關于機械制圖與計算機繪圖一體化教學的探討

　　摘要：機械制圖是跨機械大類專業的學生必須掌握的基本知識和基本技能，是理論與實踐緊密相連的課程，擔負著培養學生空間想象能力、繪制和閱讀機械工程圖樣的能力等重要任務。對傳統的教學方法和手段進行改革，提高教學質量是機械制圖課程改革面臨的難題。如今，先進的計算機技術已替代了勞動強度大、繪圖周期長、不便于保存和攜帶的手工繪圖方式，若將計算機繪圖穿插于機械制圖課程中教授，以發揮計算機繪圖在制圖教學中的應用，將是改革的最佳途徑。
　　關鍵詞：機械制圖；CAD；一體化教學
　　
　　當前，很多學校把《機械制圖》和《CAD》作為兩門獨立的課程來進行教學，把這兩門關系密切的課程分割開來，雖然增加了課時，但教學效果較差，存在一定的弊端。主要體現在以下幾個方面：①投影法直觀性差，學生難于掌握，教師教授困難，費時且效果不好。②手工繪圖效率低，費時、費力。③掛圖、模型靈活性差，使用有很大局限性，且木模和膠模做工粗糙，有些細節的地方會給學生造成錯誤的理解。④CAD教學必須在機械制圖課程開設之后，大部分內容重復。
　　一、機械制圖與CAD一體化教學的必要性
　　中職學校的培養目標是：為企業培養生產一線的技術工人。在《機械制圖》與《CAD》教學實踐中，應該以培養學生的識圖能力和空間想象能力為主。以往的教學實踐中，我們是以CAD繪圖能力作為重點進行培養的，結果我們只有個別學生從事設計工作，而大多數的學生是一線技術工人，都是看圖做事。因此，對一些優秀學生提出較高要求，而對一般學生只要會看圖識圖就可以了。也就是要打破課程的系統性、專業性，強調實用、夠用的原則，減輕學生的學習負擔，提高教學效益。這樣，教學才有很強的針對性，針對企業的要求，起到事半功倍的效果。如果將機械制圖與計算機繪圖有機結合在一起：①有利于節省時間，合理利用教學資源；②減輕師生負擔；③提高學生的學習興趣，改善教學質量；④運用現代化教學手段，促進多媒體教學。
　　二、實施“一體化”教學的基礎條件
　　（1） 分析和了解機械制圖與計算機繪圖之間的關系。《機械制圖》是研究繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法的一門專業基礎課，它的目的和任務是：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，培養空間想象的能力，養成嚴謹的工作作風和工作態度。《CAD》是Autodesk公司開發的一種計算機輔助設計和繪圖軟件包，它主要研究的是如何利用各種指令繪制圖樣，二者有著緊密的聯系。《CAD》極大地提高了繪圖效率和繪圖質量，但《CAD》并沒有取代制圖理論和制圖的一些標準、規范，機械制圖是基礎，《CAD》是應用，二者缺一不可。
　　（2） 足夠的計算機和多媒體教室，為“一體化”教學提供物質基礎。將《機械制圖》與《CAD》有機結合在一起，由一位專業教師來教授，理論教學與實訓安排相對來說靈活性很大，這就必須要有充足的計算機和多媒體教室來做物質基礎。
　　（3） 合理制定教學大綱是一體化教學的理論基礎。《機械制圖》與《CAD》都是專業基礎課，技術基礎課占多學時，顯然不能適應人才培養的需要。這樣按照傳統的教學方法難以達到應有的教學要求和教學效果，我們必須從全局出發，合理制訂教學大綱與計劃，從而實現預定的教學目標。教學大綱和教學計劃可以分兩部分來制訂，第一階段《機械制圖》把閱讀和繪制機械圖樣的基本知識、基本方法和技能，培養空間想象能力，徒手繪圖作為重點，《CAD》則配合介紹一些基本的繪圖和編輯命令，將畫法幾何和平面圖形的畫法用CAD來代替手工繪圖，作為培養學生空間想象力的輔助工具。第二階段《機械制圖》把識讀零件圖和裝配圖作為重點，CAD則側重繪制零件圖和裝配圖以及繪圖技巧的應用。
　　三、如何實施一體化教學
　　將《機械制圖》與《CAD》整合后，把機械制圖的培養重點看圖、識圖能力和CAD的繪圖技巧有機結合起來，將CAD作為一種工具使用在機械制圖的教學過程中。機械制圖側重于講解正投影法的投影規律、三視圖、草繪軸測圖、簡單圖樣的表達方法、零件的草繪等內容，先學制圖最基本的知識。把制圖里的幾何作圖、復雜的組合體、復雜圖樣的表達方法、繪制零件圖和裝配圖、拆畫零件圖等內容放在CAD里面作為一體化教學來開展。以下，筆者結合本校及本人多年的教學經驗談談自己的一些看法。
　　（1） CAD在制圖基礎中的應用。掌握制圖的基本知識和技能，是培養識圖和繪圖能力的基礎。圖紙幅面及格式、比例、字體、圖線、尺寸標注法等內容按照國家標準在CAD的基本設置里面講解。平面圖形的畫法放在CAD里講解，機械制圖課程側重于徒手繪圖，這樣就能節省2/3的課時。
　　（2） CAD在組合體中的應用。組合體是機械制圖教學的重點和難點，也是培養學生空間想象力的關鍵，要求學生根據立體畫三視圖、知二求三想象出立體來補畫第三視圖、補缺線。在機械制圖里只采用一些典型的簡單形體進行分析，根據立體草繪組合體三視圖。而對于復雜形體可借助CAD三維造型功能繪制三維模型，通過旋轉實體看清楚組合體各個方位，將三視圖與三維模型一一對照，讓學生充分掌握投影原理和畫圖方法，充分發揮學生的空間想象力。這樣可以將學生想象出來的實體很直觀地表達出來，幫助他們建立空間思維方式，減輕師生負擔，學生不會覺得枯燥。繪制組合體三視圖是繪制零件圖的基礎，以往的教學方法要通過大量的繪圖作業才能提高學生圖紙質量，費時費力。一體化教學之后機械制圖教學中只要求學生繪制草圖，將三視圖的繪制、尺寸標注放在CAD中教學，起到了事半功倍的效果。
　　（3） CAD在剖視圖中的應用。剖視圖是表達機件內部結構的一種方法，主要是孔、槽等結構。在機械制圖里只用一些簡單的例子來分析，而對于復雜的形體可借助CAD三維造型后剖切來講解，這樣學生比較好理解，教師講授自如，不用費很多課時就能很好地完成教學任務，達到事半功倍的效果。
　　（4） CAD在零件圖中的應用。零件圖是制造和檢驗的依據，是生產中的主要技術文件。零件圖的識讀和繪制是學生必須掌握的重點知識，就業后工作都是看圖做事。在機械制圖中重點放在如何讀零件圖、選擇視圖上，其他內容放在CAD中進行講解和練習。例如：圖形在CAD中繪制，尺寸公差直接在CAD尺寸標注中設置，形位公差用引線標注，表面粗糙度、熱處理等技術要求用多行文字編輯，標題欄、圖紙邊框直接調用并適當修改。將機械制圖與CAD這樣有機地穿插在一起，增加了教學的直觀性和趣味性，節省了大量的時間，提高了教學質量。
　　（5） CAD在裝配圖中的應用。裝配圖不僅要表示機器（或部件）的結構，同時也要表達機器（或部件）的工作原理和裝配關系，是表達設計思想、指導生產和交流技術的技術文件。其結構、工作原理、零件間的裝配和連接關系以及主要零件的結構形狀都缺乏直觀性，在教學過程中僅靠模型和掛圖是遠遠不能滿足教學需要的。為此，老師可以利用CAD、UG、Pro/E、Solid Works這類計算機繪圖軟件操作演示給學生看，加強教學的直觀性，加強學生空間思維能力。在拆畫零件圖的教學中，可以直接在CAD中進行教學，省時省力，提高教學質量。
　　將《機械制圖》與《AutoCAD》兩門課程有機結合的教學改革，能很好地激發學生的學習興趣，有效地提高了學習效率，教學中兩門課程相互貫通，使傳統的機械制圖課程顯示出極大的活力。隨著教學設備和教學技術的進步，我校傳統《機械制圖》與《CAD》的課程綜合一體化將是必然，我們今后的教學也將會大有作為，我們職業學校學生將會學到更多、更有用的先進技術與技能，提高他們的綜合素質，為他們今后進一步發展打下堅實的基礎。
　　
　　參考文獻：
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