淺談CAXA在中職《機(jī)械制圖》課程中的應(yīng)用

王颯颯

摘要：在中職機(jī)械專業(yè)中教師運(yùn)用CAXA制造工程師軟件作為輔助教學(xué)軟件解決《機(jī)械制圖》課程中教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生空間想象能力，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵字：CAXA；制造工程師軟件；《機(jī)械制圖》；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2016）06-0012-01

《機(jī)械制圖》課程是中等專業(yè)學(xué)校機(jī)械類各專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是機(jī)械專業(yè)的核心課程。其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生畫(huà)圖及看圖的能力，圍繞這一核心任務(wù)，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中還應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、表達(dá)能力、空間想象能力、創(chuàng)新能力、審美能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。學(xué)生如果在掌握該課程上存在較大困難，就會(huì)直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，甚至?xí)?duì)學(xué)生今后的崗位能力產(chǎn)生較大影響。所以學(xué)好《機(jī)械制圖》十分重要。《機(jī)械制圖》是一門非常傳統(tǒng)的課程，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序幾十年來(lái)一直未有改變，近年來(lái)隨著多媒體輔助教學(xué)手段的深入推廣，使得教學(xué)內(nèi)容直觀性大大加強(qiáng)，但整個(gè)教學(xué)模式并沒(méi)有太大的改變，學(xué)生空間想象能力培養(yǎng)仍然存在較大不足。因此，需對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段進(jìn)行全面改革，運(yùn)用新技術(shù)建立符合職業(yè)學(xué)校學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)體系。

1.傳統(tǒng)《機(jī)械制圖》課程教學(xué)方式

1.1 學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱。中職學(xué)生都是剛從初中畢業(yè)，沒(méi)有任何專業(yè)背景，缺乏空間想象能力。因此，在學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》時(shí)，學(xué)生普遍反映該課程難學(xué)難懂，對(duì)《機(jī)械制圖》有恐懼感，很多人在學(xué)習(xí)中感覺(jué)枯燥乏味，知難而退。

1.2 教學(xué)內(nèi)容直觀性、互動(dòng)性較差。在中職學(xué)校的傳統(tǒng)《機(jī)械制圖》課程教學(xué)中，教師只注重知識(shí)的傳授，教學(xué)手段主要通過(guò)"粉筆加黑板，板書(shū)加掛圖"來(lái)完成。這樣不但浪費(fèi)了時(shí)間，學(xué)生對(duì)視圖的變化規(guī)律也難以理解，尤其在講解復(fù)雜視圖和剖視圖時(shí)更顯不足，通過(guò)多媒體教學(xué)的介入可以部分解決直觀性的問(wèn)題，但互動(dòng)性的問(wèn)題并不能很好的解決。

1.3 教與學(xué)效率低下。由于受到教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的限制，以教師講授為主的教學(xué)模式，缺乏學(xué)生的主動(dòng)性，難以形成"教師主導(dǎo)、學(xué)生為主體"的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生的練習(xí)需要通過(guò)大量的手工儀器來(lái)完成，要消耗大量的課堂時(shí)間，教學(xué)反饋周期長(zhǎng)，教師不能及時(shí)處理學(xué)生遇到的問(wèn)題，易出現(xiàn)厭學(xué)、棄學(xué)的現(xiàn)象。

基于以上的問(wèn)題，為幫助學(xué)生克服畏難情緒，樹(shù)立信心，盡快建立起空間想象力，有必要研究新的教學(xué)手段、教學(xué)方法。

目前，市場(chǎng)上銷售的繪圖軟件很多，例如CATIA、UG、 Pro/E、AutoCAD等。 雖然這些軟件功能強(qiáng)大，可以很好地進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，但是對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的中職學(xué)生來(lái)說(shuō)，其操縱較為復(fù)雜，不利于《機(jī)械制圖》課程自身的學(xué)習(xí)，因而需要一種功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單、入門容易的三維設(shè)計(jì)軟件。

2.CAXA制造工程師軟件

CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開(kāi)發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師基于微機(jī)平臺(tái)，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學(xué)習(xí)和操作，使學(xué)生能快速掌握該軟件的操作，給《機(jī)械制圖》的教學(xué)改革提供了新思路。

CAXA制造工程師軟件的優(yōu)點(diǎn)：

2.1 易學(xué)、易用、操作過(guò)程直觀簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大。

2.2 具有強(qiáng)大的實(shí)體造型功能，可以利用三維設(shè)計(jì)和繪圖手段，將傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容以三維模型的形式呈現(xiàn)出來(lái)，并由三維設(shè)計(jì)圖直接轉(zhuǎn)化為二維圖形。

2.3 可使用造型的實(shí)體零件進(jìn)行仿真裝配，動(dòng)態(tài)觀察可運(yùn)動(dòng)零部件的運(yùn)動(dòng)情況。

根據(jù)CAXA制造工程師軟件的特點(diǎn)，現(xiàn)將該軟件引入到《機(jī)械制圖》課程教學(xué)中來(lái)，利用軟件自身的特有功能，進(jìn)行了與之相適合的《機(jī)械制圖》課程改革。

3.CAXA制造工程師軟件在中職《機(jī)械制圖》教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 制圖的基本知識(shí)與CAXA基本指令相結(jié)合。《機(jī)械制圖》的第一章主要講解繪圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和各類手工繪圖工具的使用，現(xiàn)將這部分內(nèi)容與軟件基本指令對(duì)應(yīng)起來(lái)講授，如圖框與標(biāo)題欄選擇、各類線型、字體、尺寸標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)、直線與圓弧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)等，如此不但節(jié)約課時(shí)，而且提高了教學(xué)效率。

3.2 將點(diǎn)、線、面的投影和基本體投影相結(jié)合。傳統(tǒng)教學(xué)中投影幾何的內(nèi)容占用大量的課時(shí)，學(xué)生難以掌握。點(diǎn)、線、面雖然是基本體與組合體的基礎(chǔ)，但它們的前后邏輯關(guān)系并不緊密，在真正繪圖與識(shí)圖中的應(yīng)用較少，完全可以穿插在基本體的教學(xué)中，并減少投影幾何的內(nèi)容，使原本抽象的內(nèi)容具體化。

3.3 利用CAXA制造工程師實(shí)體造型完成基本體和組合體的教學(xué)。利用CAXA制造工程師軟件的拖放功能或拉伸、旋轉(zhuǎn)等基本操作形成三維實(shí)體造型，進(jìn)行并集、差集、交集等編輯操作，最后由三維模型生成二維三視圖，使學(xué)生在大腦中初步形成空間立體與平面圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有效地提高空間想象能力和思維能力。

3.4 利用截切和分割功能完成各類剖視圖的教學(xué)。剖視圖是《機(jī)械制圖》中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)空間想象要求較高，傳統(tǒng)的各類教學(xué)方法都不能很好解決這一問(wèn)題。現(xiàn)在可以利用軟件的指令，先將零件的三維模型建立出來(lái)，然后利用截切和分割去除遮擋的部分，這樣就能清楚看到零件的內(nèi)部形狀。

3.5 利用軟件完成復(fù)雜裝配圖的繪制。《機(jī)械制圖》的最后一個(gè)章節(jié)，要求學(xué)生能夠繪制一張完整的裝配圖，在以前的教學(xué)中由于受到各類硬件條件的限制以及學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生難以理解裝配體的工作原理，零件裝配、聯(lián)接關(guān)系，更不能對(duì)裝配體進(jìn)行獨(dú)立分析。CAXA制造工程師軟件中，可動(dòng)態(tài)仿真產(chǎn)品的裝配關(guān)系，還可以旋轉(zhuǎn)、剖切、模擬拆分零件，對(duì)學(xué)生理解裝配圖中各零件之間的裝配位置關(guān)系極為有利。

4.CAXA 實(shí)體設(shè)計(jì)應(yīng)用在技工《機(jī)械制圖》教學(xué)中的意義

4.1 有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。對(duì)于剛從初中畢業(yè)進(jìn)入中職技工學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)其空間想象能力較為薄弱。而技工專業(yè)學(xué)生要學(xué)好對(duì)《機(jī)械制圖》中投影理論方面的知識(shí)，就必須具備一定的空間想象能力。因此，在教授《機(jī)械制圖》課程的過(guò)程中，必須采取行之有效的措施來(lái)培養(yǎng)和提高中職技工專業(yè)學(xué)生的空間想象能力。教授《機(jī)械制圖》課程的老師根據(jù)本課教材的內(nèi)容，并通過(guò)利用 CAXA制造工程師軟件能夠繪制出相應(yīng)的三維實(shí)體模型，從而便于中職技工專業(yè)學(xué)生從不同角度對(duì)形體進(jìn)行觀察，進(jìn)而有利于拓展中職技工專業(yè)學(xué)生的思路，最終有利于其空間想象能力的培養(yǎng)和提高。

4.2 有利于激發(fā)中職技工專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。《機(jī)械制圖》是一門理論性較強(qiáng)的學(xué)科，會(huì)給中職技工專業(yè)學(xué)生帶來(lái)一定的枯燥感，從而降低其對(duì)本課程學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而不利于課堂教學(xué)任務(wù)的完成和中職技工專業(yè)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握。 因此，如何激發(fā)技工專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣已成為必須解決的重要問(wèn)題之一。而CAXA制造工程師軟件的教學(xué)模式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，能夠有效激發(fā)中職技工專業(yè)學(xué)生的求知欲和好奇心，從而有利于其學(xué)習(xí)興趣和積極性的提高。同時(shí)，將CAXA制造工程師中的實(shí)體設(shè)計(jì)應(yīng)用到課堂教學(xué)中，還能夠充分地將關(guān)鍵點(diǎn)突出體現(xiàn)出來(lái)，從而提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將CAXA制造工程師軟件運(yùn)用到《機(jī)械制圖》課程教學(xué)中，能夠克服傳統(tǒng)課程結(jié)構(gòu)的單一化，使課堂教學(xué)更加靈活多樣，使學(xué)生們能夠在同一時(shí)間內(nèi)既能掌握基礎(chǔ)知識(shí)，又能適應(yīng)現(xiàn)在的科技社會(huì)。CAXA輔助教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望，有利于學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)；有利于強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉申立，郭友寒，劉繼鵬.三維實(shí)體設(shè)計(jì)與工程制圖課程的改革[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（4）.

[2] CAD/CAM 實(shí)訓(xùn) -CAXA 軟件應(yīng)用 李超 編 高等教育出版社，2008，6