基于CAXA系列軟件的工程圖學教學實踐的嘗試

趙曉山

摘 要 CAXA系列軟件與工程圖學教學的有機結合是教學改革的嘗試。本文從該軟件在課堂教學應用上作了淺略的探討。

關鍵詞 CAXA電子圖板 三維建模 教學改革

中圖分類號：G613 文獻標識碼：A

工程圖學是我院電氣和測控專業必修的一門具有較強理論性、實踐性、趣味性的技術基礎課。突出能力，注重實用是工程圖學課程教學的特色。隨著科學技術的迅猛發展和計算機的廣泛應用，時代對制圖教學提出了強有力地挑戰，傳統的教學內容體系、教學方法、教學手段的改革勢在必行。筆者在幾年的《工程圖學》教學中，變換思維方式，結合計算機技術進行了一些改革嘗試，取得了較好的教學效果。

1把CAXA系列軟件引入工程圖學課程教學的必要性

1.1時代對人才需求發生改變

隨著知識經濟的高速發展，社會對人才的要求已不再是簡單的從單一具有較高知識水平和文化素質這一方面來衡量，而是要具有較高的知識創新能力和具有厚實的文化素質。這些促使今天的學生必須為將來的“自謀職業”而更好地充實自己。為了將來更好地頂崗工作，大多數學生加強了實踐技能的深層次學習，客觀要求圖學課程教學必須改革傳統教學內容和教學方式。

1.2學生培養目標的改變

當前本科的培養目標是造就一批具備多種綜合技能的高層次技術型應用人才。面向21世紀，要求本科圖學課程教學方法更應貼近客觀實際需要，本著“注重基礎、拓寬范圍、加強技能訓練、提高總體能力”的指導思想，培養應用型、開發型和復合型三者相結合的實踐人才。

1.3 CAXA軟件為圖學教學改革提供了千載難逢的機遇和良好的環境

CAXA軟件以其良好的界面，完善的功能以及簡便的操作贏得廣大使用者的贊許，其設計符合國情、國標與制圖課程的教學內容融會貫通，把CAXA軟件引入制圖教學中，使教學活動處于愉快、活潑的環境下，能激發學生學習的興趣，能充分調動學生學習的主動性和積極性，能為課程的教學創造出最佳的教學效果。同時CAXA軟件的普及應用也是適應當前制造業對“甩圖板”工程的迫切需要。

2把CAXA系列軟件引入工程圖學課堂的構想和嘗試

CAXA電子圖板、CAXA實體設計、CAXA制造工程師等軟件是北京數碼大方科技股份有限公司開發的具有我國自主知識產權的知名品牌系列軟件，以其良好的界面，完善的功能以及簡便的操作贏得了廣大使用者的贊許，其設計符合國情、國標，使用者處于愉快、輕松、活潑的環境下，能激發靈感，能充分調動其創新的主動性和積極性。根據我院現有條件，我從2012年始將CAXA軟件引入到本科制圖教學中，并于2014年在機械和非機械各專業的制圖課中全面推廣。一般學生經過3-5小時的聽課和上機實習，就可以達到“入門”和“動手”的程度，很容易的就能在計算機上繪制出工程圖，學生都有一種成就感，這樣又極大地提高了學生學習制圖的積極性。經過幾年的教學整合嘗試，取得了較好的教學效果。現總結如下：

（1）機械制圖國家標準與CAXA電子圖板基本命令操作相結合。制圖上的標準較多也很繁瑣，把這部分內容與電子圖板軟件指令的操作對應起來講授，如圖幅的設置、標題欄的調用和填寫、字體的選擇、圖線的使用、尺寸的標注等，能節約課時并且教學效果較好。

（2）三視圖的投影與CAXA電子圖板的“導航”功能操作相結合。有了一定量的手工繪制三視圖和尺寸標注訓練后，我們把三視圖的繪制用計算機來完成，利用CAXA軟件的“導航”、編輯修改功能快速繪圖。不僅提高了作圖效率，而且學生完成自己的“作品”后，很有成就感，會激發學生學習制圖的興趣。

（3）標準件、常用件的講授與CAXA軟件的圖庫操作相結合。CAXA電子圖板提供了豐富的參量化圖庫，共有二十大類，一千多種，兩萬多個規格的標準圖符，可滿足多方面的繪圖要求。講到這部分內容時，利用CAXA軟件提供的符合國標的圖庫，每講到一個零件就把它的有關圖庫調出，當然還可對其進行修改，這樣課堂講授既省時又有效。

（4）零件圖、裝配圖的繪制與CAXA軟件特有的繪制、裝配及標注編輯功能相結合。例如：軸類零件的繪制，CAXA 軟件提供了簡捷實用的“軸/孔”操作命令，學生能通過輸入直徑和長度完成軸的繪制，再利用過渡編輯和標注功能快速繪圖；用CAXA軟件繪制裝配圖時，可以采用利用零件圖拼畫裝配圖方法，它還具有很好的二維消隱功能，比較完善的文本輸入功能（如自動生成序號、明細表、零件屬性的填寫等），高效完成裝配圖的設計。

（5）利用CAXA軟件的可視化實體建模功能豐富3D虛擬模型庫，以彌補實物模型數量的不足，以“零成本”的代價補充和擴大模型庫，且可以利用其旋轉功能，多角度觀察模型，更好地輔助課堂教學，有效地幫助學生提高空間想象能力和思維能力。

（6）利用CAXA軟件的二維、三維的關聯性，可有效幫助初學者從三維到二維的過渡。

（7）利用CAXA軟件的截切和分割功能輔助切割體、相貫體、剖視圖的教學。這幾部分是機械制圖教學重點和難點，對空間想象能力要求較高。我們可以課前或課堂上構建三維模型，現場進行截切和分割演示，讓學生弄清楚其內外結構形狀。

（8）利用CAXA軟件對三維模型自由拖動操作手柄，可視化修改智能圖素的幾何尺寸，動態觀察曲面或平面立體的表面相貫線或截交線的空間形狀，隨尺寸改變形狀的變化情況。

（9）利用CAXA軟件的拉伸、旋轉、除料、倒角、抽殼等三維造型功能的課堂演示操作，可以清晰表達出組合體的組合形式，各部分的實際形狀和連接關系，而且還可以利用它的旋轉功能多角度觀察形體結構，有效突破組合體教學中“知二補三”這一教學難點。

（10）利用CAXA軟件的動畫仿真功能可以清楚地描述裝配體的工作原理和各零件的裝拆順序。

以上是本人幾年來工程圖學教學實踐的幾點嘗試。圖學教學改革是一個系統工程，任重而道遠，緊跟時代，堅持改革的方向 ，才能培養出適應社會需要的具有較強實際技能的高素質勞動者。

參考文獻

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[3] 尚鳳武.CAXA創新三維CAD教程（第2版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2015.endprint