职业院校机械制图测绘实训教学实践探讨

作者: 朱楠楠 周彬彬 蒋嘉洋 张志新 李萍萍 徐留明

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[摘           要]  机械制图是训练读图和绘图技能的课程,测绘实训是在机械制图理论教学之后集中时间对学生进行一次集测量、设计、绘图为一体的综合训练,是学生对课堂所学的制图基本知识及制图技能加以综合应用的重要环节。针对职业院校测绘实训教学实施现状进行改进和优化,以提升学生的综合能力和工程素养,为社会培养更多高素质的技术技能型人才。

[关    键   词]  机械制图;拆装测绘;实训教学;过程评价;创新思维

[中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603(2025)02-0081-04

一、引言

机械制图是工科各专业特别是机械类专业的必修技术基础课[1-3],主要训练学生的读图和绘图技能,培养空间思维能力、创造性构思能力。典型产品拆装测绘综合实训是机械制图课程的重要实践环节,培养学生的实际动手能力和解决工程实际问题的能力。该实训是以某一个典型机械产品的拆装为引导,锻炼学生熟练地使用拆装工具及测量工具,掌握零件、装配体的测绘方法与步骤,逐步培养和提高学生对装配体的测绘能力和设计制图能力。同时使学生进一步掌握和综合运用所学知识,学会机械产品的结构与功能分析;掌握机械产品装配工艺分析、配合要求分析,直至实现其功能的基本方法,在实践中全面巩固前面所学的知识,培养动手能力,是理论联系实际的一种有效方法[4-5]。

传统的测绘实训教学通常在实训室集中开展,以教师展示教学模型、演示工量具操作,再辅以黑板绘图或多媒体演示,学生跟做的模式开展。这种方法虽然能确保学生掌握基本技能,但也在某种程度上抑制了学生的主动性和创造性[6-7]。目前,大多数职业院校在测绘实训中,主要侧重于培养学生的实际动手能力,如零部件的测量、图纸绘制、尺寸标注及公差配合等,部分院校可能过于注重技能训练,而忽视了对学生创新思维、团队合作精神和综合应用能力的培养[8-9]。另外,测绘实训多采用分组协作模式,部分对实训课程缺乏兴趣或动力的学生参与度不高,影响整组的完成质量,更有甚者对同组同学产生依赖;实训最终成绩以上交图纸为评定依据,过于强调结果评价,而忽视了过程评价和学生自我反思的重要性[10-11]。因此,实训成绩评定需要构建一套更为科学、合理的评价反馈体系。

针对以上实际存在问题,本文拟开展“线上学习+线下实践”模式进行测绘教学组织实施,即线上教学平台学习理论知识,再进行线下实训室分组实操,通过翻转课堂、容错式教学等方式,鼓励学生主动探索、合作学习、解决问题;细化教学目标,不仅强调技能实操,还应融入创新思维训练、跨学科知识整合及团队协作能力的培养,使实训教学更加全面和深入;建立多元化的评价体系,强化过程评价,将组内评价、组间评价、自我评价等多种评价方式相结合,全面反映学生的学习情况,提升教学评价效能。学生能够掌握扎实的专业知识,同时培养出卓越的实践能力、创新思维、团队协作以及解决问题的能力,从而满足社会对技术技能型人才日益增长的需求。

二、实训教学组织实施

(一)线上理论知识学习

在测绘实训正式实施之前,组织学生充分利用线上学习平台的丰富资源,自主深入地学习核心理论知识,包括机械制图、测量工具使用方法、产品拆装技能、产品工作原理及复杂机械结构的深入剖析等(如图1所示)。通过这一系统化的学习过程,不仅巩固了理论知识体系,还为后续的实践应用奠定了坚实的基础,将所学融会贯通,灵活运用于测绘实训的各个环节中,实现理论与实践的高效转化。

(二)实训前其他准备工作

实训前组织学生认真学习实验室安全管理相关知识,通过实验室安全校级在线考试,参加本学院的相关安全教育与培训,并签订实验室安全承诺书,强化安全意识,掌握安全技能,营造安全氛围,保证实训顺利进行。

实训以学生为主体,通过小组合作、查阅资料、拆装、测量、绘图最终完成实训任务,指导教师主要起指导、监督、答疑的作用。为高效组织测绘项目实施,建议学生提前进行分组,5~6人为一组,选出组长,组长负责组织协调全组工作、准备图纸、必要的绘图工具、《机械制图》教材、相关设计手册等,并进行组内评价。

(三)明确测绘实训目标与任务

本实训重点是掌握典型零部件拆装与测绘的过程与方法,借此提高学生的读图和绘图能力,强化机械制图能力训练,培养学生的工程意识和贯彻执行国家标准的意识。以R型齿轮油泵产品(如图2所示)的拆装为引导,锻炼学生熟练使用拆装工具及测量工具;掌握零件、装配体的测绘方法与步骤,逐步培养和提高对装配体的测绘能力和设计制图能力;进一步掌握和综合运用所学知识,学会机械产品的结构与功能分析;掌握机械产品装配工艺分析、配合要求分析,直至实现其功能的基本方法;在实践中全面巩固前面所学的知识,培养动手能力,理论联系实际。

在拆装R型齿轮油泵产品过程中,熟悉其工作原理、装配关系,绘制装配示意图;分析零件作用、形状和结构特征;绘制除标准件以外的零件草图及二维零件工作图,并确定各标准件的规格型号;完成各零件图;绘制装配图。

(四)明确进度安排

明确每天的工作任务,督促学生严格按照各项工作的时间节点按时完成,避免前松后紧赶进度。每项工作结束及时进行反馈与评价。

第1天:分组,组内分配工作任务;分析结构,拆装产品;绘制装配示意图;进行相关设计计算,做好讨论记录。

第2天:结合样机分析各零件结构特征;讨论零件表达方案,绘制零件草图,确定要测量的尺寸;测量各尺寸;组内评价。

第3天:正确标注尺寸,注写粗糙度、几何公差及技术要求等内容,完善零件草图;确定标准件的规格型号;组间评价。

第4天:结合产品结构特征和功能,绘制零件图。

第5天:绘制装配图,检查修正零件图;完成实训总结,上交验收文档;结果评价。

(五)零部件测绘实操阶段

本阶段首先介绍测绘实训的背景、企业实际工作过程以及未来的发展趋势,以增强学生的感性认识。在此过程中要注重介绍测绘在生产实际中的综合应用,有意识地引导学生正确认识测绘实训的重要性。

学生在了解齿轮油泵的用途、工作原理、结构特点以及了解齿轮油泵中各零件的装配关系和连接方式的基础上,对齿轮油泵进行拆卸。在拆装过程中,既要认识零部件的结构形状,又要了解整个部件的设计要求及加工、装配工艺。学生通过绘制零部件草图,进一步从感性认识上升到理性认识,使学生切实感受到理论与实践的关系,并且锻炼了学生现场绘制草图的能力。在绘制零件草图时,指导教师要重点强调草图内容的完整性,不能只绘制图形轮廓和标注尺寸,而忽略尺寸公差、配合、粗糙度和技术要求等重要信息;在测量过程中,重点考查学生对齿轮测量方法的运用和齿轮参数计算、模数选择等综合技能;零件上与其他零件有配合要求或有联系的尺寸应协调一致,培养项目组内统筹协调能力。

组成装配体的零件,除了标准件,其余非标准件均应画出零件图。在画零件图时(如图3所示),要着重培养学生的表达方案选择、各项技术要求的制定等。在教师的指导下,合理选择表达方案、标注零件尺寸、确定尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、热处理等各项技术要求,培养学生查阅资料,综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。

装配体零件较多时,各零件位置相互影响,一个零件关系着许多其他的相关零件,在绘制装配图的过程中必须不断进行检查,以免返工。在绘制装配图时,着重培养学生关联尺寸的协调、连接和配合关系确定、明细栏内容的正确填写等。

(六)考核与验收标准

实训过程考核及结果考核由以下各单元表现综合获得,综合成绩评定由过程考核占40%+结果考核占60%组成。具体评定标准如表1所示。

实训过程考核包括:考勤10%+样机学习10%+组内讨论30%+装配示意图绘制、草图绘制50%,由组长、组员代表和指导教师共同考核。其中,样机学习由指导教师随机抽查学生图纸、通过对零件结构和装配结构的交流讨论进行判定;组内讨论则根据每位组员参与完成任务的工作量、完成任务的质量,综合考核组员参与工作的热情、工作态度、沟通能力、独立思考、勇于发言、综合分析问题和解决问题的能力,草图完整度正确性等,由组长和指导教师共同给出组内讨论成绩;装配示意图绘制、草图绘制的50%分数由组间互评获得(如图4所示),每组选派2位代表,包括1名组长和1名组员,对各组的装配示意图和草图进行评价,根据指导教师给出的图纸完成度、正确度、标准化方面的要求,评选出优秀、良好、中等、及格、不及格五个等次。从评价效率出发,组间互评建议邀请教研组其他指导教师共同参与。

结果考核由指导教师根据学生提交的图纸、实训日志小节等,按企业产品作业管理规范、产品性能测试结果、设计产品完成的质量等给出结果考核成绩;其中包括:零件图绘制50%+装配图绘制40%+实训日志与小节撰写10%。上交实训文件时,每组必须保证产品拆卸、测绘完毕能重新组装,并进行功能测试,符合要求;装拆工具和测量工具完好无损;零件草图、装配示意图、零件图、装配图等装订成册上交。学生分组上交图纸,指导教师根据图纸绘制情况现场评分。图5为指导教师现场评阅学生上交的测绘图纸,针对图中的错误和对结构的误解给予现场纠偏和总结,学生在评分前有机会对图纸进行完善。这一过程不仅是对学生专业技能的一次全面检验,更是深化理解、纠正偏差的良好契机。通过这样的即时反馈,学生不仅能够及时认识到自己的不足,还能够在评分之前拥有宝贵的修改和完善机会,从而在实践中学习,在学习中成长。

三、总结与反思

测绘实训通过“线上学习+线下实践”的教学模式,积极促进学生自主学习与自主思考,取得了显著成效;多元化评价机制全面考量学生的表现,既关注技能掌握,也重视过程参与和团队协作,激发学生的积极性与创造力,促进学生全面发展。今后,我们将在团队高效协作和创新设计方面进一步丰富实训内容、优化组织形式,通过跨学科项目促进沟通协作,同时融入创新设计元素,鼓励学生运用所学技能解决新问题,培养其创新思维与实践能力,助力学生全面发展。

参考文献:

[1] 谢元敏,蒋国璋,汪鸣琦,等.面向机械卓越工程师培养的《机械制图》课程教学改革探讨[J].长江大学学报(自科版),2014,11(1):102-104.

[2] 薛婷,仲小敏.新型学徒制视域下机械制图课程教学改革探究[J].模具制造,2024,24(6):89-91.

[3] 宋坤.利用SolidWorks提高机械制图教学质量的策略研究[J].现代职业教育,2024(9):145-148.

[4] 李新鑫.机械零部件的测绘和CAD制图技术[J].现代制造技术与装备,2024,311(6):146-148.

[5] 张堃,余杨,陈梦龙,等.基于工匠训练营的分层递进教学模式在课堂教学中的改革实践:以测绘减速器传动轴为例[J].工业技术与职业教育,2024,22(1):47-51.

[6] 吴敏娇.机械制图测绘实训工作总结[J].科技展望,2016,26(33):259.

[7] 邓伟,蒋权.机械制图实践教学研究[J].中国教育技术装备,2022(24):145-146.

[8] 张学昌,王棋,许少锋,等.以数字化表达为核心、以产品功能为抓手构建基于能力导向的机械零部件测绘课程新体系[J].现代职业教育,2022(10):79-81.

[9] 孟晖琳.关于课程融合创新改革的思考:以机械制图结合零部件测绘与CAD成图技术为例[J].甘肃教育,2022(22):69-72.

[10] 郑东海,郭建文,曹晓畅,等.机械零部件测绘实践课程项目化改革研究[J].教育信息化论坛,2023(15):57-59.

[11] 方清华.Solidworks在机械制图测绘教学中的应用[J].湖北农机化,2021(18):95-96.

◎编辑 郑晓燕

①基金项目:本文系2023—2024年度江苏职业教育研究立项课题“职业院校机械制图测绘虚拟仿真实训平台的建设与应用研究”(项目编号:XHYBLX2023206);南京工业职业技术大学2023年校本教育研究课题“‘金铁美强创’育人特质融入课程教学研究——以典型产品拆装与测绘综合实训课程为例”(项目编号:ZBYB23-06);2024年度机械行业职业教育“产科教协同创新”课题项目“数字技术在机械行业职业教育实训教学中的应用研究”(项目编号:JXHYZX2024044);2024年南京工业职业技术大学“专创融合”示范课程建设项目(项目编号:ZCRHKC202412);2024年南京工业职业技术大学第二批校级“课程思政”特色课程建设项目(课程名称:典型产品拆装测绘综合实训)的研究成果。

作者简介:朱楠楠(1988—),女,汉族,安徽淮南人,副教授,博士,研究方向:工程图学、精密与超精密加工。