中職機電專業《機械制圖》與《CAD》課程的整合探討

壽峰

【摘要】當前中職學生對機械制圖的學習普遍感到難學、學了出去工作也不會用。其原因一是學生基礎差，二是制圖課程傳統教學方式、方法存在的弊端，因此本文探討關于制圖課程整合CAD計算機輔助設計的教學方法和構想。

【關鍵詞】機械制圖 CAD 整合

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）08-0226-02

隨著計算機繪圖在現代制造業中的廣泛應用，傳統的制圖方式已經發生了很大的變化，圖板丁字尺等繪圖工具、繪圖儀器已經被計算機所取代；圖紙等技術文件已經存進了計算機磁盤；手工繪圖已經被計算機繪圖所取代。由此許多技工學校開設了《CAD》這門課，這對于機械制圖課程的教學起到了極大的促進作用，改變了傳統的教學方法，提高了教學效果，同時也方便了課堂教學互動性的開展。

一、教學現狀分析

當前，很多學校把《機械制圖》與《CAD》作為兩門獨立的課程來進行教學，就是加在一起在具體的教學過程也彼此分開講， 制圖講識圖知識，CAD講繪圖功能。這樣把兩門有關系的課程割裂分開，既增加了學習課時，還得不到好的教學效果。因此，一些專家也注意到了這樣一些問題，著重提到了一個新名詞：課程的整合。就是打破課程的系統性、專業性，強調實用性、夠用的原則，減輕學生的學習負擔，提高教學效果。這個問題提的很好、很及時。我們中職學校的培養目標是生產一線的中、高級技能性人才，目標是要在有限的時間掌握更多的實用技術。因此在機械制圖與CAD教學實踐中，應該以培養學生的識圖能力和空間想像能力為主，以繪圖為手段的教學目標。以往的教學實踐中，分兩段時間開這兩門課：先花大量的課時講機械制圖識圖，后用比較少的課時講CAD的基本繪圖，這樣的教學效果是老師講得多，學生做得少，結果我們的學生識圖能力不足，CAD繪圖只能抄圖。大多數的學生出去工作的第一份工作是生產一線操作工，要求是會看圖、會畫草圖，但對一些優秀學生提出較高要求搞繪圖設計時，就必須掌握繪圖技巧才可以作繪圖工作，因此必須將識圖和繪圖一起加強在教學中。這樣就把《機械制圖》與《CAD》這兩門課程整合到一起，成了一門新課：《機械制圖與CAD》。

二、如何理解《機械制圖》與《CAD》的關系

目前有這樣的兩種看法：一是中職學校的學生不搞設計，只開《機械制圖》，培養會看圖的學生就行了；二是只開《CAD》就可以了，直接在《CAD》里面講一些制圖知識就足夠了。這顯然是認識上的偏差，只開《機械制圖》是一種退步的看法，中職校的學生本身并不容易接受機械制圖的理論東西，課堂教學效果較差，學生以后工作也難以升職；只開《CAD》是難以全面培養學生掌握機械圖樣的原理和方法，比方說畫零件草圖就沒辦法在CAD里開展，所以我們必須搞清它們之間的關系問題。

《機械制圖》課程就是研究繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法的一門專業基礎課。它的目的和任務是：學習正投影的基本理論；掌握閱讀和繪制機械圖樣的基本知識、基本方法、貫徹國家標準等技能；培養學生的空間想像能力；養成良好的工作作風和工作態度。而目前我們使用的《CAD》是Autodesk公司開發的一種繪圖軟件，是當前最流行的計算機輔助設計軟件之一。CAD繪圖的主要任務是：利用《CAD》的功能繪制各種圖樣，可以把它看成一種繪圖工具：顯示器可以看做是圖板和圖紙；鼠標和鍵盤可看做是鉛筆、直尺和圓規。當然，《CAD》里的工具還要比手工工具豐富的多了，它有很高的繪圖精度和繪圖質量，這是手工繪圖沒得比的效果。有許多手工很難繪制的圖形，計算機都能繪制出來，比如三維建立體模型。雖然《CAD》取代了手工制圖，但并沒有取代制圖理論和制圖的一些標準、規范，相反，它是在機械制圖理論、標準下開發出來的繪圖軟件，并極大的豐富了制圖理論，而且，還增加了CAD制圖標準。

三、如何整合《機械制圖》與《CAD》這兩門課在教學中的開展

《機械制圖與CAD》作為一門課程后，把機械制圖培養重點的看圖、識圖能力和CAD的繪圖技巧要求整合起來，把CAD作為一種工具來使用在制圖的教學過程中。《機械制圖》側重于講解正投影法、三視圖、草畫軸測圖、簡單的圖樣表達方法、零件圖的草繪等內容，是學習制圖的開始，也就是說是先學制圖的最基礎的東西。把制圖里的幾何作圖、復雜的組合體、復雜的圖樣表達方法、零件圖、裝配圖等內容放在《CAD》里面作為一體化教學來開展。這樣用比較少的課時講解《機械制圖》，留多一點的課時花在《CAD》里面的一體化教學來完成。下面結合教學實際談談《機械制圖與CAD》整合的教學體會。

1.CAD在制圖基礎中的應用

《機械制圖》國家標準是機械制圖的基礎，是現在工業生產中最基本的技術文件。圖紙幅面、標題欄、字體、比例、線型按國家標準放在講CAD的基本設置里面講。圓弧連接的方法放在CAD畫平幾何圖性里面練習。這樣在講《機械制圖》的制圖基礎時就可少了2/3的課時。

2.CAD在組合體中的應用

組合體這部分內容是制圖教學的重點和難點，多為知二求三要求是立體補出第三視圖和補缺圖線。在《機械制圖》講的時候只采用一些形體簡單的例子分析，而對于形體復雜可放在講CAD時候借助AutoCAD 進行建模，先建一些實體模型讓學生在里面畫三視圖，然后用二維視圖讓學生建立三維實體。整個教學過程先簡單后復雜，實體模型畫三視圖采用形體分析法和線面分析法，一邊分析一邊對照實體模型進行講解。二維視圖建立三維實體采用疊加法、切割法，講、練相結合。利用AutoCAD 進行建模還有的好處是能對局部或整體進行自由縮放，能看清重點部分或細小結構的形狀，通過自由旋轉實體，看清楚形體在前后、左右、上下六個方位上表面的連接關系。先講后讓學生自己操作，在學生操作的過程多給指導，目的是讓學生充分掌握投影原理和畫圖方法，充分發揮了學生的空間想像能力。 通過具體的實例訓練后，學生普遍覺得制圖課沒有以前那么難學，而是生動有趣了，學習興趣也大大提高了。

3.CAD在剖視圖中的應用

剖視圖是表達機件內部結構的一種方法，用剖視圖表達的形體有孔、槽等結構，因而圖形中虛線較多、形體也更加復雜。同樣在《機械制圖》講的時候只用一些形體簡單的例子分析，而對于形體復雜可放在講CAD時候借助AutoCAD 進行建模后再進行剖切，這樣學生也比較好理解。用AutoCAD 通過建立各種零件模型后，用“繪圖”中的“剖切”的功能，剖開零件，分析里面的孔、槽等結構；通過用不同的位置剖切平面對形體進行剖切，分析出剖切位置對剖視圖畫法的影響，從而達到加深理解剖視圖的畫法。在實際教學過程中，五種基本剖切方式的例子可用教具來作實體建模后再作剖切，然后對照教具的剖切面，看看是否一致，這樣對學生來講又有很高的建模的操作技能和看圖分析能力。使用這些功能和加強訓練，教師講課自如、方便，學生學習有強勁、有興趣，不用費很多課時就能很好地完成教學任務，達到事半功倍的效果。

4.CAD在零件圖中的應用

零件圖的識讀和繪制是學生必需掌握的重點知識，也是用工單位要考察的重點。而且，就業后工作是看圖做事，因此把教學形式改成項目式，把每個零件圖看成單一的項目，在《機械制圖》講怎么看圖就行，其他放在CAD里進行訓練繪圖。看圖要強調入手方法，訓練繪圖要講究技巧和方法。同時，尺寸標注方法在畫零件圖進行，不必在講《機械制圖》時講，其要求按CAD中的尺寸標注的尺寸標注樣式的設置和尺寸標注命令的使用進行講解。 技術要求中的表面粗糙度按塊的屬性設置進行講授，形位公差按快速引線的標注方法，極限尺寸按多行文字注釋方法。這樣將它們有機地穿插在一起，增加了教學的直觀性和趣味性，徹底改變了傳統的教學模式，節省了講零件圖時所花的大量課時，提高了教學效益。

5.CAD在裝配圖中的應用

對于裝配體的教學，技工學校的實習比較單一，往往注重工種的訓練，缺乏對裝配體的整體認識，其結構、工作原理、零件間的裝配、連接關系及主要零件的結構形狀都缺少感性認識。在教學中僅靠教具模型和圖例是遠遠不能滿足教學需要的。為此，利用CAD中塊的這一功能，把多個三維實體零件裝配在一起形成裝配體，并對裝配體進行模擬裝配。在這方面的操作，老師操作演示給學生看為主，對學生的實際操作可不作要求，只要學生能通過零件模型看到每一個裝配體的真實形狀，能看明白各零件之間的連接關系、動力傳動路徑，就達到目的了，最后老師要分析出各個零件在裝配體中的作用，并要求學生從裝配圖中拆畫零件圖。

總之，CAD極大的豐富了機械制圖的教學內容，改變了機械制圖的傳統教學方法， 而且CAD中三維模型的設計就是制圖學中沒有的內容。隨著CAD/CAM技術的進步與推廣，CAD制圖教學也將得到進一步的發展。現在長三角一帶制造業多數采用U-G、Pro-E、Solidworks等先進的三維繪圖軟件，其應用已經很普遍。因此我們的高技能人才培養要跟隨企業的要求而改進，要按企業的要求來培養我們的學生，課改要有新穎的想法和做法，所以我們要進行課程的整合，改變那些交叉重復、陳舊老化，不符合社會發展要求的課程內容。補充一些新的、企業需要的、對學習提高有用的相關知識。

參考文獻：

[1]汪凱，蔣壽偉.《技術制圖與機械制圖標準實用手冊》.北京：中國標準出版社，2008年.

[2]錢可強主編.《機械制圖》（第五版）.北京：中國勞動社會保障出版社，2009年7月.