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机械测绘与先进成图技术分析论文
摘要：将制图测绘实训与三维CAD软件实训整合为机械测绘与先进成图技术，改革了传统的教学模式和考核方式，调动了学生学习的自主性和积极性，有利于培养学生的机械制图能力和创新能力。
关键词：机械测绘与先进成图技术；教学模式；考核方式
工程图学课程与工程实践联系密切，可以培养学生工程图样绘制、阅读及形象思维能力，提高工程素质，增强创新意识，是普通高等学校本科工科专业的重要工程基础课程。对“机制”专业学生而言，机械制图能力（特指“机制”专业，下同）主要包括：徒手绘图和尺规绘图的能力，计算机绘图和三维形体建模的能力，绘制和阅读机械图样的基本能力，零部件测绘的基本能力。
1课程教学现状
伴随着科技的发展，机械制图经历了手工绘图和计算机绘图两个阶段，现在正全面迈进三维设计时代。在这一进程中，机械制图课程的教学也做了相应的改革，不断地在传统的以手工绘图为主线的课程体系中添加相应的模块，较多地做法是插入专门的章节来讲解计算机绘图和三维形体建模，再设置制图测绘实训和三维CAD软件实训等实践教学环节。这种基于二维图形为主线的叠加式的能力培养模式将机械制图能力分割为几个相对独立的模块，造成了相关知识技能链接间断，教学内容重复与脱节并存，并且能力培养周期长，不能很好地适应全面进入三维设计制造时代的发展需要。针对上述问题，我院近几年来在机械制图能力的培养方面进行了较深入的教学改革，已将手工绘图、计算机绘图和三维形体建模等教学内容进行了有机的整合，实现了机械制图课程三维二维一体化教学。对制图测绘实训和三维CAD软件实训等实践教学环节进行整合已是当务之急。
2整体改革思路
通过大一两个学期机械制图课程的学习，学生具备的机械制图能力主要包括：初步的徒手绘图能力，一定的尺规绘图和计算机绘图能力，初步的绘制和阅读机械图样的基本能力，初步的三维形体建模能力。后续的实践教学环节的任务是：提升徒手绘图和尺规绘图能力，提升绘制和阅读机械图样的基本能力，培养三维形体建模的能力，培养零部件测绘的基本能力。为了尽快达成学生机械制图能力的培养目标，将传统的图测绘实训和三维CAD软件实训这两个实践教学环节整合为一个实践教学环节，命名为《机械测绘与先进成图技术》，作为本科“机制”专业核心课程在大二第一个学期集中三个星期开设。这样做，既可以较好地使日常教学与学科竞赛（“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛）对接，又可以较好地服务后续课程教学。机械测绘与先进成图技术课程主要包括下面的四个模块：
（1）机械测绘。对装配体（如齿轮油泵、台虎钳等）进行测绘，徒手绘图绘制其装配示意图和每个零件的零件草图，尺规绘图绘制其装配图。
（2）零件三维形体建模。主要包括：①学习使用三维CAD软件创建二维草图；②学习轴套类、盘盖类、叉架类和箱体类四类典型零件的三维形体建模；③完成装配体所有零件的三维形体建模。
（3）部件装配设计。完成装配体的装配建模，并创建装配体的爆炸视图。
（4）零件工程图设计。使用三维CAD软件由装配体零件（由老师指定）的三维模型创建二维工程图。
3教学改革案例
由于机械测绘与先进成图技术这门课程既包括手工绘图又包括计算机绘图，既包括三维形体建模又包括二维工程图，这就要求我们把握好各环节之间的相互联系和逻辑关系，处理好局部与整体的关系，注重学生实际制图能力的培养，把教学内容和教学方法的改革与过程考核结合起来，用生动的课堂教学来调动学生的学习兴趣，进而提高学生学习的主动性。零件三维形体建模是三维CAD软件部分的核心内容，在这一部分的教学实践过程中，主要采取了下面的措施：
（1）案例教学与作业相结合。在创建二维草图和典型零件三维形体建模的教学过程中，不是像传统教学一样逐个地讲解每个命令的操作方法，而是每一部分均只通过讲解2～3个典型案例来介绍常用命令的操作方法，再通过完成一定量的作业，让学生较全面的掌握软件的使用方法。这种做法的优点是：①使学生独立思考。传统的教学方法貌似全面，但其内容在实践中不实用，且非常乏味无趣，在一定程度上损害了学生的积极性和学习效果。案例讲解没有告诉学生作业该怎么做，需要学生自己去思考、去学习，使得枯燥乏味变得生动活泼。②使学生注重实际工程能力。案例教学貌似不全面，但能引导学生从研究每个命令的操作方法中跳出来，转到学习解决实际问题的能力。③使学生和老师的双向交流更加流畅。学生做作业之前，要先消化老师所讲解的案例，还要经过缜密的思考来找到完成作业的方案，这也需要老师给予引导，也促使老师加深思考，根据不同学生的不同理解补充新的教学内容。典型二维草图案例如图1所示，典型零件案例如图2所示。
（2）作业与工程项目相结合。创建二维草图是零件三维形体建模的基础，典型零件三维形体建模又是完成实际工程项目的基础，学生必须要完成足够量的作业才能达到对软件的全面掌握。在此基础上，再布置学生对已进行测绘的装配体的所有零件进行三维形体建模这一工程项目。这种做法的优点是：①基本技能与实践相结合。学生要完成工程项目，就要从掌握三维CAD软件的基本操作技能入手，分析工程项目的实践情况、制定方案。在完成每个任务的过程中，都可能遇到在前面的学习中没有掌握的问题，学生都会自觉地查漏补缺、解决问题，这样学生就有了自觉、主动的第二轮学习，从而完成对知识的掌握和能力的培养。②可控制性强。老师全程指导学生完成工程项目，有利于学生集中精力学习技能。③改进了教学模式。围绕工程项目这一主线，老师为引导，学生为主体，形成了学生主动参与、探索创新的新型教学模式。
4考核方式改革
（1）注重过程考核。教学过程的每个环节都有具体的目标任务，将课程考核落实到每一个具体的教学环节，学生每完成一项就及时进行评定，督促学生高质量地完成学习任务。课程考核体系见表1.（2）作业与限时上机完成指定作业相结合。由于电子文档的复制拷贝极其方便，容易发生学生在三维形体建模环节复制拷贝他人作业的现象，在创建二维草图和典型零件三维形体建模这两个环节均安排了限时上机完成指定作业的考核方式，起到了引导学生积极学习的作用，极大地减少了学生作业的抄袭拷贝现象。
5课程目标达成度评价
课程目标1：掌握机械测绘的方法，具备徒手绘制装配示意图和零件草图的能力，提升手工绘制装配图的能力。课程目标2：掌握零件三维建模的方法，具备创建二维草图的能力，具备轴套类、盘盖类、叉架类和箱体类四类典型零件的三维实体建模能力；掌握装配体装配设计的方法，具备装配体装配建模能力，具备创建装配体爆炸视图能力；掌握零件工程图设计方法，具备由零件三维实体模型创建工程图的能力。课程目标对毕业要求的支撑关系见表2.我院2016级“机制”专业共6个班级进行了教学实践，装配体主要选用了齿轮油泵和机用台虎钳，结课后进行了课程目标达成度评价，达成度均大于0.65，评价结果均为“达成”。机制1班38位学生的有关数据是：机械测绘平均得分为C=84.0（装配示意图平均得分为85.0，零件草图平均得分为85.0，装配图平均得分为75.0），零件三维形体建模平均得分为L=83.1（二维草图平均得分为75.0，典型零件建模平均得分为90.0，装配体零件平均得分为85.0），装配设计平均得分为Z=85.6（装配建模平均得分为85.0，爆炸视图平均得分为75.0），零件工程图平均得分为G=75.9（图形平均得分为80.0，标注平均得分为65.0），班级总平均成绩为ZCJ=82.9.课程目标1达成度：D1=C/100=84.0/100=0.84课程目标2达成度：D2=（0.45L+0.10Z+0.10G）/100（0.45+0.10+0.10）=53.55/65=0.82课程总目标达成度：D=ZCJ/100=82.9/100=0.83
6结束语
机械测绘与先进成图技术课程成功地将制图测绘实训与三维CAD软件实训这两个原本相互独立的实践教学环节教学整合为了一个有机的设计过程，有利于培养学生的实际工程能力和创新能力，教学模式和考核方式的改革，提高了课堂教学效率，充分调动了学生学习的自主性和积极性，符合应用型高校培养创新型人才的目标，达到了教学改革的目的。由于课程只经历了一个轮次的教学实践，肯定还存在很多不足之处，还需要做坚持不懈的能力，使课程更加完善、成熟。
参考文献：
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[2]康宝来.卓越工程师背景下机械制图能力实现途径的研究与实践[J].装备制造技术，2014（8）：251-253.
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[4]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.
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