機械制圖與CAD教學改革實踐

李江平

摘要：本文首先分析了高職機械制圖與CAD兩門課程的教學現(xiàn)狀，即目前課程設置不利于學生綜合能力的培養(yǎng)。然后，提出了將兩門課程有機結合的教學改革思路，并從整合的必要性、方法、教材的選用等方面進行了探討。

關鍵詞：機械制圖;CAD;教學改革

1.引言

機械制圖課程是高職院校機械類專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程，課程的主要任務是培養(yǎng)學生正確的圖形表達能力和空間形象思維能力，以及識圖讀圖能力。AutoCAD計算機繪圖課程是利用計算機和繪圖軟件進行制圖以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工制圖。在傳統(tǒng)的教學安排中，這兩門課程是獨立開設的，導致內(nèi)容重復、課時增加、教學效果差。當前，如何改革機械制圖與CAD的教學，就成為我們教學改革的根本出發(fā)點。筆者認為將兩門課程有效整合，合二為一，進行一體化教學，將機械制圖作為CAD的理論背景，CAD作為機械制圖的有力工具，兩者互相促進，從而提高課程的教學效果。

2.課程教學現(xiàn)狀

近幾年來，現(xiàn)有機械制圖課程，內(nèi)容作了大量刪減，而基本投影及作圖等有關作圖原理知識的要求沒有降低，致使學生的空間思維能力明顯下降，學生在后續(xù)內(nèi)容及專業(yè)課程的學習中，對讀機械圖紙感到吃力。如果在學時少、內(nèi)容多的情況下，仍沿用傳統(tǒng)的教學方法，那么機械制圖教學內(nèi)容與現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)對技術人員的技能要求，則存在著較大差距。而CAD即計算機輔助設計，具有手工繪圖所不具備的強大的繪圖功能和編輯修改功能，可以快速、準確、美觀地畫出機械圖樣，從而極大地提高繪圖效率和繪圖質量。但是，在CAD教學中，學生普遍缺乏識圖制圖能力、空間思維能力及平面圖形與空間形體轉換能力，不能應用CAD技術繪出符合要求的機械圖樣，最終影響教學效果和質量。

因此，兩門課單獨授課會導致內(nèi)容重復、課時增加、內(nèi)容銜接不緊湊、教學效果不理想等結果。

3.教學改革可行性

《機械制圖》是“工程界的共同語言”，主要研究繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法。教學目的要求學生掌握閱讀和繪制機械圖樣的基本知識、基本方法和技能，能夠識讀和繪制中等復雜程度的機械零件圖和裝配圖。CAD是當前最流行的計算機輔助設計軟件之一，它取代了手工制圖方法，利用其強大的繪圖功能和編輯修改功能，可以快速、準確、美觀地表達出所要畫的機械圖樣，極大地提高了繪圖效率和質量水平。

機械制圖是CAD的基礎，CAD是促進制圖教學的有效工具。這兩門課程，前者注重講授制圖的原理和方法，后者則注重講授利用計算機軟件繪制圖形的技巧，兩門課程都以培養(yǎng)學生的繪圖、識圖能力和空間想象能力作為共同目標。兩者的結合，學生可以進行更多的理論探索，教師更可以利用軸測圖、三維圖形變換、幻燈片文件等功能，展示空間形體及空間—平面的轉換過程，有利于突出機械制圖的重點，分解難點，幫助學生建立及提高空間想象和思維能力。

4.教學改革措施

將機械制圖和計算機繪圖整合成一門課，以各個知識點為單元，先后或同時介紹機械制圖和計算機繪圖。這種方法能將這兩門課很好地結合起來，使學生達到最佳的學習效果。

4.1調(diào)整教學內(nèi)容

目前，大部分教材在內(nèi)容順序上幾乎相同，但是有些內(nèi)容不利于學生的理解和掌握。在教學實踐中，可以先講軸測圖的相關知識，然后再介紹正投影、三視圖的知識。這樣可以使學生在學習三視圖想象不清物體的形狀時，直觀地畫出軸測圖來輔助思考;三視圖介紹后進行簡單物體讀圖。對于第一章的制圖基本知識，可以穿插在后續(xù)課程當中。

同時，每一部分內(nèi)容，都要求學生對徒手繪圖、讀圖與計算機繪圖三個方面達到熟練掌握。可以把需要講解的圖形提前在AutoCAD、Soliworks、中望3D等軟件中建立模型，在授課時通過對模型的旋轉、剖切等操作，加深學生對圖形的理解，從而更加有效地培養(yǎng)學生的空間想象能力。

4.2采用靈活的教學方法

機械制圖重在培養(yǎng)學生的空間想象能力以及繪圖、讀圖能力。教師在授課時，不能全部采用多媒體演示，針對有難度的知識點，要能夠現(xiàn)場板書作圖示范，并且充分結合實物模型講解，逐步培養(yǎng)學生的空間想象能力。實例圖的難度要由淺入深、循序漸進，為學生創(chuàng)造良好的學習環(huán)境。

將每次課重要內(nèi)容或關鍵知識點用文字或者圖片記錄下來進行總結，發(fā)給學生，學生有些課堂里沒有弄懂的內(nèi)容和一些細節(jié)部分通過回放和課堂總結會掌握的更好。

同時，也可以選用企業(yè)工廠現(xiàn)用的典型繪圖事例進行講解和練習，激發(fā)學生的學習興趣，強調(diào)學以致用，提高教學的實用性。結合教學內(nèi)容和生產(chǎn)實際制定學習任務，將知識點隱含在任務中。學生通過分析問題、小組討論、團體協(xié)作，最終找出解決問題的方法，通過任務完成來實現(xiàn)所學知識的意義構建，掌握相關知識，提高創(chuàng)新能力，養(yǎng)成良好的學習習慣。

4.3改進教學模式

機械制圖的教學模式分為課堂教學和課程輔導兩部分。教師在教學中設計討論題、多種講解形式以及教師的應變能力。比如：教師要出能舉一反三的典型題，補畫第三視圖的一題多解題等鍛煉學生靈活思維。然后，對討論中出現(xiàn)的情況進行概括、小結，起到畫龍點睛的作用。教師可以板書畫立體圖來將學生頭腦中的抽象思維轉變?yōu)橹庇^的圖形，這樣能夠鍛煉學生畫軸測圖的能力。利用三維軟件來演示。如使用三維機械設計軟件先畫出物體三維圖再根據(jù)三維圖畫出工程圖功能。

4.4重構教學方式，采用線上線下一體式教學

由于疫情常態(tài)化，部分教學內(nèi)容要采用線上教學，線上教學內(nèi)容可以選一些操作性較強的內(nèi)容供學生學習如CAD圖形繪制等，線下教學內(nèi)容介紹一些實際項目繪制和相關理論知識。

4.5組織學生參加機械設計大賽等比賽

組織學生多參加通過參與“全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽”、“挑戰(zhàn)杯”大賽、“全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等比賽來調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識等活動，以賽促學激發(fā)學生學習積極性。

4.6組織學生參加CAD考證

平時課程里穿插介紹CAD考證內(nèi)容，盡量讓更多的學生獲得CAD證書，利于學生就業(yè)。

4.7介紹企業(yè)相關機械設計創(chuàng)新及建模的項目

參觀企業(yè)通過介紹企業(yè)相關項目，讓學生了解當今社會對于學生的要求。

4.8 改革考核方式

以能力為重點，全面考核學生的知識、能力、素質程度。機械制圖與計算機繪圖有機結合，以實踐操作為主，筆試為輔，通過手工繪圖作業(yè)、平時上機練習、筆試及利用CAD實際上機繪圖等，綜合評定學生的成績。

4.9.培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)

從行業(yè)發(fā)展趨勢和職業(yè)崗位任務分析入手，把職業(yè)要求的知識、技能、態(tài)度、素質與受教育者的認識、習得過程有機結合起來，組織、篩選相關教學內(nèi)容，做到教學內(nèi)容反映經(jīng)濟現(xiàn)代化和社會信息化的時代特征，使內(nèi)容學習與企業(yè)的生產(chǎn)方式、管理模式、技術改造相適應，使學生在學好課程知識的同時培養(yǎng)其良好的職業(yè)道德，做好學習與就業(yè)的銜接。在課程內(nèi)容中加入思政要素，如工匠精神、愛國情懷、黨史介紹等

5.教學改革成果

《機械制圖》與《AutoCAD》兩門課程有機結合的教學改革，能很好激發(fā)學生的學習興趣，有效提高學習效率。學生在掌握基本理論和基礎知識的同時，空間想象力、繪圖能力、讀圖能力得到了更好的培養(yǎng)。在教學中，傳統(tǒng)的《機械制圖》課程顯示出極大的活力。CAD輔助制圖，可以加深對機械制圖原理和方法的理解;機械制圖的原理和方法，可以幫助學生對CAD繪圖方法的掌握。這樣就有效地減輕了學生的學習負擔，提高了教學效率，使學生的技術應用能力、職業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力得到較好的培養(yǎng)，教學效果良好。

6.結論

機械制圖與CAD課程的教學改革，是一個持續(xù)、動態(tài)、循環(huán)反復和逐步完善的過程。今后對制圖課程的改革，也應隨著這種趨勢的發(fā)展而變化，對相關課程作進一步整合，構建新的課程內(nèi)容體系，不斷提高教學質量。總之，《機械制圖與CAD》課程的教學改革與實踐是適應學生發(fā)展實踐能力和創(chuàng)新精神的必然要求，是變傳統(tǒng)的教材中心為項目中心，變教師中心為學生中心，變理論中心為能力中心，變學生被動接受為主動汲取，實現(xiàn)學生全面發(fā)展的重要途徑。

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