關于《機械制圖》與《Ａｕｔｏ－ＣＡＤ》相結合的教學方法探究

摘要：《機械制圖》和《Auto-CAD》是現(xiàn)代高等工科院校的兩門基礎課程。這兩門課程的實踐性較強，對學生的空間想象能力要求較高，因此使學生難以入手。本文把兩門課程相結合，通過兩者內(nèi)容上的相互滲透和緊密結合，使學生可以更好地培養(yǎng)自己的空間想象能力以及知識的綜合運用能力，從而簡單有效地完成對這兩門課程的學習。

關鍵詞：機械制圖；CAD；課程整合；空間想象力

一、引言

對于多數(shù)工科院校而言，《機械制圖》與《Auto-CAD》是兩門重要的專業(yè)基礎課程。傳統(tǒng)的教學中，《機械制圖》與《Auto-CAD》是兩門獨立的課程，分別由兩個不同專業(yè)的老師講授，前者由機械專業(yè)老師講授，而后者則由計算機專業(yè)老師負責。這樣，這兩門相關課程就被割裂開來，這種傳統(tǒng)的教學方法有諸多缺點：

1．增加了學習課時，加重了學生的學習負擔。兩門有關系的課程單獨授課，必然會導致很多相同的內(nèi)容重復講授，使授課內(nèi)容贅冗，增加了不必要的學時；

2．教學效果差。兩門課程對學生的空間想象能力都有較高的要求，因此使學生難以入手，尤其是空間幾何基礎較差的學生。

《機械制圖》與《Auto-CAD》這兩門課程是有著緊密的聯(lián)系的。兩者都有一個共同的目標，就是培養(yǎng)學生的識圖能力和空間想象能力，不同的是，《機械制圖》注重講授制圖的方法和原理，而《Auto-CAD》則注重講授圖形的計算機繪制技巧。如果把這兩門課程綜合起來，教學中相互貫通，用CAD輔助制圖來加深學生對機械制圖原理的理解，用機械制圖的原理和方法來幫助學生對CAD繪圖方法的掌握，就可以有效地減輕學生的學習負擔，提高教學效率。這樣的教學方法有很強的針對性，能收到事半功倍的效果。如何將《機械制圖》和《AutoCAD》這兩門課程有機地結合起來，這已經(jīng)引起了眾多專業(yè)人員的重視。

二、《機械制圖》與《Auto-CAD》的關系

《機械制圖》課程就是研究繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法的一門專業(yè)基礎課，該課程的目的和任務是:學習正投影的基本理論;掌握閱讀和繪制機械圖樣的基本知識，基本方法和技能;培養(yǎng)對空間想象的能力等。

《AutoCAD》課程是建立在機械制圖上單獨設立的一門課程。CAD是Computer Aided Design的英文縮寫，是Autodesk公司開發(fā)的一種微機輔助設計和繪圖軟件包，是當前最流行的計算機輔助設計軟件之一，它主要研究的是如何利用各種指令繪制各種圖樣。CAD通常和CAM（計算機輔助制造）技術相結合，成為現(xiàn)代制造領域的核心技術，共同完成產(chǎn)品設計與制造，實現(xiàn)設計和制造過程的自動化和信息的集成化。隨著CAD應用技術的普及，越來越多的單位和個人將AutoCAD廣泛應用于機械設計、繪圖和制造等領域。

《AutoCAD》可以看作是一種繪圖工具:顯示器可以看作是圖板和圖紙;鼠標和鍵盤可看作是鉛筆，直尺和圓規(guī)。CAD里的工具還要比手工工具豐富得多，它極大的提高了繪圖效率和繪圖質(zhì)量，是手工繪圖效率的十至二十倍，是機械設計及制圖的一場革命。許多手工難以繪制的圖形，計算機也能順利地繪制出來。

三、改革的具體措施

在分析了傳統(tǒng)教學的弊端以及兩門課程之間的相互關系之后，我們就應該探究一種更為有效的教學方法，即把兩門課程的教學過程結合起來，以收到預期的效果。大體措施有以下幾點：

1．把《機械制圖》和《AutoCAD》兩門課程整合為一門課程，把原來兩門課程的內(nèi)容穿插起來講授，以組合體的識讀和零件圖的識讀兩部分內(nèi)容為重點，每一部分內(nèi)容都要求學生對讀圖、徒手繪圖與計算機繪圖三個方面的熟練掌握。授課計劃可大體按以下順序安排：

(1)制圖的基本知識和技能，包括課程的基本要求，制圖的國家標準等；

(2)AutoCAD基礎知識，包括用戶界面，設置繪圖環(huán)境和圖層，基本命令等；

(3)點、直線和平面的投影，立體的投影；

(4)簡單圖形的創(chuàng)建，結合平面圖形繪制講解AutoCAD中的繪圖和編輯命令；

(5)組合體視圖及尺寸標注，包括畫組合體視圖的方法，組合體的尺寸標注，以及上機繪制組合體視圖并標注其尺寸；

(6)機件的表達方法，包括各種表達方法的應用，以及AutoCAD機件表達方法的上機練習；

(7)標準件和常用件，包括螺紋連接，齒輪，鍵聯(lián)結，銷連接等，并要求上機繪制標準件和常用件；

(8)零件圖，包括視圖選擇，尺寸標注，極限與配合，表面粗糙度，形位公差，零件上常見工藝結構，讀圖方法，以及上機繪制零件圖并進行文字、尺寸、形位公差及粗糙度等標注；

(9)裝配圖，包括裝配圖的畫法，裝配圖的尺寸標注、技術要求、明細欄，并要求上機繪制裝配圖。

2.利用AutoCAD軟件授課，使教學更加靈活。機械制圖課程的任務是培養(yǎng)學生的空間想象能力，這就要求教學中突出圖形的立體性，顯然用一般的平面教案是遠遠不夠的。我們可以把需要講解的圖形提前在AutoCAD軟件中建立模型，在授課時，通過對模型的旋轉、剖切等操作，加深學生對圖形的理解，從而更加有效地培養(yǎng)學生的空間想象能力。

3.每次的板圖作業(yè)在圖紙上和AutoCAD中同時完成，手工繪圖和計算機繪圖應該同等重視。對組合體和零件圖的識讀及繪制是傳統(tǒng)的《機械制圖》課程的一個難點問題。由于缺乏實際的模型，學生的想象力得不到開發(fā)。如果把《機械制圖》和《AutoCAD》兩門課程結合起來，板圖作業(yè)在AutoCAD中建立三維模型， 使三視圖和計算機三維模型得到一一對照，學生的空間想象力就能夠得到充分的釋放，作業(yè)也能夠完成得輕而易舉。

4．教學中適當?shù)牟贾靡恍┚哂袆?chuàng)新性地作業(yè)。例如讓學生個人或團體合作，利用AutoCAD軟件設計一些簡單的機械產(chǎn)品，這樣不但可以提高學生的學習興趣，而且讓學生意識到了AutoCAD軟件作為一種設計工具的重要性，另外，學生在實際操作中通常會遇到一些困難，通過對這些困難的克服，也可以促進學生對AutoCAD軟件的學習。

5．教學中向學生強調(diào)學習方法的重要性。這兩門課程的最大特點是實踐性強，因此，學生在學習中應重視理論聯(lián)系實際的學風，注重對理論知識、基本方法的學習，同時由淺入深地進行大量繪圖和讀圖的訓練，逐步提高空間想象能力和構型能力。另外，學生在學習中應嚴格遵守國家的有關制圖標準，圖樣是工程界的共同語言，故對于圖樣的幅面、比例、線寬、字體以及標注方法，都應該嚴格遵守國家標準，對自己嚴格要求，養(yǎng)成良好的習慣。

《機械制圖》與《AutoCAD》兩門課程的結合教學，有效地提高了學生的學習效率，激發(fā)了學習興趣，使學生的空間想象力得到更好的培養(yǎng)。隨著計算機的發(fā)展，除了CAD 技術已在工程圖中普遍應用之外，Pro—E、U—G等更為先進的軟件的應用也變得越來越普及，今后對制圖課程的改革也應隨著這種趨勢的發(fā)展而變化，在教學中不斷加入新內(nèi)容，對相關課程進一步整合，以達到更為良好的教學效果。

參考文獻：

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[2]明興祖，姚建民.機械CAD/CAM.北京:化學工業(yè)出版社，2003．