机械测绘与先进绘图课程教学设计

宗荣珍，刘品潇

（南阳理工学院，河南 南阳 473004）

1 课程的性质及任务

1.1 课程性质

机械测绘与先进绘图课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业平台必修课，主要培养学生看图、画图的能力。

1.2 课程任务

任务1。通过实践操作，熟练掌握手工机械测绘的基本方法，具备对机器或部件进行测绘和表达的能力。

任务2。熟练掌握三维CAD绘图技术，具备运用计算机软件表达机械产品的能力。

任务3。能够在机械工程实践中正确使用先进的绘图技术，能将机械测绘与先进绘图技术用于解决机械设计、制造工艺、机电一体化等复杂工程问题，能将机械测绘与先进绘图技术用于分析机械工程问题和设计机械加工工艺流程。

1.3 课程任务与专业要求的关系

本课程任务对专业要求的支撑关系如表1所示。需要说明的是：课程任务3支撑的专业要求为弱相关，不进行考核及完成度评价。

表1 课程任务与专业要求的关系

2 课程教学安排

基于成果导向（OBE）理念，课程教学目标确定后，就要确定教什么、怎么教才能达成课程教学任务。课程教学内容的设计要点是：课程教学内容要能支撑课程教学任务的完成，课程教学内容要与教学方式相适应。为完成本课程教学任务，对教学内容与教学方式一并进行设计[1]，具体如表2所示。

表2 课程教学安排[2-4]

3 课程教学方法

3.1 分组实践法和任务驱动法相结合

机械测绘实践环节将每个班级分成4个小组，并采用组长负责制，要求担任组长的同学必须具有较强的画图能力和组织协调能力。选出组长后，其它同学采用自愿报名的方式参加到各个测绘小组。测绘任务具体分工由组长安排进行，小组成员之间可以互帮互学。通过分组实践和任务驱动相结合的教学方法，有助于培养学生的团队协作精神、组织管理能力和科学探索精神。

3.2 工程案例教学法

采用工程案例教学法，每个小组的测绘部件可从以下工程应用案例中选取：台虎钳、齿轮泵、球阀、铣刀头。选中后由组长领取测绘部件，各小组自行组织测绘工作。每个同学最少测绘一个零件，小组之间数据可以共享。实训要求如下：1）熟悉部件拆装顺序，合理使用拆卸工具，注意拆卸方法，不得蛮干，以免损伤零件；2）严格遵守劳动纪律，不得迟到早退，工作室内不得大声喧哗；3）妥善保管拆卸的零、部件，注意防尘、防锈、防丢失；4）爱护室内的各种设施和物品；5）遵守实验室规章制度，正确开、关、使用计算机；6）勤于思考、虚心好问，注意培养自己分析问题和解决问题的能力，以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

采用工程案例教学法，使学生学会独立思考问题，具备分析问题和解决问题的能力，从而提高了其工程素养。

3.3 先进绘图技术和传动教学手段相结合

本课程将计算机先进绘图技术和传统的手工机械测绘、测量技术完美结合。具体的工作步骤如图1所示。先进绘图技术有利于培养学生利用计算机绘图的能力，传统手工测绘可以培养学生严谨细致的工作作风、工程实践动手能力，以及作为工程技术人员必须具备的视图表达能力。因过程中设有干涉检查环节，有效地避免了测量不准确等传统手段中错误的产生。

图1 课程各教学环节流程图

通过先进绘图技术和传动教学手段相结合，使学生掌握机械部件测绘的方法和计算机三维绘图技术，具备对机器或部件进行测绘和表达的能力，熟练使用计算机三维绘图软件辅助机械工程设计。

3.4 线上、线下混合式教学法

在三维软件教学环节采用线上线下混合式方法开展教学[5]，教师首先录制三维软件的使用和操作方法视频课程，然后将视频上传到超星学习通上，公开网址，形成视频开放课程。学生可以观看视频和学习软件的操作方法，灵活自如地进行软件操作练习，一遍学不会可以重复播放视频学习，有问题可以连线老师线上解答，或者现场实操指导。同学之间可以相互讨论、取长补短。通过线上、线下混合教学模式的实施，可以显著提高学生的自学能力。视频教学内容具体如下：1）零件三维建模；2）部件装配建模；3）工程图创建。

4 课程考核办法及课程任务完成情况评判

4.1 考核方式

本课程考核方式为考查，采用过程考查，重在考查学生运用工程绘图技术对机械产品进行设计表达的能力和运用三维CAD软件对机械系统的结构进行模拟的能力，考查的对象是学生提交的项目成果和限时上机完成指定作业；考核成绩采用百分制记分。

4.1.1 成果形式及要求

1）徒手绘图。表达方案合理，尺寸完整、正确，清晰。

2）尺规绘图。图纸幅面及格式、比例、字体、图线、尺寸标注等符合国家标准规定；图形能清楚地表达装配体的工作原理、各零件之间的装配关系及主要零件的结构特征，尺寸标注正确；零件序号、明细栏和标题栏等内容齐全。

3）计算机绘图。零件三维模型正确，零件二维工程图能正确、完整、清晰地表达零件各部分的结构形状，表达方案合理，尺寸完整。

4.1.2 考核成绩构成及分值

考核成绩由机械测绘成绩、零件建模成绩、部件装配建模成绩和零件工程图成绩4部分组成。机械测绘成绩、零件建模成绩、装配建模成绩和零件工程图成绩及总评成绩均为百分制，在总评成绩中，机械测绘成绩、零件建模成绩、装配建模成绩和工程图成绩所占权重系数分别为β1、β2、β3及β4，分别定为0.35、0.45、0.10和0.10。

4.2 课程任务完成情况评价办法

课程任务完成情况评价包括课程分任务评价和课程总任务评价，计算办法如下式所示：

课程任务评价内容及符号意义说明如下：C、L、Z、G分别表示学生机械测绘成绩、零件建模成绩、装配建模成绩和工程图成绩的实际平均得分。课程任务完成度计算办法具体说明如表3所示。

表3 课程任务完成度计算公式

4.3 实施效果

本课程的教学设计在我校机械设计制造及其自动化专业已经连续实施3年，根据考核结果对我校2020级机制专业3个班级的课程目标达成度进行计算，结果如表4所示。从计算结果数据看，3个班级的课程目标达成度均超过标准值0.65，教学效果良好，达到了本课程的预期目标。

表4 机制专业2020级3个班级课程目标达成情况统计

5 结语

本教学设计将多种教学方法和教学模式融为一体，包括分组实践法和任务驱动法相结合，工程案例教学法、先进绘图技术和传动绘图手段相结合。课程采用了线上、线下混合教学模式，实践证明该教学方法和模式实施效果良好，课程避免了枯燥的软件操作命令讲解，引导学生通过实践和自学熟练掌握计算机三维绘图技术，激发了学生的学习兴趣和科技探索精神，培育了学生自主学习能力和团队协作精神，为将来从事机械工程技术工作奠定基础。