CAD軟件與機械制圖“融合式”的課堂教學探討

林智宇

摘 要：CAD軟件是現代計算機繪圖中應用較為先進和廣泛的軟件，作為機械類專業學生的必修課程，機械制圖的學習非常重要。在現代化的專業教學課堂上，教師必須將CAD軟件與機械制圖結合起來才能提高專業化課堂教學質量，取得良好的課堂教學效果。文章作者結合自身多年的課堂教學經驗，探討CAD軟件與機械制圖“融合式”的課堂教學策略，以供參考。

關鍵詞：CAD軟件；機械制圖；融合式教學

一、CAD軟件與機械制圖融合的優勢

CAD軟件與機械制圖課程有著高度的契合性，兩種專業知識與軟件功能的融合式應用，能達到對課堂教學質量進一步促進的作用。在專業教學課堂上，教師可以通過利用軟件解決學生在機械制圖中存在的難點與問題，還能利用專業知識當案例，激發學生的學習興趣，從而提高學生應用CAD軟件的能力。融合CAD軟件與機械制圖課程有助于學生想象力的提高，機械制圖的內容中，點、線、面投影特點、相貫線以及截交線的相關內容是專業課程的重難點，盡管有些學生學習時能采用“表面找點法”的方式在三視圖中正確畫出相貫線投影，但依舊存在不少學生無法想象空間形態的情況。應用CAD軟件后，其功能所包含的一些基本體素，就可以通過簡單定位與組合的方式得出準確的三維模型，顛覆傳統教學在基本體與組合體以及三視圖之間的結合[1]，學生從組合體的構成中對專業知識有更全面深入的了解，于是對重難點知識的把握也更為牢固。

二、CAD軟件與機械制圖“融合式”教學簡述及其意義

在二維平面圖形與三維立體模型的轉化學習中，CAD技術發揮了非常重要的作用，也是現代機械專業學生專業學習中不可缺少的工具。眾所周知，當前社會需要越來越多工程技術人才，而工程圖學也成為基礎且重要的學科，教師與學生都應該全面掌握CAD軟件的應用技術，這樣才能將教師的職業教育工作與學生的專業甚至產業學習發展緊密結合起來。

CAD軟件的計算機繪圖在機械制圖中的融入通常存在三種模式。第一種是添加式，通常情況下教師會將機械制圖課程劃分成為若干個學時，主攻計算機繪圖的內容。第二種是分離式，也就是教師有針對性地將機械制圖的課程單獨劃分出來，同時再將計算機繪圖作為必修或選修的課程。最后一種是融合式，要求教師將畫法幾何和工程制圖教學巧妙地融合起來，通過知識單元教學形式，分別介紹工程制圖與計算機制圖的技術與應用[2]。第三種模式很好地實現了知識與能力的相融并進，與當前專業化的工科理實一體化課程教學的改革需求相符，也滿足我國強烈提倡的“中國制造”2025年培養創新性人才的要求，是信息化與工業化深度融合的學習方法。

三、CAD軟件與機械制圖“融合式”課堂教學對策

1.優化教學內容，融入CAD軟件教學

在課堂教學“機械制圖”的過程中，教師教學的重點在于提高學生閱讀機械樣圖的理解能力以及繪圖能力，為學生后續專業知識的學習以及未來的職業發展奠定堅實的基礎。但由于學生受到空間想象力的限制，影響了學生對機械產品投影圖形的理解，降低課堂教學效率。而過去傳統的“機械制圖”教學課堂上，教師大多采用木模、繪圖等方式來增強學生對圖形理解的直觀性，要優化教學形式與教學內容，教師必須在進一步提高學生觀察圖形直觀性的基礎上，改革制圖教學的思路與方法，重新對“機械制圖”課程相關的教學內容進行整合，積極融合CAD軟件的應用，這樣才能解決教學中存在的抽象性問題，也才能彌補學生空間想象力不足的缺陷，讓學生在學習CAD繪圖方法的同時更好地掌握機械制圖的專業知識。

比如學習“平面圖形的繪制”課程模塊時，教師要明確學習的內容包括機械制圖國際標準的基本規定以及平面圖形的具體作圖方法，那么在課堂上通常就需要應用PPT、CAD等演示手段讓學生了解二維圖形的畫法，通過典型案例CAD繪制手柄圖樣的方式讓學生理解。

2.融合CAD三維功能與構形設計的目標，提高學生機械制圖的創新意識

在計算機技術廣泛滲透于課堂教學的背景下，教師課堂上應用三維軟件并經過實踐而開發創新的案例越來越多，毫無疑問，機械制圖教學課堂上通過對三維CAD技術的應用，在空間性與可操作性上更強，教師還需要更好地融合三維CAD構形思想以及機械制圖的傳統內容，在學生原有的二維圖思維中創新性地與三維的形之間進行轉換，從摸索中提高自身的空間思維能力與創新能力，這也應該成為整合CAD軟件與機械制圖教學的重要目標。

在課堂上進行組合體讀圖教學時，教師要根據不同的組合體進行專業的分析，重點融合CAD軟件構形的相關方法，確保CAD軟件的設計功能在機械制圖的學習中能夠充分發揮其輔助性的作用。CAD軟件構形的形式包括切挖、拉伸、旋轉和抽空等，在三維圖形的呈現下，組合體的組合方法已經不再局限于疊加與挖切的形式，如拉伸、掃描的應用也越來越普遍，這些都能提高學生學習的直觀性。如在繪制二維平面草圖以后，教師可以指導學生將圖形拉伸成形，通過CAD技術確保草圖的三維構形更為生動，這個過程中學生學習的趣味性也得到了提升，對其空間思維想象能力與創新能力也有極大的激發作用。

3.將CAD軟件與機械制圖融合，同時促進對CAD技術的學習

針對一些機械專業的零件，應用CAD技術能夠將其以三維的形式多視角地展現出來，達到很好的輔助性讀圖效果。在機械制圖教學課堂上，教師可以根據原有的授課計劃，對教學的內容進行適當的調節，重點放在結合CAD軟件應用講解上，以知識點模塊穿插的方式進行講述，確保教學手段的多樣化與靈活性。CAD技術的應用，是多媒體呈現的其中一種表現形式，很多機械制圖課程中的復雜圖形通過分解動畫的方式表現出來，加深學生的直觀感受。

比如，學習“零部件”的相關內容時，學生需要學習尺寸公差、文本輸入以及行位公差的相關內容，遵循CAD軟件視圖中“高平齊，長對正、寬相等”的原則，針對尺寸的標注則以三視圖作為載體，融合尺寸標注的CAD技術應用在機械制圖理論當中，利用CAD技術快速繪制較為復雜的零部件圖。而在講述“裝配圖”時，教師就需要指導學生緊密結合理論與實踐，通過學習圖塊創建、標題欄創建使用、拼畫原裝配圖等，一邊引導學生了解裝配圖的知識，一邊滲透CAD技術的應用方法，以CAD作為繪制平臺，繪制出更為詳盡的機械樣圖。

綜上所述，將CAD軟件與機械制圖以“融合”的形式為學生開展教學活動，是一項技術功能與專業知識相結合的教學改革，能夠將原有機械知識抽象、復雜的學習轉變為直觀的學習，學生獲取更豐富的學習資源與操作平臺，能在很大程度上激發其學習興趣。而在機械制圖的理論知識教學中滲透計算機的繪圖知識，不但能讓學生更牢固地掌握制圖知識，還能強化學生繪圖能力，提高動手操作能力，為后續更專業知識的學習奠定基礎。由此可見，融合式的教學是重要的教學改革方法，可以滿足學生理論實踐結合的需求，可以為教師教學提供更專業的服務。

參考文獻：

[1]商來學，張世軒，齊德新.AutoCAD三維圖形在高校教學及工程設計中的應用[J].遼寧師專學報（自然科學版），2006（1）.

[2]陳協林.中職計算機輔助設計繪圖AutoCAD與機械制圖的融合[J].無線互聯科技，2012（6）.