项目教学法在机械制图及CAD教学中的应用研究

何永波

◆摘  要：为提高机械制图及CAD的教学质量，做到知识的综合应用，更好的培养应用型人才，本研究以“单级圆柱直齿轮减速器测绘”项目为例，具体分析项目教学法在教学中的应用。

◆关键词：项目教学法;机械制图及CAD;应用

《机械制图及CAD》是近机类专业的一门重要的专业基础课程，理论与实践关联性很强，通过本门课程的学习，学生要能熟练识读、绘制机械工程图样。传统的教学重点在教师，容易出现满堂灌、重知识轻应用的情况。2015年，联合国教科文组织在《2030年教育行动框架》中在全世界范围内提出了应用型教学的基本要求，我国在2019年全国教育大会上也对学生的发展提出了更高的要求，为顺应时代发展的需要，在《机械制图及CAD》课程教学中应用项目教学法，可以让学生成为学习的主角，通过项目实践，既可以检验学生所学知识，又可以锻炼学生的动手能力、知识综合应用能力、分析问题和解决问题的能力，从而达到培养应用型人才的培养目标。

1项目教学法

项目教学法，指的是以“项目”的形式进行教学，在教师的指引下，学生自己完成一个相对独立的项目。项目教学法中选择的项目要有代表性，要能涵盖多门课程的知识点，项目从设计到实施再到评价，都由学生作为主体完成，教师在项目中主要起到引导的作用。在整个项目实践中，要注重理论联系实际，注重多门课程知识的综合应用。

2课程教学目标

《机械制图及CAD》课程的教学目标，一是培养学生识读、绘制机械工程图样的能力，二是培养学生使用AutoCAD软件绘制机械工程图样的能力。本门课程理论性较强，需要有较强的空间想象能力，学习起来相对枯燥，为了让学生更好的对知识进行理解和掌握，在教学的过程中，采用传统的以教师为主的讲授方法教学效果不是太理想，因此，在学习理论的同时，同步让学生进行比较全面的实践练习，提升学生的学习兴趣，从而提高教学质量。

单级圆柱直齿轮减速器测绘，就是使用组成减速器的零部件，测量出其尺寸，在确定技术要求的情况下，画出机械工程图样。在测绘过程中，先画出箱盖、箱座和齿轮轴等各零部件的草图，再根据各零部件的草图画出对应的零件图和装配图，同时，需要让学生理解项目目的和意义。另外，通过单级圆柱直齿轮减速器各零部件的测量和绘图，能让学生更好的理解机械制图及CAD课程在机械设计、机械制造中的重要作用，熟悉零部件测绘的方法和步骤，熟悉使用机械手册、规范及标准表达零件图、装配图，熟悉对零件图和装配图进行尺寸标注、公差与配合标注和方法，熟悉零件图和装配图的技术要求并能进行合理正确的编写，最终能让学生将机械制图课程的理论知识结合国家标准进行综合运用。另外，通过项目的实施，可以培养学生的工程意识，培养学生自学能力和分析问题、解决实际问题的能力，培養学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

3项目的实施

3.1教学设计

机械制图及CAD课程的教学设计，采用12+6的教学模式，即总的18周教学周，前12周进行理论课的学习和AutoCAD上机练习，教学内容包括制图的基本知识和技能、常用图样的画法、投影知识、组合体、机件的表达方法、标准件与常用件、零件图和装配图。这些教学内容糅合在轴套类、轴盘类、叉架类、箱体类零件及装配图六大模块案例中，采用边讲边练的方式进行教学，其目的是掌握机械制图的基本理论知识，上机课使用AutoCAD软件绘制常见的机械工程图样，对理论知识加以巩固和应用。

在对机械制图理论知识有了一定的理解、掌握和对AutoCAD软件能基本应用的基础下，后6周集中进行项目实践。选用机械实验室中的单级圆柱直齿轮减速器，直尺、卡钳、游标卡尺和角度尺等测量工具，每4-5人为一个小组，实行组长负责制，进行单级圆柱直齿轮减速器各零件的测绘。在每个项目中，组长根据每次项目的任务进行工作分配，小组成员分工合作，在教师讲解和引导的基础上，先对零件进行测量，然后根据国家标准画出工程图样。不清楚的知识点以小组讨论、资料查询、师生间交流等方式进行问题解决。教师在项目中主要起引导的作用，实时给予学生引导，启发学生如何分析问题和解决问题，同时督促项目进展，确保所有同学都参与到项目中，共同完成项目。

机械制图及CAD课程最终成绩由平时成绩、后六周的项目实践成绩和期末考试成绩组成。其中平时成绩占10%，包括考勤、前12周的作业、课堂表现等，项目实践成绩占50%，期末考试成绩占40%。

3.2项目实施中的基本要求

单级圆柱直齿轮减速器测绘项目要求要按质、按量和按时完成。测绘前要准备好测量工具、机械手册、资料、仪器用品和绘图工具等;充分理解单级圆柱直齿轮减速器的作用、结构组成、工作原理;规划好拆卸、装配的方法和步骤;认真阅读测绘指导书，充分理解测绘的目的、内容、方法和步骤;认真复习尺寸测量、视图表达、标准件和常用件、零件图与装配图等相关知识。

测绘时，不光要充分理解每一个零件的形状、结构、大小，还要明白各零件间的相互关系，从而确定技术要求。在绘图过程中，要根据《国家标准机械制图》的有关规定，用心绘图，做到图样投影正确，视图表达正确，尺寸标注正确、完整、清晰、合理，表面粗糙度、尺寸公差、形位公差以及文字说明等技术要求注写合理，标准件、常用件应查阅国标进行确定，绘图时保证质量，做到图面清晰整洁。

3.3项目的实施

单级圆柱直齿轮减速器测绘前先讲解单级圆柱直齿轮减速器的工作原理，再根据构造进行拆卸和组装，在对减速器整体熟悉的情况下绘制装配示意图，然后分别测绘箱盖、箱座、齿轮轴、齿轮、端盖、视口盖、档油环、透气塞、调整环、螺塞、反光片和观油小盖，具体设置为七个项目。

项目实施所需条件有：单级圆柱直齿轮减速器;直尺，卡钳，游标卡尺，角度尺等测量工具;机械制图工具;安装有AutoCAD软件的计算机。

项目实施步骤为：分配任务;依据测绘指导书进行拆卸、组装，各零部件测量;根据机械制图国家标准绘制装配图草图、零件图;撰写实验报告;整理项目实施成果。

3.3.1项目一：单级圆柱直齿轮减速器的拆卸和组装（2学时）

目的：了解减速器的分类;了解减速器的作用和工作原理;能正确的拆卸和组装减速器;能绘制减速器装配示意图。

内容：拆卸减速器;组装减速器;绘制减速器装配示意图。

3.3.2项目二：测绘箱盖（4学时）

目的：了解箱盖的作用;能正确的测量箱盖的各尺寸;能绘制箱盖零件图。

内容：测量箱盖的线性尺寸、孔和槽尺寸、圆角尺寸等;绘制箱盖零件图。

3.3.3项目三：测绘箱座（4学时）

目的：了解箱座的作用;能正确的测量箱座的各尺寸;能绘制箱座零件图

内容：测量箱座的线性尺寸、孔和槽尺寸、圆角尺寸等;绘制箱座零件图。

3.3.4项目四：测绘齿轮轴（4学时）

目的：了解齿轮轴的作用;能正确的测量齿轮轴的各尺寸;能绘制齿轮轴零件图。

内容：测量齿轮轴的线性尺寸、键槽尺寸、圆角尺寸等;绘制齿轮轴零件图。

3.3.5项目五：测绘齿轮（4学时）

目的：了解齿轮的作用;能正确的测量齿轮的各尺寸;能绘制齿轮零件图。

内容：测量齿轮的各尺寸;绘制齿轮零件图。

3.3.6项目六：测绘端盖、视口盖、档油环、透气塞、调整环、螺塞、反光片和观油小盖（2学时）

目的：了解端盖、视口盖、档油环、透气塞、调整环、螺塞、反光片和观油小盖的作用;能正确的测量端盖、视口盖、档油环、透气塞、调整环、螺塞、反光片和观油小盖的各尺寸;能绘制端盖、视口盖、档油环、透气塞、调整环、螺塞、反光片和观油小盖零件图。

内容：测量端盖、视口盖、档油环、透气塞、调整环、螺塞、反光片和观油小盖的线性尺寸、键槽尺寸、圆角尺寸等;绘制端盖、视口盖、档油环、透气塞、调整环、螺塞、反光片和观油小盖零件图。

3.3.7项目七：绘制各零件图和装配图（4学时）

目的：能用AutoCAD软件绘制单级圆柱直齿轮减速器各零件图和装配图。

内容：各组根据前六项目完成的图样使用AutoCAD绘制零件图和装配图。

3.4成果展示及评价

项目全部完成后，各小组对项目材料进行整理，包括尺规图样和CAD 图样，然后对项目成果进行汇报、展示，对项目进行综合评价。通过项目汇报，再次梳理整个项目过程，锻炼同学们的表达能力。项目评价由四部分评价组成，即学生自我评价、小组成员评价、小组互评和教师评价，通过评价，对项目的目的、实施过程、项目成果进行系统的客观的分析，总结项目经验，从而为后续教学提高教学质量起到促进作用。同时，小组间互评，学生通过评价他人，发现别人的优点，找到自己的不足，能够快速提升自己的学习效果。

项目实践成绩由自评、小组互评和教师评价组成，其中自评占10%，小組互评占40%，教师评价占50%。教师和其他小组同学一起对项目的最终展示成果进行查看，客观评价各个小组的项目过程和最终成果。评价环节中，重点考察学生对项目的参与度、合作意识、项目和工程意识，绘图的规范性及技巧，理论知识的综合应用等。

3.5项目总结

项目完成后，从学生自我总结、小组总结和教师总结三个方面对项目进行总结。学生通过自我总结，梳理知识的掌握和应用情况，在项目实施过程中的优点和不足;小组长总结小组项目成果，在项目实施过程中存在的问题及是如何解决问题的;教师总结在项目实施过程中的重点、难点，针对不同小组的问题，提出合理化建议，帮助学生更好的理解相关知识点，在提出问题、分析问题和解决问题的过程中，帮助学生培养工程项目意识、良好的团队合作能力、沟通协调能力和知识综合应用能力。

4结束语

项目教学法在机械制图及CAD教学中具有重要意义，通过项目实践，能激发学生的学习兴趣，提高教学质量，同时还能很好的培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力，能很好的培养学生的工程意识，养成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

参考文献

[1]樊水龙.项目教学法和传统教学法的比较研究[J].新课程研究（中旬刊），2013（05）：102-103.

[2]娄玉华.项目教学法在本科机械制图课程中的应用研究[J].智库时代，2019（49）：229-230.

[3]李晓方.项目教学法在“机械制图”课程中的应用实践[J].中国职业技术教育，2018（14）：42-44+53.

基金项目：云南工商学院“校级科学研究基金项目”研究成果（项目编号：YGSKY2019020）。