計算機軟件在機械制圖教學中的應用

摘要： 本文通過分析機械制圖課程在傳統教學過程中存在的問題，探討了計算機軟件在機械制圖教學中的合理應用，提出了有效應用計算機軟件輔助教學的三條原則，以實現教學目標，達到最佳教學效果。

關鍵詞： 機械制圖 傳統教學 計算機軟件 應用原則

機械制圖是機械類專業理論與實踐緊密結合的重要技術基礎課，課程的主要特點是合理利用視圖方式表達各種零件及部件的形體結構和有關國家標準的介紹，課程的主要任務是培養學生具有一定繪制和識讀機械圖樣的能力、空間想象和思維能力及繪圖的實踐技能。

一、傳統機械制圖課程教學過程中存在的問題

首先，機械制圖課程的學習需要一定的空間想象能力，培養空間想象能力是學好制圖課的首要任務和有效方法。學生受到抽象思維能力和學習基礎等因素制約，學習中會產生畏懼情緒，這就使得制圖教學中存在著較多的難點，在講授內容時，教師往往無法講得很清楚，學生也往往聽不明白。用傳統的教學模式教學直觀性不夠，無法把文字、圖形、圖像、動畫、聲音、影視等多種信息融為一體，阻礙了學生的創造性思維的發展。

其次，在機械制圖的教學過程中，為了能達到較好的教學效果，提高學生識圖、繪圖能力，教師往往需要在課堂中繪制各種模型的視圖。這個過程要占用課堂許多時間，且在繪圖的過程中無法同時和學生進行交流，也不利于組織教學，如果刻意減少繪圖，又勢必會影響教學效果。

再次，機械制圖所研究的對象是具體的三維立體，包括各種基本幾何體、組合體、零件、裝配體，在課堂教學中需要運用實物、模型等教具理解教學內容。在傳統教學中，教師一般采用各種木制教具來做現場演示，以提高學生的感性認識，但由于教材的不斷變化，課堂上教師使用的教具常常會與教材脫節，出現演示教具與教材不匹配的現象。此外，教師在演示時，因教具的體積較小，許多學生不能觀察清楚教具的細節，學生也不能夠從多角度全方位認識實物；對于大型零件與裝配體，教師也不可能在課堂有限的時間內進行拆卸演示，從而影響課堂教學效果。

因此，傳統的教學方法已無法適應這種專業教育，教師必須遵循一定的教學規律，采用科學的教學方法，使傳統的教學方法與現代多媒體技術相結合，將教授與學習有機地結合起來，將知識與能力緊密統一起來，才能跟上學科發展步伐，適應教學改革潮流。

二、機械制圖課程教學中常用的幾種計算機軟件

1.幻燈片制作軟件Powerpoint

機械制圖是一門相對較為枯燥的課程，在教學過程中，教師利用Powerpoint軟件制作與教材內容同步的CAI課件，能激發學生學習的興趣，充分調動學生的學習積極性。CAI課件可將課程理論與實訓教學的整個過程運用文字、圖形、圖像、動畫、聲音、影視等方式呈現在學生面前，使得整個教學過程圖文并茂、繪聲繪色、生動活潑，使得學生的視覺、聽覺等多種知覺系統協同參與學習，有助于知識獲得的精確性和完善性，提高學生的抽象思維能力。例如三視圖的建立與投影規律，投影作圖、剖視等都可自制幻燈片用于教學中。利用多媒本課件，同時可以對重點、難點重復播放，加長停留時間、增強教學效果，改變傳統的粉筆加黑板的教師徒手作圖的教學方法，使教師徹底地從板書繪圖中解脫出來，節省大量時間，并可游刃有余地組織教學，增大課堂上信息交流量，從而達到提高教學質量的目的。

2.動畫制作軟件3DMAX

機械制圖教學的主要任務之一就是培養學生的空間想象力。在傳統教學方法中，教師通常要借助模型、軸測圖來幫助學生由二維平面圖去想象抽象的三維立體。實踐下來效果并不理想，學生因為缺乏實際工作經驗和大量圖形存儲，教師就是費盡口舌，學生也難以理解。如果在機械制圖教學過程中用3DMAX制作圖形動畫，例如疊加、切割類組合體，能夠旋轉觀察、剖切觀察，非常形象地在電腦中演示模型，生動地表現出三維空間形象，這將十分有利于學生對抽象內容的理解，從而提高學生的空間想象力。利用3DMAX動畫還能讓零件進行隨意反轉、拆卸、剖切、放大，從而有利于學生觀察內部結構及裝配關系，不僅使木制教具與教材更新匹配的矛盾迎刃而解，而且大大提高了學生的學習興趣和空間想象力。

3.圖形制作軟件AutoCAD

制圖課的教學基本上都是以圖形為線索，從圖上提出問題，又用圖分析和解決問題，所以快速準確地畫圖就成為了制圖教學中的一項重要內容。AutoCAD是當前較為流行的繪圖軟件，該軟件繪圖簡單，繪圖的準確度高。用AutoCAD繪制的三維立體圖形，經過光影色調、動畫及仿真圖像處理等，可代替傳統的實物模型，使課堂教學組織更為靈活，有利于提高學生的圖感，增強學生的空間想象力。例如，在教學過程中，通過AutoCAD環境可以隨意旋轉、剖切、拆卸、放大三維立體，根據實際情況隨意改變對模型的觀察視口，并把該視口與視圖建立聯系，這樣有利于加深學生對各種立體、零件、裝配體空間結構及組成的理解。用AutoCAD繪圖軟件強大的交互功能和對圖層、線型的控制功能，由教師在課堂上現場演示作圖的方法和步驟，學生既能掌握制圖理論，又能提高計算機繪圖水平。另外，利用AutoCAD作圖時，鼠標的位置明顯，作圖步驟明確，學生跟不上教師講課的現象能較好地得到解決，從而達到最佳的課堂教學效果。

三、機械制圖教學中合理使用計算機軟件的注意點

在機械制圖課程中合理應用計算機軟件輔助教學方式，有課堂教學容量大、直觀性強、教學效率高、學生學習興趣大等優點，但在教學過程中必須尊重學生的主體性，注重師生間交往合作性，保持信息傳遞的雙向性，保證教學進程與學生思維進程的一致性。因此，在充分運用計算機軟件輔助教學的過程中，必須注意其與傳統教法、教學目標、教學內容相結合的原則，這樣提高課堂教學效率才能落到實處。

1.與傳統教法相結合原則

需要注意的是，教學過程中以課件為中心，把多媒體課件當作傳統教學的替代品，過多地把課件演示置于教學首位，會阻斷師生間信息交流互動，無法體現教學效果，相反會壓抑學生的主觀能動性，無法實現預想的教學效果。因此，在機械制圖教學過程中，必須把握好計算機多媒體教學與傳統教法相結合原則，充分利用計算機多媒體教學手段整合機械制圖課程，把傳統教法與多媒體教法合理調整、優化組合，發揮教師的主導作用，增強學生的主體作用，以改善課堂結構，優化制圖教學，提高教學質量。

2.與教學目標相一致原則

機械制圖是一門理論性和操作性都較強的動手實踐課，其教學目標是培養學生掌握識圖和繪制機械圖樣的能力，在教學過程中應充分貫徹以識圖為主，以繪圖促進識圖，需要通過大量的練習才能很好地鞏固課堂所學內容，在教學中運用計算機多媒體教學手段，并不是用計算機軟件取代學生畫板作圖的傳統學習方式，也并非是削弱學生實踐動手能力。利用機械制圖與計算機繪圖軟件AutoCAD的知識，在課堂教學中可時而圖紙空間，時而實物空間，課后，學生可用計算機繪圖復習鞏固制圖知識，也可通過書面制圖作業增強計算機繪圖軟件的練習，以互助擴充教學知識，使學生視野開闊、思路廣博，增強學生學習的趣味性和多樣性，從而實現理想的教學目標，達到較好的教學效果。

3.與教學內容相匹配原則

教師使用的多媒體教學軟件只是一種教學輔助手段，不能因為過多追求教學手法上的圖文并茂而忽略了教學內容，只有教學內容才是教學的核心。從這個意義上來說，應該根據機械制圖教學內容來決定使用什么樣的計算機軟件輔助教學，以突出教學重點，強化教學難點。只有這樣，多媒體輔助教學才能有的放矢，才能與教學內容保持一致。因此計算機多媒體課件設計上要優化教學內容，在表現形式上要符合學生的認知規律，只有充實的內容與完善的外在形式有機結合，才能真正達到調動學生積極性、改善教學環境的目的。

四、結語

在機械制圖教學中運用多種計算機軟件，目的在于對課堂教學起到應有的教學輔助作用。但在教學過程中不能搞形式主義，為裝點門面而采用現代化教學手段。只要能正確合理地應用計算機軟件輔助教學手段，必能彌補傳統教學方法的不足，提高學生學習的積極性，從而達到提高教學質量的效果。

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