《机械制图》省级精品课程建设及应用*

冀晓辉

(广东石油化工学院机电工程学院，广东 茂名 525000)

机械制图课程是过程装备专业和化工类专业中非常重要的专业基础课，机械图样是制造各种石化装备的重要技术依据。设计者通过图样表达其设计思想，制造者通过图样了解设计要求并制造产品，使用者可以通过图样了解装备调试、运行及维护的相关要求。人们需要借助图样来进行技术交流，因此图样是“工程界的技术语言”。计算机辅助绘图技术的出现、普及与发展，使得机械图形的绘制、修改和传递更为方便。图样的绘制与阅读是工程技术人员必备的基本技能。一直以来针对机械制图教学的改革与创新从未间断，积累了很多切合实际的宝贵经验，对教学效果有很大的改善。

1 围绕理论教学设置丰富的实践教学环节

我校制图教学围绕理论教学内容设置了丰富的实践教学活动来应用理论基础知识[1]。设置的与机械制图课程相关的课程有化工设备图(针对过程装备与控制工程专业)、计算机绘图、测绘实训、金工实习、机泵拆装等。

1.1 计算机绘图

最初计算机绘图设置为一门独立的课程，经过多年教学探索，将计算机绘图完全融入机械制图课程教学中[2]，相辅相成、互相渗透，教学效果有了明显的提升。

1.2 金工实习

在学习零件图之后、装配图之前安排2周金工实习，学生在机加工车间观看师傅根据图纸加工零件的操作示范，再根据图纸自己动手加工零件，独立完成实际操作过程，整个过程中学生能够实际应用：

(1)读零件图的方法；

(2)合理标注零件尺寸，符合加工顺序及测量的要求；

(3)根据零件图上标注的表面结构要求符号加工出不同精细程度的工件表面；

(4)遇到标准结构时，独立查找标准手册等。

1.3 测绘实训

制图理论课结束后，安排1周测绘实训，要求学生分组合作，每组一台齿轮泵，针对齿轮泵按正确方法拆卸，绘制零件草图、根据草图绘制泵的装配图，根据零件装配、配合情况再调整零件测绘草图的尺寸，再绘制零件工作图。进过训练，学生能学会：

(1)测绘手段在生产中的地位与作用；

(2)通过对零件的测绘，促使学生全面了解测绘对象，培养学生的分析能力和测绘零、部件的能力；

(3)熟悉零、部件测绘的一般步骤与方法；

(4)掌握使用通用量具测量各种常见典型结构尺寸的方法；

(5)学会选择各种标准和规范，合理标注各种尺寸、表面粗糙度等级及公差与配合等技术要求，技术要求可参考附图。

1.4 机泵拆装

学生通过机泵拆装，熟悉机泵的结构和工作原理，掌握机泵的拆、装顺序和维修程序，学会绘制装配示意图、部分零部件工作图等。

通过实践环节的训练，学生亲历机器从拆卸→绘图→加工→组装→调试等流程，并针对图样绘制与读图两个环节强化训练，深刻体悟工程技术人员之间通过图样进行的技术交流。

结合课堂教学合理的设置实践环节，既能强化课堂教学质量，提高学生学习积极性和动手能力，又能培养学生的综合素质，为学生将来走上工作岗位打下良好的基础。

2 教学内容优化整合及项目化

经过多年的教学经验积累及效果分析，整合理论教学内容[3]、手工绘图训练及各项实践环节，对教学内容设计成一系列教学项目[4]。具体如下：

项目一：绘制平面图；

项目二：测绘组合体绘制三视图；

项目三：测绘机件并清晰表达其结构及大小；

项目四：依据标准设计并绘制螺纹紧固件装配图；

项目五：测会零件并绘制零件图；

项目六：读零件图并绘制部件装配图；

项目七：齿轮泵拆装、测绘并绘制零件及部件工作图；

项目八：读零件图并加工零件；

项目九：根据要求选取标准零部件组画储罐装配图(适用装控专业)；

项目式教学以内容实践为主线并强化阶段性考核。九个项目间逐级递进、层层提升。围绕每个项目所需基本知识来综合设置理论教学内容，使理论教学内容与实践项目紧密配合、相辅相成。项目化教学，实现化整为零、化繁为简，显著减轻了学生学习的思想压力。每个实训项目看做是一个短期的学习和考核目标，学生集中精力、积极地吸取所需的理论知识即可轻松完成项目，非常有利于培养学生的学习兴趣。另外，这种学以致用的教学方式，可有效提高学生的动手能力，强化知识的综合应用能力，深受学生的欢迎。

3 精品课程网站建设

机械制图课程于2014年获校级精品资源共享课程立项[5]，2015年获省级精品资源共享课程立项。课程网站主页如图1所示。

图1 机械制图课程网站

3.1 网站提供主要资源

网站为学生提供如下资源：

(1)基本资源

教学大纲，考试大纲，授课计划，课程教案，电子课件，教学视频，习题答案，实践项目，计算机绘图及软件链接，双语教学等。

(2)扩展资源

三维模型库：制图课程需要空间思维，对于空间思维较弱的同学很难想象出组合体的空间结构，为此我们针对习题中的组合体制作出三维模型视频，方便学生做题时点击模型辅助学习或用来核对。

移动微课：包含微学习、在线测评、互动平台。通过精品课程网站平台可以扫瞄二维码进入移动微课平台，方便学生利用碎片化时间看微视频，在线师生互动、在线投票及在线自主测评等活动。

3.2 网站人性化布局

考虑到课程网站使用频率较高的是教学视频、课件、习题答案、习题三维模型库及实训环节项目等内容，在网站首页突出三大模块：

理论教学：包含学生常用的各章节教学视频、课件、习题答案等资料。满足学生自学需要的资源。

实践教学：给出各实训项目任务及要求、给分规则、项目补充说明及注意事项等。方便学生做项目时随时参考、对照。

为使学生更容易找到平时常用的资源，我们将网站分出理论教学和实践教学两块。理论教学包含了教学视频、教学课件、习题答案等，实践教学包含多个实训项目具体要求。

3.3 网站使用效果

机械制图精品资源共享课程网站由校级到省级改版基本完成后，已向过程装备与控制工程专业和化工类专业学生开放使用，网站资源大大方便了学生自主学习。截止到目前，点击率已经达到20余万次。

4 课程建设成果的应用成效

(1)教学内容优化整合及项目化成果从2014级开始应用到装控专业制图教学中。应用中通过持续跟踪学生学习、与指导教师交流、学生直接反馈等几种方式，掌握学生在知识综合应用各个环节存在的问题，经过仔细分析、研究并设计出有效的解决方案再融合到教学中，以此形成循环不断调整教学内容、教学方法和方式，收到了良好的效果。在我校2016年举办的第六届手工绘图及CAD软件应用大赛上，一、二等奖均由装控14、15级学生获得，表明机械制图的教学改革成效是令人满意的。

(2)机械制图精品资源共享课程网站于2015年10月开始向过程装备与控制工程专业及化工类专业学生开放使用。网站资源全方位的为学生自主学习提供了方便，学生课下通过看视频、课件学习基本概念和基本内容，课堂上教师进行归纳总结和答疑解惑，将重点放在引导知识的综合应用。举几个应用实例如下：

①对于读组合体视图部分教学。原来教学方法是课上教师讲解读图的方法、步骤及注意事项，会占去大部分时间，余下时间只能讲一个示例，学生听老师讲的内容便是抽象、枯燥的条条框框，兴趣慢慢被消耗，课下无心做作业或根本不会做。新的教学模式是学生课下看视频或课件，预先学习本次课要掌握的知识点，课堂上老师分类举例引导学生进行读图训练，在示例中适时穿插并强调读图的方法、步骤及注意事项。这种教学模式具有系统、具体、直观、浅显易懂的特点，更能激发学生的学习兴趣。

表1 条件表

②螺纹紧固件部分教学。原来教学方法是课上老师介绍螺纹紧固件分类、标准零件画法及查表选取、部件装配画法等，信息量很大，学生很难掌握。由于化工设备图大量使用螺纹紧固件连接，每年装控专业毕业设计绘制的化工设备图，螺纹连接画法问题严重。为此，我们设置了一个项目“依据条件查阅标准设计并绘制螺纹紧固装配图”，项目要求分组设计，从表1给出的条件分析用哪种螺纹紧固件连接两工件较好，并根据表中给定条件查表确定紧固件规格及两工件开孔等相关尺寸，先用计算机画草图，课上每组随机抽1名组员上来介绍设计过程。最终用A3图纸手工画出三种情况部件装配图。

通过学生分组答辩情况及绘制A3图的质量来看，该模式非常有效。学生通过查表对标准件确定零件规格、设计两工件开孔结构及绘制方法的掌握有很大程度改善，这一点在完成齿轮泵测绘项目上得到进一步验证。

③课程最后对于装控专业一定要介绍化工设备图内容，老师同样设计一个实训项目。学生学习基本内容后，依据给定的已知条件通过查阅标准确定零部件结构尺寸，再参照储罐装配示意图组画装配图。如此让学生进一步了解化工设备由哪些标准化零部件组成，掌握查表确定结构尺寸的方法，各零部件之间的连接关系，化工设备图的表达方法、尺寸基准及注法与机器装配图样的区别等等，为后续的实习及专业课程的学习打下良好的基础。

通过项目式教学模式，不仅使学生扎实地掌握课程的理论内容，强化了学生动手能力，还激发了学生的创新思维，学生参加各类国家级比赛获得多项荣誉，在第九届至第十三届全国化工设计大赛均获得一等奖、华南赛区化工设计大赛均获得一等奖、全国化工安全设计大赛获得银奖和铜奖、全国大学生过程装备实践与创新大赛获得二等奖、国家CaTICs网络大赛荣获60多项奖项。

通过课程改革、建设与应用，教师积累了丰富的教学经验，改善了教学方法与手段。学生提升了自主学习积极性，培养了实践素养和能力。