不只是将教学资源“搬”到网上这么简单，与之相配套的课堂教学形式以及课程考核方式都要进行调整和改进。在计算机技术和信息技术发展迅速的今天，传统的课堂教学形式本身就面临巨大的挑战，处于变革的关键时期。全面线上教学，反而促进了课堂教学形式的变革，为课堂教学形式的重构提供了实践基础。传统教学以教师讲授为中心，在授课过程中很难实时获取学生反馈，及时对课程内容进行调整，以学生中心的教学方式是未来的改革方向。全面开展线上教学，教学形式发生了根本变化。由原来的课上讲授加课下作业的形式，转变为课前预习、课前测试、课中讨论和课后作业的形式。线上教学，虽然不能实现教师和学生在空间上的同步，但是为学生和教师实现实时的沟通，打破空间限制，突破学时的限制提供了很大的方便，形成了良性循环。对于学生学习主动性的提升，有非常积极的意义。
结束语
综上所述，根据地区产业特点在机械类工程图学课程中引入三维设计软件，与传统意义上的制图课程相比，既有传承，又存在不同。传承的是制图课程的“构形、表达、读图和制图”4个基本能力。在制图能力方面，四步法对于尺规作图能力相对弱化，更重点突出电脑创建工程图能力的培养；在表达能力方面，更加注重徒手绘制立体图（正等轴测图）能力的训练。
参考文献
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