機械制圖與CAD課程整合的探討

喻趙敏

【摘 要】隨著我國機械裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展，機械制圖和CAD等課程的改革也勢在必行，筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，感受到“機械制圖”和“CAD”這兩門課程的重要性，提出了機械制圖和CAD課程整合的一些方法，以期學生能夠更好的掌握機械制圖和CAD兩門課程。

【關鍵詞】機械制圖；CAD；課程

機械制圖與CAD是各技校的機械相關專業(yè)必不可少的專業(yè)課，機械制圖是機械工程技術人員之間進行設計交流的一門工程語言。只有學好“機械制圖”課程才能為后續(xù)的學習相關專業(yè)課程的打下堅實的基礎，才能在日后在相關的工作崗位進行更好的機械設計研究。近年來，隨著計算機的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的手工機械已不能滿足現(xiàn)代機械設計所要求的高效、快速和準確的要求，而CAD是由手工繪圖向計算機繪圖的一種全新的突破，其工作的效率也大大提高。隨著中國高校教育的深化改革，根據(jù)各專業(yè)的相關培養(yǎng)目標，筆者認為將機械制圖與CAD的課程的整合是有利于提高學生對這兩門課的綜合掌握能力，但怎么才能將這兩門課進行有效的整合，這是我們廣大教育工作者所要思考的問題。

筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，感受到“機械制圖”和“CAD”這兩門課程的重要性，本文也就對“機械制圖”和“CAD”兩門課程整合的探討做了簡明扼要的闡述。

一、機械制圖和CAD課程教學的現(xiàn)狀

機械制圖課程是機械相關專業(yè)的一門基礎課程，他的主要目的是培養(yǎng)學生的識圖和繪圖能力，能夠準確的通過工程制圖來表達繪圖人員的設計思想和理念。他的主要內(nèi)容包括：根據(jù)機械制圖的相關國家標準的規(guī)定，掌握正投影的基本理論和方法，零件和部件圖紙的基本線型和線段的表達方法，正確繪制零件圖和裝配圖等。通過機械制圖的相關課程設計提高學生的手動繪圖能力，培養(yǎng)學生對機械零部件的三維空間想象能力和嚴謹?shù)乃季S能力。能夠基本掌握零件的零件圖和簡單部件的裝配圖的畫法。

1.機械制圖的教學現(xiàn)狀

目前，各高校的機械制圖課程的講授一般以“板書”和“多媒體教學”的方式為主，運用“板書”的教學方法都主要注重培養(yǎng)學生能夠準確識別圖紙的各種表達方法和培養(yǎng)學生的手工繪圖能力為主，而“多媒體教學”一般是以使用多媒體工具的方式完成教學。但是，二者在教學過程中都存在不足的地方。

“板書”的教學模式可提高學生的手工繪圖能力，當使用繪圖板、丁字尺和繪圖鉛筆等繪圖工具時，可以鍛煉學生的手工繪圖技能和基本功，但這種方式也存在弊端，由于手工制圖所消耗的時間通常較長，會導致學習效率降低，手工繪圖的局限性也較多，如需要修改圖面時會比較困難，且會影響圖面的整潔。

隨著各學校都逐步配備多媒體教學設備，各學科的教學模式也從傳統(tǒng)的“板書”模式向“多媒體教學”模式轉變，多媒體教學的課件其內(nèi)容生動直觀逼真，且課程信息容量較大，這種先進的教學方式可提高學生對機械制圖的興趣，有利于提高學生的專業(yè)知識水平。但是，多媒體教學可以將機械制圖的相關理論快速的傳授給學生，但學生在課堂上不能充分發(fā)揮空間想象能力，阻礙學生對機械制圖的認知能力。

2.CAD教學的現(xiàn)狀

CAD是目前比較常用的一款計算機輔助設計軟件，其強大的繪圖功能可滿足機械設計的相關要求，目前各高校都開設了“CAD”這門課程，通過這門課程的學習使學生根據(jù)機械制圖的相關要求，運用CAD軟件準確表達出零部件的模型和技術要求，進一步提高學生的三維空間想象能力。其主要內(nèi)容是：介紹CAD軟件的使用界面，能夠快速的繪制出零件的零件和部件的裝配圖，能夠較準確的表達出零部件的技術要求和公差要求。

二、機械制圖與CAD的內(nèi)在關系

機械制圖與CAD的內(nèi)在關系是相輔相成的，機械制圖是學習CAD的基礎，需充分掌握機械制圖的相關標準的前提下才能用CAD繪制出正確的圖紙。CAD是機械制圖在計算機繪圖領域的一種直接表達方法。

1.CAD制圖可提高繪圖效率

利用CAD制圖與傳統(tǒng)的手工繪圖相比，其大大提高了制圖的效率，利用CAD軟件對圖紙進行修改與保存的方法，不僅提高了工作效率也改變了傳統(tǒng)的圖紙保存方法。

利用CAD軟件里面的點、直線、曲線、圓、多邊形等基本繪圖模式可快速繪制出零件模型，利用正交、對象捕捉等命令可使用戶快速的表達零部件的水平線段、豎直線段和零件上特殊點進行捕捉，如切點、中點、交點等。其強大的尺寸標注公差、形位公差的模塊可快速完整的表達圖紙尺寸與公差要求。

2.三維設計能力可提高的零部件的準確性

CAD顯示的裝配的三維模型，可通過檢查其干涉情況，零部件的質(zhì)量來確保零部件的準確性。顯示的零件三維實體可完整的表達工程師的設計思路，通過其三維顯示效果可觀察出設計的缺陷性，盡早的發(fā)現(xiàn)和解決問題，這樣使工程師更加關注產(chǎn)品設計的內(nèi)在質(zhì)量而不是外觀，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

三、“機械制圖”和“CAD”整合的模式分析

從培養(yǎng)學生的專業(yè)技能和提高教師教學效率的角度上看，兩門課程都是機械專業(yè)的學生必修課，二者的整合可減少學生的學習課時，而不影響學生對這兩門課程的知識掌握情況；另一方面可提高學生對“機械制圖”和“CAD”的綜合掌握能，提高了學生對綜合知識掌握的能力，這有利于他們的以后的求職和對專業(yè)的認知能力。

1.利用CAD進行機械制圖教學

從教師教學的角度上看，機械制圖與CAD課程是最緊密和最需整合的。其主要因為：①由于CAD軟件中的繪圖標準：如線條格式、字體、圖框和圖幅的標準的設置標準是與機械制圖的相關國家標準是一致的，在學習CAD軟件時也需要學習機械貫制圖的國家標準；② CAD在圖紙的尺寸、幾何公差、粗糙度標注時內(nèi)在的一致性，也變相提高機械制圖的尺寸標注的一致性；③當使用機械CAD的三維軟件時，如Pro/E，SolidWorks、UG等軟件時，通過對一些機械制圖相關標準的設置，其通過繪制的準確的三維模型轉換成二維工程圖時，在這基礎上進行尺寸標注、公差標注和技術要求的編寫等等時，可提高圖紙的準確性。

2.提高學生的三維模型的分析能力

機械中的復雜零件的分析一直是機械制圖課程中的難點，由于學生接觸機械專業(yè)課程的時間不長，且機械制圖的時間也較多，學生一般不能從空間里想象復雜零件的三維模型。而利用CAD的三維實體效果可避免這一矛盾，通過在課堂上講解二維圖紙的一些表達方法，通過學生的自身的三維模型的想象能力和利用三維軟件展現(xiàn)出的三維模型的比對，提高學生從二維向三維模型的轉換能力。CAD軟件的建立的三維模型可根據(jù)二維工程圖的表達方法，進行視角轉換或者局部剖切、放大視圖等，直觀展示二維工程圖中的表達難點，這有助于學生進一步熟悉二維工程圖的相關的表達方法。所以當教學過程中出現(xiàn)復雜零件的表示方法時，教師和學生都可利用CAD軟件來進行輔助教學。

四、結束語

本文著重介紹了機械制圖課程和CAD課程的現(xiàn)有教學模式，根據(jù)各專業(yè)的相關培養(yǎng)目標，筆者認為將機械制圖與CAD的課程的整合是有利于提高學生對這兩門課的綜合掌握能力，這種新型的教學整合模式可使學生能夠準確高效的掌握機械制圖和CAD兩門課程，為社會培養(yǎng)出高質(zhì)量高素質(zhì)的現(xiàn)代化綜合型人才。

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