技校計算機輔助機械制圖教學新體系

福建 王銀璐

技校計算機輔助機械制圖教學新體系

福建 王銀璐

機械制圖的任務是培養學生空間想象能力和幾何分析能力。在教學過程中，要適當結合生產實際，突出應用，加強訓練，以培養學生“從實際生產出發考慮問題的關鍵”。在適應目前企業要求的情況下，課程的教學內容和模式得到優化，可以不增加本課程學時數的前提下，刪除某些傳統過時的內容，把AutoCAD課程融合進來，書機結合，互補教學，使機械制圖課程形成手工繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖并舉的新格局。

內容精煉實用；互補學習；書機結合；情景結合

圖樣被喻為“工程界的語言”，機械制圖是機械專業學生必須具有的基本功。技工院校擔負著培養企業技能型人才的任務,尤其要加強對學生實踐能力的培養。而機械制圖課程教學將為學生將來的實踐學習奠定基礎，是學生進行專業機械結構設計、日后投入專業知識應用、設計加工工作的鋪墊。因此，建立高職、中職機械制圖課程教學新體系,既要改造教學內容和教學手段,改變學時數,又要讓學生深刻的了解機械相關零件的圖樣表達方式，系統掌握機械制圖、讀圖和繪圖基本知識,強調徒手繪圖與計算機繪圖相結合、三維實體造型與二維繪圖并舉,適當保留尺規作圖,熟練應用計算機繪圖。

將《機械制圖》和《AutoCAD》兩門課程有機結合的教學改革，能夠激發學生興趣，有效提高學習效率，更直觀的讓學生從抽象的空間想象當中解放出來，更好地培養學生的空間想象能力、繪圖能力、讀圖能力等。

一、機械制圖理論教學亟待改革的原因

當前技工院校學生主要來自于初中、高中階段成績落后群體，他們存在以下特點：學習基礎薄弱、缺乏學習主動性、沒有學習壓力、專業認識一知半解或完全不解。因而，理論教學課程的教學工作如果無法適應技校生特點，便會造成事倍功半的后果。

在我院機械加工、模具、汽修等專業中，機械制圖課程是必須掌握的一門實踐性和應用性較強的技術基礎課。為了鑒定良好的技能實際操作基礎，第一學年教學計劃中即安排機械制圖課程，而理論教學方法卻經常給教學工作帶來反效果。

傳統的《機械制圖》課程教學模式，是根據教學大綱要求，在教學方法和教學手段上常利用教學模型和掛圖，再輔以三角板、圓規等在黑板上繪制圖形，向學生講解繪圖原理、方法和實際操作，學生需要通過大量的練習鞏固知識。對于高校學生來說起到了預期的良好效果，而對于大部分技校生來說，他們沒有學習壓力，學習主動性差，練習完成量不足，這種教學手段并不能讓所有學生達到預期的學習效果。大部分學生空間思維能力并不能形成構架，從而導致后續實際操作讀圖吃力。沿用舊的教學方法不能符合技校生本身學習的功利性特點，如果運用直觀的計算機軟件課程，既可以提高學生的興趣，豐富的零件庫可以讓學生瀏覽的同時加深他們直觀的印象，又擺脫了粉筆、黑板教學的枯燥無趣。傳統的機械制圖內容能夠提高學生的三維空間想象能力，但是存在的部分內容已經不能適應現代企業生產對技術人員的技能要求。因此，如何構建機械制圖教學新體系（分析圖表如圖一），成了當前教學改革中亟待解決的問題。

二、根據現在機械制圖傳統教材的分析，教學改革內容應精煉實用

傳統的機械制圖教材內容一般包括：制圖基本知識與技能、正投影法作圖基礎、立體表面交線的投影作圖、軸測圖、組合體、機械圖樣的基本表示方法、常用件的特殊表示法、零件圖、裝配圖等。在當前使用的傳統機械教材中大部分圖樣與實際操作應用差距相當大，既浪費了大部分的課時，又增加了學生的負擔，令學生產生厭煩心理。適當的刪除刻板的教學互動方式以及一些被現代工業所淘汰的舊機構零件，引入計算機制圖教學后，不僅不會減少學習內容，反而加強了課堂的時效性，節省了教學繪圖示范時間，更直觀地認清繪圖過程，更精確地認識不同的機械零件結構。

因此，對機械制圖的教學改革首先應從內容著手，教師除保留原有的基本的制圖基本知識與技能、正投影法作圖基礎、立體表面交線的投影作圖、裝配圖之外，根據實際生產應用需要將內容分類為：墊片類零件、銷和鍵、螺紋及其連接、彈簧類零件等標準件的表達，軸類零件，盤類零件，輪式零件，箱體零件，叉架類零件等（教學大綱分布情況如圖二）。這樣使內容更加精煉實用，既能夠加強學生對機械類零件表達方式的理解與掌握，又可以與實踐操作緊密地結合，實用性強，能夠與實物聯系起來，將抽象變為形象。

現代技術的發展，計算機、網絡更能夠滿足現在技校生的求知欲。所以即使教學內容精簡實用了，單純沿用傳統的教學方法講解也達不到大部分學生完全消化要點的效果，因此，將計算機CAD操作結合機械制圖教學成為當前技校制圖教學的需求。

三、結合計算機AutoCAD進行互補教學，書機結合，情景教學

目前，隨著計算機技術的迅速發展，CAD技術在各工程領域中得到廣泛的應用，成為技術人員進行繪圖、設計、指導生產等工作的有利工具。現在企業都已采用計算機繪圖，學生在機械制圖中專門學習的手工繪圖已經無法適應工作需要。AutoCAD也是技校生教學計劃中規定的課程之一。在傳統的教學計劃中，《機械制圖》和《AutoCAD》這兩門課是分開設置的，使得教學制圖課中手工繪圖的工作量大、耗時多，因此，將這兩門課程有機的結合起來，書機結合，互補學習，就可以利于CAD軟件特有的功能，擺脫制圖課粉筆、黑板、掛圖、模型的單調授課形式，幫助學生克服抽象思維障礙，突破教學難點，節省教學時間，減輕學習負擔，提高教學質量。

AutoCAD軟件里的工具比手工工具豐富得多，它是在制圖理論的標準下開發出來的，保留著制圖理論和制圖的標準規范，還有許多手工很難繪制的圖形，例如三維模型等。有機地利用計算機的功能軟件結合到機械制圖的教學中，具體的教學實施方法如下：

投影法作圖基礎課程中，首先介紹CAD三維實體造型的方法，將模型實物造型出來并用著色功能鍵將實物著色，猶如實物般，這樣能夠將學生抽象概念化為形象。其次，利用CAD旋轉按鈕旋轉實物觀察，這樣可以在任意位置、任意角度觀察圖形，從而引導學生對三視圖的投影的深刻認識，這樣便于引導學生分析作圖條件的空間情況，使學生在空間—平面—空間教學中對課堂內容較好地消化（書機結合教學流程圖如圖三）。

在剖視圖和組合體的教學中，利用CAD三維造型的差集、并集、交集的功能鍵對已構成的實體進行剖切，然后變換視圖角度，從而將三維圖形轉化為二維圖形（教學流程如圖四）。這種教學方式既遵循認識規律，也充分體現了現代三維設計理念，同時使學生快速掌握了形體分析法，對空間想象能力的培養起到事半功倍的教學效果。

當學生對于投影作圖基礎建立了相應的認識之后，再將實際應用中的不同類型的零部件三視圖利用CAD的二維繪圖鍵結合手工繪圖繪制圖樣，既能跟實踐應用聯系起來，又可通過計算機軟件培養學生的興趣，并能夠將冗長的練習過程簡化。加強投影理論的基礎上，引入三維繪圖，提高了利用計算機進行輔助繪圖及設計的應用水平，由此在機械制圖中引入由三維到二維的工程設計思想。

理論聯系實際操作，書機結合，情景結合。在認真學習投影理論的同時，又能多想，多看，多畫，不斷地進行“由物畫圖”“由圖想物”的訓練，能夠逐步掌握圖物轉化規律，提高空間想象能力和分析能力。這樣的計算機實踐操作課程也大大降低了單純的理論教學的枯燥無味，滿足了技校生的動手能力的培養，也貼近了將來的生產實操的需要。

四、教學改革實施情況及結論

總之，機械制圖的任務是培養學生空間想象能力和幾何分析能力。在教學過程中，要適當結合生產實際，突出應用，加強訓練，以培養學生“從實際生產出發考慮問題的關鍵”。在適應目前企業的要求的情況下，課程的教學內容和模式得到優化，可以不增加本課程學時數的前提下，刪除某些傳統過時的內容，把AutoCAD課程融合進來，書機結合，互補教學，使機械制圖課程形成手工繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖并舉的新格局。

當然，將兩門課程融合一體，要求教師既要熟悉機械制圖，又需熟練CAD軟件的使用，才能將軟件優勢逐步應用到制圖課教學中，才能使兩門課有機的結合，達到事半功倍的效果。

[1]李萍萍，賀煒主編.機械制圖與計算機繪圖.機械工業出版社，2007.10.

[2]陳東祥主編.機械制圖及CAD基礎.機械工業出版社，2004.8.

[3]企鵝工作室.席金蘭主編.Auto CAD 2010機械繪圖.技巧總動員.清華大學出版社，2011.3.

[4]馬慧.趙紅.于冬梅主編.機械制圖.機械工業出版社，2009.4.

（作者單位：廈門技師學院）

（編輯 王旸）