基于ＡｕｔｏＣＡＤ的《機械制圖》課堂教學(xué)改革初探

摘要：針對《機械制圖》傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題，提出將AutoCAD融入職業(yè)學(xué)校《機械制圖》課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：機械制圖；AutoCAD；教學(xué)改革

《機械制圖》是職業(yè)教育工程技術(shù)類必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，中職學(xué)生生源以初中畢業(yè)生為主，沒有經(jīng)過普通高中的學(xué)習(xí)，知識量少，空間想象能力不強，對本學(xué)科的學(xué)習(xí)有一定困難。近年來，隨著教學(xué)改革的不斷深入，對本學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)時數(shù)又進行了調(diào)整。新知識的補充，相應(yīng)學(xué)時數(shù)的壓縮，傳統(tǒng)教學(xué)體系的改進等成為當(dāng)前教改亟待解決的問題。根據(jù)多年專業(yè)課教學(xué)的經(jīng)驗，在《機械制圖》教學(xué)中，教師必須轉(zhuǎn)變觀念，探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法，將AutoCAD融入課堂教學(xué)，提高學(xué)生的空間思維能力，從而掌握扎實的制圖理論和熟練的繪圖技巧。

運用AutoCAD三維建模

《機械制圖》課的概念和規(guī)律大部分是建立在對空間形體分析的基礎(chǔ)上得出的。傳統(tǒng)的“黑板、掛圖、教模、粉筆、一張嘴”的教學(xué)方法和手段難以改變《機械制圖》難教和難學(xué)的現(xiàn)狀。

組合體是實現(xiàn)本課程教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)的關(guān)鍵，是培養(yǎng)空間想象力的重要保證，而零件、裝配體又是實現(xiàn)課程教學(xué)核心目標(biāo)與課程教學(xué)專業(yè)目標(biāo)的關(guān)鍵內(nèi)容。因此，以體作為教學(xué)切入點，在三維空間中去認(rèn)識和感知空間幾何元素的強化體的教學(xué)，直觀、形象，易于被學(xué)生接納。在制圖的起始教學(xué)中可充分利用AutoCAD畫一些立體圖供學(xué)生觀看，并讓學(xué)生模擬畫一些簡單的、比較接近正等測的草圖。這樣，通過教師的示范，學(xué)生能很快畫出棱柱、圓柱、圓錐等基本幾何體的軸測圖。通過練習(xí)，學(xué)生對各種基本體的輪廓有了了解，初步樹立了空間概念。

從體的認(rèn)識再逆向思維到點、線、面，將抽象的二維轉(zhuǎn)化為形象的三維，從而實現(xiàn)物與圖的熟練轉(zhuǎn)換，有效地提高和發(fā)展學(xué)生的空間想象力和創(chuàng)造力，促進課程教學(xué)核心目標(biāo)(即識圖和繪圖能力)的實現(xiàn)。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)制圖的熱情被調(diào)動起來，并且產(chǎn)生了對CAD學(xué)習(xí)的渴望，教學(xué)效果非常好。

在制圖課中增加AutoCAD教學(xué)內(nèi)容

（一）根據(jù)培養(yǎng)計劃，改革教學(xué)內(nèi)容，確定教學(xué)重點

對機械制圖的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時數(shù)、課程體系、課程結(jié)構(gòu)等進行綜合改革，簡化正投影法、三視圖及點線面的理論性內(nèi)容，增加計算機繪圖教學(xué)內(nèi)容。把這兩門課進行整合，互相滲透，可運用于《機械制圖》的各個教學(xué)環(huán)節(jié)。融合后教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配的具體安排見下表。

（二）運用研究性學(xué)習(xí)和項目教學(xué)法，將AutoCAD與制圖完美結(jié)合，幫助學(xué)生一步步地掌握教學(xué)內(nèi)容

打破傳統(tǒng)教材按照章節(jié)逐條講述概念、理論的教學(xué)方法，每堂課設(shè)定一個課題，根據(jù)課題內(nèi)容的不同確定教學(xué)方法，在教師引導(dǎo)下采用研究性學(xué)習(xí)和項目教學(xué)法，由學(xué)生自行得出每節(jié)課的理論基礎(chǔ)、核心要點和技能關(guān)鍵。在此過程中注意將AutoCAD與制圖緊密結(jié)合，根據(jù)課題確定CAD在本節(jié)課中的地位和使用。例如，在講授組合體三視圖畫法時，教師首先提出本節(jié)課的課題和目標(biāo)，調(diào)用三維AutoCAD，根據(jù)組合體畫圖過程的需要，逐步對基本體進行并、交、差等布爾運算，最后形成所需的立體幾何模型。學(xué)生從不同的視角觀察該空間模型，并根據(jù)對形體表達(dá)方法的理解，采用手工制圖和計算機繪圖兩種方式生成二維投影圖。畫圖與造型的對比講解可以使學(xué)生一看就明白，一畫更清晰。教師則可以利用三維AutoCAD自動生成二維工程圖，學(xué)生對照教師的答案，更加理解了從空間到平面相互轉(zhuǎn)化的方法和過程，再經(jīng)比較，找到投影規(guī)律。反之，在識讀零件圖的教學(xué)中，可以讓學(xué)生用AutoCAD繪制零件圖促進學(xué)生讀圖能力的提高。

這種生動、直觀、反復(fù)的訓(xùn)練，改變了傳統(tǒng)的由教師單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方式，實現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)方式中不能實現(xiàn)或難以實現(xiàn)的表達(dá)方法，學(xué)生積極參與，師生共同討論，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的主動吸收、自行研究的教學(xué)方式，活躍了課堂氣氛，增加了課堂教學(xué)的信息量，同時保證了教學(xué)質(zhì)量，增強了學(xué)生學(xué)好《機械制圖》課程的信心。

另外還應(yīng)注意的是，課堂教學(xué)不只在于教師教了多少，而在于學(xué)生學(xué)會了多少，不只在于教師講得如何，而在于教師是否能調(diào)動學(xué)生動腦、動口、動手，積極主動去掌握知識。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)留給學(xué)生獨立思考的機會，不要把學(xué)生強行引入教師早已設(shè)置好的“思維圈”內(nèi)。

（三）對學(xué)生進行手工繪圖和計算機繪圖的雙重訓(xùn)練，相互促進，共同提高

在制圖課中增加AutoCAD教學(xué)內(nèi)容，開展機械制圖計算機化的教學(xué)改革與訓(xùn)練，對學(xué)生進行手工繪圖和計算機繪圖的雙重訓(xùn)練，做到兩者訓(xùn)練并重。在教學(xué)中，平面圖形的繪制(扳手)、零件圖(模型測繪)、裝配圖、連接件設(shè)計等都可采用先手工繪圖，后計算機繪圖的方式。例如，在學(xué)完“常用幾何圖形的畫法”一節(jié)并進行手工繪圖訓(xùn)練后，可以使學(xué)生上機進行計算機繪圖訓(xùn)練，采用項目教學(xué)法，讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用AutoCAD常用實體繪圖命令繪制簡單的平面圖形。這樣做可以給教學(xué)帶來積極的影響。首先，用學(xué)生所熟悉的手工繪圖過程作為參照，能使CAD的課程內(nèi)容更易于被他們接受和掌握，并能促進學(xué)生手工繪圖的積極性。其次，讓學(xué)生體會手工繪圖與計算機繪圖的不同，體現(xiàn)出用計算機繪圖的先進性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。再次，有些學(xué)生認(rèn)為比較難學(xué)的圓弧連接部分由于方便的計算機繪圖而使問題迎刃而解，并促使學(xué)生課后研究圓弧連接的原理和方法，加深學(xué)生對機械制圖課堂教學(xué)的理解和掌握。

將《機械制圖》和AutoCAD有機結(jié)合

在《機械制圖》中利用CAD進行觀察、想像與分析，使學(xué)生具有表達(dá)機械部件和零件結(jié)構(gòu)形狀，識讀和分析各種圖樣（核心是零件圖和裝配圖）的能力，是這門課的最終學(xué)習(xí)目標(biāo)。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，學(xué)生必須具備較強的空間想象能力和空間分析能力。

在零部件的表達(dá)方法中使用CAD，可以進一步提高學(xué)生的讀圖能力。剖視圖是表達(dá)復(fù)雜機件的一種方法，學(xué)生很難想象出實體形狀。因此利用AutoCAD三維建模，觀察零件，用剖切平面把零件模型剖開，觀察內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形狀，從而可以比較和選用不同的剖視方法，畫出不同的剖視圖，避免學(xué)生產(chǎn)生學(xué)完剖視后對于各種剖視方法不能靈活使用的弊端，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

在采用CAD繪制二維零件圖的練習(xí)過程中，學(xué)生不可避免地會遇到讀不懂圖而造成的繪圖困難，此時是提高學(xué)生識圖能力和空間想象能力的絕好時機。教師可先利用形體分析法和線面分析法進行形體分析，然后展示三維模型，如此反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生的空間想象能力和形體分析能力能得到大幅度提高，最終達(dá)到基于AutoCAD的《機械制圖》教學(xué)目標(biāo)。

用《新課標(biāo)》下的評價體系來檢驗課改成果

《新課標(biāo)》評價體系要求評價要全面關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程，及時給予關(guān)注和鼓勵，幫助他們認(rèn)識自我，樹立信心，發(fā)揮評價的教育功能，促進學(xué)生在原有水平上的發(fā)展。其中關(guān)于“知識與能力”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”等方面的教學(xué)要求是教學(xué)改革的關(guān)鍵所在。

以往職業(yè)學(xué)校《機械制圖》難教、難學(xué)的主要原因是學(xué)生的想象和分析能力較弱，導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)，成績不佳。改革后的新課程內(nèi)容體系突出了課程內(nèi)容的實用性，更加切合職業(yè)教育的實際，在教學(xué)中運用現(xiàn)代教學(xué)手段，有效地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、繪制和閱讀機械圖樣的能力，確保了課程教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。在《機械制圖》中融入CAD教學(xué)更加便于輔導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生能夠不斷獲得以往學(xué)習(xí)中少有的成就感，學(xué)習(xí)的過程更加快樂，思維、情感、態(tài)度等因素得到和諧發(fā)展，效果非常好。

目前，課程改革正成為職業(yè)教育新一輪改革的重點，我們應(yīng)當(dāng)促使《機械制圖》這門“古老”的課程煥發(fā)青春的光彩，使其在整個課程體系中為培養(yǎng)實用型人才發(fā)揮應(yīng)有的作用。而將傳統(tǒng)的制圖內(nèi)容與計算機繪圖有機地結(jié)合，不僅可以讓學(xué)生真正掌握《機械制圖》的精髓，獲得專業(yè)技能，還能啟發(fā)學(xué)生獲得學(xué)習(xí)使用工具軟件的方法，對培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、自學(xué)能力及創(chuàng)新能力起到重要的作用，對于職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)實用型人才具有重要的意義。

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作者簡介：

劉滟（1975—），女，江蘇省泰州機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校中學(xué)一級教師。