計算機繪圖在機械制圖及相關課程中教學改革研究

郭童軍

摘要： 本文將研究機械制圖及相關課程與計算機繪圖有機結合的教學改革措施。機械制圖與計算機繪圖相結合的教學改革不僅有利于培養學生的空間想象力、繪圖能力、讀圖能力等知識的綜合運用能力，而且有利于提高學習效率、激發學習興趣，取得良好的教學效果。

關鍵詞： 機械制圖制圖測繪計算機繪圖教學改革

1.引言

《機械制圖》、《制圖測繪》、《計算機繪圖》是工科院校中機械類專業的專業基礎課程，三門課程都以培養學生的空間想象能力、繪圖識圖能力為教學目標。其中《機械制圖》注重講授制圖原理和方法，《計算機繪圖》注重講授利用計算機軟件繪制圖形的技巧，《制圖測繪》則注重實踐。因此，如何將三門課程有機地結合，構建計算機繪圖與機械制圖課程新體系及改革教學方法，并進一步提高教學質量，成為當前機械制圖教學改革中亟待解決的問題。

2.教學改革背景

傳統教學中，《機械制圖》課程教師運用圖紙、實物模型、多媒體課件，輔以圓規、三角板等教具[1]，學生在通過大量練習鞏固知識達到培養空間想象能力、圖解簡單空間幾何問題，從而達到掌握繪制、閱讀機械圖樣的基本能力，以及識讀、繪制機械零件圖和裝配圖的教學目的。《計算機繪圖》主要運用Auto CAD軟件進行教學，結合理論進行上機實踐操作，從而增強計算機繪圖的能力和技巧，進而為計算機輔助設計奠定基礎。《制圖測繪》則初步培養學生機械工程的意識，綜合運用《機械制圖》課程中所學知識，根據現有部件（或機器），通過查閱相關資料、測量實物等方法，畫出該部件（或機器）裝配圖和零件圖的過程。傳統的教學方式存在諸多弊端，三門課程分別單獨授課，專業知識重復、授課學時增加、教學效果不明顯。

《機械制圖》是基礎，三門課程緊密聯系。《制圖測繪》、《計算機繪圖》不能脫離《機械制圖》課程而獨立開設，必須在全面掌握制圖的基本理論、投影規律、表達方法、國家制圖標準、零件圖和裝配圖基礎上才能進行制圖測繪并運用計算機繪圖畫出規范的機械圖。

科技時代的發展，使得繪圖技能的掌握不僅僅局限于手工繪圖，傳統教學手段已經不能符合現階段的教學要求。在制圖學科中引入計算機繪圖，從而輔助機械制圖，提高繪圖效率。運用計算機先進的輔助工具推動機械制圖的教學。計算機繪圖在授課過程中能夠幫助教師運用CAD中軸測圖、三維圖形變換等功能，向學生展示空間形體及空間—平面的轉換過程，有助于更好地提高學生的識圖、繪圖能力及空間想象和思維能力，大大縮短傳統手工繪圖耗費的時間。同時激勵學生通過軟件繪圖對制圖理論進一步探索。計算機的普及和發展使傳統的《機械制圖》課程教學面臨更多新的挑戰，在圖形文件的保存和管理、圖紙的重復利用等方面也體現了計算機繪圖極大的優越性。

3.教學改革的措施

目前，以我校教學模式為例，《機械制圖》、《制圖測繪》與《計算機繪圖》采用傳統相結合的教學模式，即先進行機械制圖理論教學、再進行制圖測繪，最后學習計算機繪圖，其中計算機繪圖是單獨一門課程。從教學方法分析，此教學方式循序漸進，先加強理論教學，再注入實踐教學，最后運用計算機繪圖綜合前兩門課程。但在時間段上機械制圖與計算機繪圖分離教學，不可避免地造成機械制圖原理和計算機運用方面的脫節，同時未能及時在制圖測繪中運用計算機繪圖，學生僅能掌握計算機制圖的基本運用，未能繪制復雜的裝配圖，影響今后的設計圖紙繪制，達不到預期教學目的。因此，只有將機械制圖和計算機繪圖兩門課程同時進行，分別以各相關知識點為獨立單元，穿插教學，并在制圖測繪中加以實踐檢驗，三門課合理結合，才能達到最佳的學習效果。

通過對傳統教學的弊端及三門課程之間相互關系的分析，在實踐教學中探究一種將三門課程有機結合的教學方法，具體改革措施如下[2]：

（1）理論教學內容的改革。《機械制圖》與《計算機繪圖》兩門課程同時穿插進行教學，教學內容依次是：

（2）教學手段改革。在《機械制圖》授課中運用多媒體授課同時加入Auto CAD輔助授課。授課前，把課時需要講解的圖形提前在Auto CAD軟件中建立模型，授課中，通過對模型的旋轉、剖切等操作，加深學生對圖形的理解，增強學生的空間思維能力。尤其是組合體和零件圖的識讀及繪制的講解，在教學過程中一直都是難點，加之學生的空間想象力不夠等因素，讀圖制圖較難完成。如果運用Auto CAD建立三維模型，使三視圖和計算機三維模型相互對照，幫助學生理解。并授課后，要求學生在《機械制圖》作業練習冊上與Auto CAD中同時完成。當學生遇到不易理解的圖形，可以通過在Auto CAD中建立三維模型與三視圖對照，快速準確得到結果。

（3）實踐課程教學內容改革。將《制圖測繪》與《計算機繪圖》結合，利用一周時間進行零部件測繪，先手工繪制草圖，再結合計算機繪圖軟件Auto CAD繪制整套圖紙[3]。

同時，將計算機繪圖運用到機械制圖及其相關課程中會存在一些問題。例如，少數學生直接抄襲圖形，敷衍了事。這就要求教師必須全面加強授課中的過程監控。

4.結語

隨著科技的進步，《機械制圖》、《制圖測繪》與《計算機繪圖》課程有機結合的教學改革勢在必行，這將在使學生掌握基本理論和知識的同時，更好地培養空間想象力和軟件應用能力，并提高學生的學習效率，教學效果得到進一步增強。

未來計算機技術的發展，除Auto CAD軟件外，更多的機械繪圖軟件也將逐步運用到機械制圖及相關課程的教學中來，制圖課程的教學改革也會隨著之發展變化。因此，將計算機繪圖合理地運用到機械制圖及相關課程中，具有重要意義，通過逐步完善和構建新的課程體系，進一步提高教學質量，優化教學效果。

參考文獻：

[1]徐亞娥.基于CAD下的機械制圖教學實踐[J].價值工程，2011（13）：207-02.

[2]黃政艷.機械制圖與CAD課程教學改革的探索與實踐[J].廣西輕工業，2008（09）：158-02.

[3]楊建根，楊中芳.CAD技術在制圖測繪教學中的研究[J].機械管理開發，2011（06）：164-02.