机械制图教学改革论文

摘要：职教20条指出，要把职业教育摆在教育改革创新和经济社会发展中更加突出的位置。机械制图是机械类专业的基础课，在人才培养中起着非常重要的作用。教学一线的教师们一直对教学进行改革，希望能帮助更多的同学去学好这门课程，该论文主要阐述了运用SolidWorks软件对机械制图课程传统模式进行改革的目标、内容、研究方法和实施方案。

关键词：教育改革创新；机械制图；SolidWorks软件

全球制造业格局面临重大调整，尤其是德国制定《工业4．0》战略，大力发展数字化制造装备、精密检测装备等，为高端装备制造业发展开辟了新的领域，全球新兴经济体也在布局发展高端装备制造业。制造业是我国国民经济的支柱产业，党中央和国务院高度重视发展高端装备制造业，国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》和《中国制造2025》，将工业生产的数字化、智能化提上日程，出台了一系列政策措施，坚持创新驱动、绿色发展，推动产业快速发展，让我国由制造大国变成制造强国。在现代化的装备制造过程中，人的角色也会发生转变，人是服务者、操作者，以后会变为规划者、协调者、评估者、决策者，企业需要的是能够运用与掌握现代信息技术和数字化设备技术、独立完成目标和任务的高层次技术技能人才。数字化制造的兴起和快速发展对从事制造业的人才提出了更高层次的要求。2019年1月28日，国务院正式《国家职业教育改革实施方案》（职教20条），文件指出，要把职业教育摆在教育改革创新和经济社会发展中更加突出的位置。牢固树立新发展理念，服务建设现代化经济体系和实现更高质量、更充分就业需要，对接科技发展趋势和市场需求，完善职业教育和培训体系，优化学校、专业布局，深化办学体制改革和育人机制改革，以促进就业和适应产业发展需求为导向，大幅提升新时代职业教育现代化水平，为促进经济社会发展和提高国家竞争力提供优质人才资源支撑。以职业教育改革契机，课题组教师以职业教育办学经验为根基，紧跟职业教育改革方向，努力探索职业本科教育的新思路和新方法，对机械制图进行了教学改革。

1研究意义

《机械制图》是我校机械设计制造及其自动、机电一体化技术和数控技术等相关专业的基础课，其主要目的是培养学生读图和画图能力，该课程要求学生有较好的空间想象能力，绘制二维图形时，想象力差的同学学习起来会相对困难，需要通过多学多练去掌握、强化知识点，在练习过程中要让学生想象成三维立体图，离开了大量的模型，教学很难实施，而且传统的教学模型价格很高，由于体积和重量等原因，模型易破损，携带不便；另一方面，传统的实物模型更新换代速度慢，并且不能够修改，与教材不配套，学院的机械制图教学模型是建校初期购进的，十几年不变的教学模型已不能满足教学和科研时代不断进步的需要。随着计算机应用技术的迅猛发展，多媒体教学越来越受到推广和普及，近几年，我院在教学硬件设施的投入较大，配备了先进的计算机，增设了多媒体教室，传统的教学模式已远远不能满足现代制图的教学需要。因此开发适合现代教学特点的机械制图模型库，以虚拟三维模型取代传统的实物模型已成为课程改革的重要方面。本论文主要研究运用SolidWorks软件对机械制图课程传统模式进行改革，研究了典型零件的三维模型库、二维模型库三维到二维、二维到三维的转换，通过模型库，学生可以多角度观看物体，对于想象力差一些的学生，实现由二维到三维，三维到二维的转换，帮助学生加深对机械制图课的理解，培养他们的空间思维能力和想象能力，提高他们的识图和读图能力。

2国内外研究现状、水平和发展趋势

随着信息技术的飞速发展，多媒体技术作为教育现代化的一个重要标志，在美国、英国、日本等职业技术教育比较发达的国家运用效果尤为显著。近年来，国内多所高校逐渐重视多媒体技术的运用，并且与教育教学相融合。针对机械制图课程与多媒体技术融合的情况，目前，地方许多兄弟院校都已开始了这方面的开发和研究，高职院校学生初步具备专业课程的学习能力，形象思维能力一般，逻辑思维能力需进一步增强，喜欢动手不善于理论，渴望成功但缺乏耐心，自信不足易于放弃。学完该课程应具备扎实的理论知识，要具备更高的技能水平。对于所要培养新型应用型人才的职业院校来讲，开发具有高职特色、适合现代职业院校制图教学的模型库势在必行。Solidworks功能强大、易学易用和技术创新是软件的三大特点，使得它成为领先的、主流的三维CAD解决方案。它能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。

3研究基础

团队有14名教师组成，专业平均每级学生220人左右，师生比1∶15．7，其比例符合教学实施的需要，结构合理。团队是在围绕培养具有创新创业能力、突出技能人才培养的教学过程中形成的。为了体现职业教育教学理念，工学结合，特聘请行业企业专家5名，占教学队伍的35．7％；专任教师9名，占全部教学队伍的64．3％；专任教师负责课程教学和实训教学，兼职教师长期任学生校内、校外实训指导和顶岗实习指导教师，定期邀请他们参与课程建设，并举行三维数字化设计案例讲座。

4研究目标

通过运用三维软件创建课程所需素材的模型库，能够实现专业、课程、教材之间的紧密联系，与二维软件课程紧密衔接，形成由手工绘图、二维平面设计、三维模型设计等梯次内容形成的教学过程，培养学生的计算机设计应用能力、运用三维实体建模的空间构思能力、三维设计能力和创新思想能力。在整个学习过程中，建议学生使用三维设计软件构建自己的设计项目；同时，可将Solidworks软件作为设计工具，方便更好地完成后续课程的设计任务，融合教改项目，整合优质资源，奠定了基础，在学院专业教学资源库平台建设中作出贡献。在教学过程中，充分将模型库运用到课堂教学中，改变传统单调教学模式，帮助空间想象力差的同学，转变教学观念，激发学习兴趣，提高学习效率。

5研究内容

本项目主要研究：运用Solidworks软件完成所需素材的创建工作。其主要研究内容有：（1）《机械制图》课程性质分析：本课程是一门研究投影法绘制机械工程图样和求解空间几何问题理论和方法的课程，是工程类大学生的必修专业基础课，是机械相关专业课程的先修课程。掌握用投影法表达空间形体和图解空间几何问题的基本理论和方法，能正确使用绘图工具和仪器，具备徒手画图和手工仪器图的能力，所绘图样投影正确、字体工整、图面整洁、符合制图标准。掌握机件视图的绘制和阅读的基本理论、方法和技能。（2）三维实体模型的构建：由于Solidworks软件具有参数化建模特点，对模型草图能够进行尺寸驱动，根据不同的章节创建与本章节相符的模型。（3）二维视图的生成：Solidworks软件具有三大模块，零件模块、装配模块和工程图模块。机械制图重点掌握的内容是零件图的绘制与识读，Solidworks软件利用工程图模块，可以将三维模型直接转换成工程图，便于学生理解零件该部分内容。（4）动态仿真视频的建立。

6拟解决的关键问题和方法

建立与当前机械制图课程相配套的三维实体模型；各实体模型二维视图的生成；动态仿真视频的建立。本课题研究主要采取调查法、个案研究法等。具体应用如下：调查法应用。通过对各学院制图课程性质进行分析及教师教学经验方法进行调研，总结归纳出所需创建的不同类型模型；个案研究法。通过对机械制图课程中各章节所需零件进行分析，研究设计符合章节的模型。技术路线：分析《机械制图》课程性质；运用三维软件绘制所需实体模型；有三维模型生成表达形状结构的二维图形；运用三维软件进行运动仿真视频创建。实验方案及可行性分析：（1）课题调研：根据项目内容，组建项目组，研究制定项目执行方案，按照项目具体内容，进行调研，收集资料，为项目的具体开展奠定基础。（2）方案设计：根据调研结果创建所需三维模型库。（3）结题鉴定：组织课题总结，撰写项目结题报告，组织专家鉴定。

本项目属于应用性项目，与实际相结合，完全可行。7项目创新点（1）根据机械制图课程内容创建配套的三维模型库，方便学生学习，对于空间想象力差的学生来说，给够提供三维图给他们，可以帮助他们学习。（2）改变传统单调教学模式，转变教学观念，激发学生学习兴趣，提高学习效率，同时激发学习三维软件的兴趣，为后续该课程的学习奠定基础。利用SolidWorks三维实体设计软件可以创建虚拟动态模型库，不仅可以克服传统教学模型的缺点，为多媒体教学创造条件和提供支持，同时积累了大量的教学资源，教学效果也得到了明显的提高。

参考文献：

［1］张静．高职院校《机械制图》课程改革之浅见［J］．科技创新导报，2013．05．

［2］覃羡烘．浅析机械制图教学［J］．广西轻工业，2011．01．

［3］施海华．机械制图教学中新模式的有效应用探析［J］．文理导航（中旬），2011．06．

［4］王志军．职业学校机械制图课程的教学现状及改革趋势［J］．辽宁教育行政学院学报，2001．02．

［5］李健．机械制图和计算机绘图的融合式教学研究初探［J］．成才之路，2010．10．

作者:王丛丛 程巧军 单位:山东工程职业技术大学