機械制圖中CAD教學(xué)軟件選擇與教學(xué)設(shè)計

山西臨汾高級技工學(xué)校 楊陽

引言

21世紀(jì)是知識經(jīng)濟時代，同時也是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時代，尤其是計算機技術(shù)的普遍發(fā)展，已經(jīng)在全球得到了最廣泛的應(yīng)用。隨著計算機軟、硬件的發(fā)展，使用傳統(tǒng)的制圖工具如圓規(guī)、直尺等來進(jìn)行繪圖已經(jīng)不能滿足時代的發(fā)展需求，這種傳統(tǒng)的尺規(guī)制圖方式已經(jīng)逐漸被計算機機械制圖方式所取代。因此分析和探究機械制圖中CAD教學(xué)軟件的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 機械制圖與CAD教學(xué)軟件的關(guān)系

機械制圖屬于一種技術(shù)性質(zhì)的繪圖方式，同時也是我國技工院校的一門基礎(chǔ)學(xué)科課程。它主要是一門閱讀機械圖樣研究機械圖繪制的方法和原理，并用確切的圖樣將機械的尺寸、結(jié)構(gòu)以及技術(shù)和工作原理進(jìn)行表示的基礎(chǔ)課程。機械制圖的重要目的以及這門學(xué)科學(xué)習(xí)的重要任務(wù)，首先是要對機械圖樣閱讀以及繪制的基本原理、知識、方法和技能進(jìn)行了解并掌握；其次是要培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)肅的學(xué)習(xí)和工作作風(fēng)，由于機械制圖屬于一種技術(shù)性的工作，因此還要培養(yǎng)耐心細(xì)致的工作態(tài)度。CAD是計算機輔助設(shè)計的簡稱，屬于一種交互式圖形學(xué)，由麻省理工大學(xué)于20世紀(jì)60年代提出。簡單來說，CAD就是利用計算機或者其他有關(guān)圖形設(shè)計的機械設(shè)備來幫助相關(guān)工作人員進(jìn)行機械設(shè)計工作的軟件。

機械制圖是理論性、技術(shù)性的，而CAD教學(xué)軟件是實踐性、操作性的，但是在實際生產(chǎn)中，從技工學(xué)校剛畢業(yè)的技工學(xué)生很難將機械產(chǎn)品設(shè)計的理念通過CAD軟件制圖表現(xiàn)出來，這樣也就達(dá)不到產(chǎn)品成品圖紙的要求標(biāo)準(zhǔn)，不能滿足產(chǎn)品設(shè)計需要。因此，只有在機械理論以及機械制圖實際工作中，將CAD技術(shù)融入進(jìn)去，將二者結(jié)合，才能實現(xiàn)理論、技術(shù)上升為實踐、操作的目的。隨著CAD教學(xué)軟件的發(fā)展，其在機械制圖中的應(yīng)用越來越廣泛。在機械制圖教學(xué)中，應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，不僅能夠通過實踐將機械理論傳授給技工學(xué)校的技工學(xué)生，讓技工學(xué)生更加清楚地掌握理論，還能夠提高技工學(xué)生的操作能力，從而提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

總而言之，對于現(xiàn)代化制圖技術(shù)來說，CAD技術(shù)在其中的應(yīng)用必不可少。作為一種計算機輔助制圖軟件，CAD需要機械制圖理論的支持，同時其具有甩圖板的功能。機械制圖主要是對技工學(xué)校技工學(xué)生思維能力、識圖和制圖能力以及三維圖形建立能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。而在這個過程中，CAD是其中不可缺少的基礎(chǔ)，相對而言，如果僅僅掌握了CAD軟件操作，而沒有機械制圖理論的支持，那么CAD也就失去了創(chuàng)造機械圖紙以及新型應(yīng)用圖形的價值。

2 CAD教學(xué)軟件的選擇

2.1 繪圖類教學(xué)軟件選擇的原則

首先，可操作性是一款繪圖類教學(xué)軟件首先必須滿足的功能。教學(xué)軟件的可操作性指的是，軟件應(yīng)當(dāng)具備一定的廣泛性、實用性和適用性。廣泛性指的是繪圖類教學(xué)軟件應(yīng)當(dāng)具有較廣的適用面，也就是使用這種軟件的人比較多；實用性指的是軟件不僅應(yīng)該滿足當(dāng)前教學(xué)課程的需求，還應(yīng)當(dāng)面向未來，立足于更加專業(yè)化的發(fā)展；適用性指的是要根據(jù)教師的授課時間、技工學(xué)校技工學(xué)生的接受能力以及機械制圖課程的特點來進(jìn)行軟件的選擇。總之，可操作性原則是制圖類教學(xué)軟件選擇的首要原則，且該軟件在該行業(yè)必須具備一定的廣泛性。其次，在選擇教學(xué)軟件時，必須要考慮到工程設(shè)計的新理念、新思想是能夠在這個軟件中充分體現(xiàn)出來的。如是否具備友好的人機交互界面，是否能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計團隊資源共享等。另外，還要考慮軟件的版本，要根據(jù)技工學(xué)校的教學(xué)實際、以及硬件配置來選擇較合適的軟件版本；選擇中文界面、友好界面以及容易上手的操作界面；要選擇方便進(jìn)行平面圖形講解的二維軟件或三維軟件。

2.2 國產(chǎn)CAD 教學(xué)軟件的發(fā)展和分類

根據(jù)知識產(chǎn)權(quán)的掌握情況，我國當(dāng)前的CAD教學(xué)軟件分為三大類：第一類，具有明顯的專業(yè)特征，被稱之為自成體系。這種體系具有完全的知識產(chǎn)權(quán)，是能夠在各個行業(yè)中獨立發(fā)展起來的，如開目的CAD以及CAXA電子圖板等；第二類，對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，并在此基礎(chǔ)上不斷做強做大，如InteCAD、天正CAD、機械工程師以及天河CAD等；第三類是經(jīng)過AutoCAD二次開發(fā)以及做強做大之后，再進(jìn)行二次IntelliCAD核心技術(shù)的開發(fā)，與之前的AutoCAD相比，經(jīng)過二次開發(fā)之后的軟件在其功能和操作方式上具有一定的優(yōu)化，同時具有部分自主知識產(chǎn)權(quán)，如堯創(chuàng)CAD、浩辰CAD等。之后堯創(chuàng)以及浩辰等軟件公司在2013年4月推出了一系列具有完全知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)CAD軟件，如堯創(chuàng)CAD、浩辰CAD8等，放棄了之前的ITC基礎(chǔ)架構(gòu)。在沒有進(jìn)行二次開發(fā)之前的版本中，具有完全兼容AutoCAD的DWG文件格式，而這些放棄了ITC基礎(chǔ)構(gòu)件核心的新型CAD軟件則對這種固有特性進(jìn)行了堅持和繼承。另外這種優(yōu)化了的軟件具有與AutoCAD相似的圖形界面、操作習(xí)慣以及命令方式，而這就為用戶省去了二次學(xué)習(xí)的時間，從而使得用戶在這些國產(chǎn)軟件的使用上比較輕松，而且對于之前使用AutoCAD的用戶而言，這種軟件的使用更加輕易。

浩辰、中望等具有部分知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)CAD軟件企業(yè)，都是ITC組織的重要成員。而針對設(shè)計理念、操作界面來說，國產(chǎn)二維CAD軟件在國內(nèi)各行業(yè)的使用中，可以分為兩種類型的軟件。第一種，經(jīng)過AutoCAD二次開發(fā)的，提供國家標(biāo)準(zhǔn)支持的國產(chǎn)軟件，且這種軟件與AutoCAD軟件具有相似的設(shè)計理念以及相似的操作習(xí)慣，即將設(shè)計圖分開來進(jìn)行設(shè)計，如堯創(chuàng)和浩辰等軟件公司；第二種，提供國家標(biāo)準(zhǔn)支持的，且在自身專業(yè)特點的基礎(chǔ)上又同時具備傳統(tǒng)繪圖習(xí)慣的軟件，如開目CAD和CAXA等。因此AutoCAD系列與CAXA系列是當(dāng)前我國按照使用習(xí)慣以及操作界面來進(jìn)行選擇的兩類軟件。

3 機械制圖中的CAD教學(xué)設(shè)計

3.1CAD 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

CAD教學(xué)授課的主要內(nèi)容要注重對技工學(xué)校技工學(xué)生操作能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，而其教學(xué)內(nèi)容要盡量精簡，如簡單地講解那些與機械制圖存在重疊或者有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，而對于那些比較繁瑣且難以理解的概念、理論等，要盡量精簡或者不予講解。對于CAD課程的講授來說，其最佳講解時間是在講解完軸測圖以及組合體現(xiàn)視圖之后。因為到那時候制圖的概念以及原理等知識基本都已經(jīng)講解完畢，而下面的課程內(nèi)容，如裝配圖、機械標(biāo)準(zhǔn)件、機件表達(dá)方法以及零件圖等，其工作量以及習(xí)題量都非常大，且涉及到國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，而這個時候再進(jìn)行機械制圖知識的講解，技工學(xué)校的學(xué)生就比較容易接受。

3.2 融合式教學(xué)手段

針對技工學(xué)校技工學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，采用融合式教學(xué)手段，即將CAD教學(xué)內(nèi)容與機械制圖相結(jié)合，且互為依靠來進(jìn)行教學(xué)。這種教學(xué)設(shè)計，不僅能夠?qū)C械制圖這一學(xué)科的延續(xù)性逐漸增強，還能夠節(jié)約教學(xué)時間，提高教學(xué)效率。另外，采用CAD制圖教學(xué)軟件，一般在隨后的零件測繪課程設(shè)計中，要注意教學(xué)課時分配。對于技工學(xué)校來說，一個30人左右的技工教學(xué)班，10個教學(xué)課時就可以實現(xiàn)很不錯的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著科技的發(fā)展，在機械制圖中加大對CAD教學(xué)軟件的應(yīng)用，并將CAD教學(xué)內(nèi)容與機械制圖的教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，將具有十分重要的現(xiàn)實意義。使技工學(xué)生掌握制圖的方法和原理，是機械制圖的主要目的，而CAD軟件的使用能夠輔助技工學(xué)生更加透徹地理解制圖原理，從而提高機械制圖的教學(xué)質(zhì)量。

[1]李澎濤.技工院校《機械制圖與CAD》課程教學(xué)設(shè)計淺談[J].現(xiàn)代婦女(下旬),2014-05-25.

[2]李彥輝.淺談CAD 軟件教學(xué)與機械制圖教學(xué)的結(jié)合[J].職業(yè)教育研究,2009-07-08.