机械零部件测绘教学改革探索

2012-04-12任彩霞牛红宾何文平

黄河水利职业技术学院学报 2012年1期

关键词：工程图草图绘图

任彩霞，牛红宾，何文平

（河南工业大学，河南郑州 450007）

0 引言

随着社会对工科大学生的要求不断提高，原有的机械零部件测绘环节已不能与之相适应。本文试以河南工业大学教学研究资助项目为依托，结合相关教学实践，对机械零部件测绘教学改革进行探索。

1 课程教学发展现状

1.1 课程定位和功能

零部件测绘是工程图学的一个教学内容。工程图学是工科大学生进入大学接触的一门专业基础课，其主要任务是培养学生的绘图、读图能力。能力的培养离不开实践，所以，对于机械类专业来说，往往在学生完成工程图学理论学习任务之后，要安排零部件测绘这一实践环节[1]。所谓零部件测绘，就是对现有的机器（或部件）进行分析和研究，经测量，画出零件草图、零件图和装配图的全过程。在生产实际中，零部件测绘是机电类工程技术人员必须掌握的基本技能之一，进行零部件测绘是技术改造、已有设备仿制和损坏零件修配的一个重要环节。就测绘内容而言，它是运用图学知识、从工程角度进行实践的过程，是综合运用图学知识的过程[2]。它有利于学生将图学理论知识融会贯通。

1.2 零部件测绘教学的发展及改革要求

零部件测绘原来的教学安排是：教师对测绘内容进行详细讲解，测绘的每一步都由指导教师详细布置和安排，因此，教师在教学过程中占主导地位，学生只需按要求完成任务即可，完全处于被动地位。上世纪90 年代，计算机刚刚普及，能够实现计算机绘图就已经是很了不起的先进技术了。但是，进入21 世纪以来，随着科学技术的飞速发展，社会用人单位对工科大学毕业生的要求越来越高，要求他们具备较强的工程实践能力、动手能力、创新能力等[3]，单纯的绘图已不再是测绘的主要任务了，提高学生的工程实践能力成为测绘的主要任务。因此，迫切需要对零部件测绘这一实践环节进行一系列改革，以提高学生的工程实践能力和创新能力。

2 教学改革措施

鉴于原来零部件测绘教学中存在的问题，我们提出了这样的改革思路：对学生的测绘任务进行项目化管理，指导教师的地位由原来的主导者变为辅助、引导者，只在学生需要帮助的时候出现；学生的地位由原来的被动服从者变为积极主动的行为主体[4]。据此，我们进行了多方面的改革，取得了明显的效果。

2.1 测绘任务的改革

保留原来测绘中的拆卸、测量和计算机绘制零部件图部分，去掉尺规绘图部分，加强徒手绘制草图部分，增加到工厂实习部分。零部件拆卸、测量是测绘的基础，是培养学生动手能力必不可少的环节。而在实际工作中，具有徒手绘制草图能力的设计人员可以迅速、快捷地表达自己的设计思想。随着计算机的普及，计算机绘图也得到普及。但是，由于徒手绘制零部件草图在生产实际中应用很广，而且现在也有许多企业不再使用尺规绘图，而直接由徒手绘制草图过渡到计算机绘图。根据这种变化我们删除尺规绘图部分，进一步加强徒手绘制草图的训练。同时，增加学生到工厂参观实习的时间，目的是让学生对零件的加工和测量有初步的了解，增强他们的工程意识和工程能力。

2.2 测绘前的准备工作

主要是指导教师在零部件测绘前的准备工作。它包括3 个方面的内容：需要测绘的零部件、检测使用的量具、工程技术应用手册。原来进行零部件测绘所使用的木质、铝质模型，尺寸没有公差，表面没有粗糙度要求，零部件测绘的真实感不强。因此，在以往的零部件测绘中，不少学生态度不够端正，想当然地认为这只是模型，不是真正的零部件。有鉴于此，学生测绘用的零部件，尤其测绘的零件，应尽量到机械加工厂、实习车间等处去收集，即采用工厂实际使用的、或已经报废的零部件。这样，学生在测绘时对零部件的尺寸公差、粗糙度、技术要求等就会有一定的认识和了解。学生检测零部件使用的工具和量具，主要包括螺丝刀、钳子、游标卡尺、量规、内外径卡尺、千分尺、圆角规、倒角规等。学生所使用的手册主要包括机械制造手册、国家有关标准、金属材料及热处理手册和金属工艺手册等。

2.3 教学时间的安排

整个测绘时间为两周，安排在工程图学理论课和计算机绘图课结束之后（一般在第二学期末或第三学期初）。具体安排如下：

第1 天：发放测绘任务书，讲授测绘的概念、目的，工具的基本使用方法；拆卸零部件，了解零件及部件的工作原理。第2 天：测量、徒手绘制零件草图。第3 天：参观工厂，了解部分零件或典型零件制造工艺。第4～5 天：徒手绘制部件装配草图。第6天：机绘零件图。第7～8 天：机绘装配图。第9 天：撰写实习报告。第10 天：答辩，完成测绘任务。

2.4 测绘环节的项目化管理

我们对学生的整个测绘过程进行项目化管理。首先，对全体学生进行分组，原则上4～6 人一组，以充分保证学生都有拆装、测量零部件的动手机会，培养学生的动手能力。依据对图学理论知识的掌握程度进行优差搭配，确保小组能够顺利完成任务[5]。对于优秀学生，可安排担任他们测绘小组的临时“学术带头人”，让其多承担一些难度较大的测绘任务，速度也可以快一点。对于基础不好、程度较差的学生，可适当放慢速度，安排的任务少一些，使他们有时间补习所缺知识。指导教师对较差的学生可采用跟踪辅导、口头提问的方式，随时向他们提出问题，这对促进他们的学习大有帮助。在这两周内，学生固定在绘图室里，以小组的形式工作，组内成员既分工又合作，有特定的任务需要完成，更接近实际工程状态。

2.5 测绘过程中的工程能力、工程意识的培养

在测绘过程中，我们注重对学生的分析能力、动手能力、创新能力等工程能力和工程意识的培养，具体安排如下：

（1）设计表达方案阶段的安排。在对零件、部件进行表达时，我们启发学生充分考虑、大胆设想，设计出表达方案，然后与同组成员进行比较和讨论，最终确定较为合理的表达方案，从而培养了学生的分析能力。在徒手绘制零部件草图时，我们动员学生开动脑筋，想出多种绘制草图的方法，如，将直线画直的方法、画圆的方法等。学生积极性很高，学习效果显著。尤其是在绘制零件外形和寻找某些零件曲线轮廓时，学生找到了多种拓印法。通过运用这些灵活的方法绘制草图，使学生在整个学习过程中感觉不再枯燥，提高了学习兴趣，同时也培养了动手能力和创新能力。

（2）测量阶段的安排。测量是测绘工作中的一个重要环节，测量数据准确与否，直接影响图形的尺寸。在测绘时，指导教师只对所用的测量工具的功能、原理、检测方法及注意事项进行讲解，要求学生对精度要求不同零部件使用不同的工具、对不同的表面采用不同的方法（如，对外螺纹外径的测量应选择千分尺，但对中径测量应采用三针法）。要求学生选择合理的尺寸基准，学会数据处理；测量数据记录要及时、清晰、规范。从而提高学生的动手能力和检测能力。

（3）标注尺寸和技术要求部分的安排。从某种意义上说，工程图学只包含两部分内容：图和尺寸。对于尺寸部分，工程图学理论知识中有如下几部分涉及：机械制图的国家标准（即如何正确标注），组合体部分（即如何清晰、完整地标注），零件图和装配图部分（即如何合理地标注）。从整个理论课程来看，标注尺寸是贯穿始终的。对于尺寸标注，教师花费了大量的时间讲授，学生花费了大量的时间学习，但最终的学习效果却并不理想。究其原因，是因为学生的工程经验太少。尺寸的标注与零部件的加工和装配有密切的关系，而这正是学生缺乏实践的环节。所以，作为指导教师，一方面应指导学生通过查阅一些制造工艺类的手册，获得一些间接的经验；另一方面，应带领学生直接到工厂或制造车间，实地参观考察一些零件的加工过程。如果条件允许的话，还可以让学生跟工厂师傅一起加工以两个典型零件（其中也包括一些零件的测量）。通过这些实践环节，可以使学生增加一些具体的实际经验，从而在标注尺寸时不再随意和盲目，同时也使学生具备一些初步的工程意识。

（4）考核方法的安排。以往的考核只是要求学生交图纸，学生只要绘制好图纸，就算完成任务了。而现在不仅要求学生交图纸，还要求学生就测绘任务进行答辩，使学生对测绘理解更为深刻。此外，学生还需要提交一份报告，总结自己在整个零部件测绘学习过程中的收获和不足，让学生对自己做出评价。最后，让小组成员互作评价，以此作为教师对每一个学生进行综合评价的一个参考。这样，不仅考核了学生进行零部件测绘的结果，也考核了学生进行零部件测绘的过程，因而更为全面、客观。