探討機械制圖與ＣＡＤ課程教學

　　摘要　在分析高職兩門課程傳統教學的弊端及相互關系基礎上，探討將機械制圖、CAD兩門課程進行有機結合的教學改革。實踐證明，把CAD融入機械制圖的教學改革，更有利于調動學生的學習積極性，提高學習效率，可更好地提高學生的空間想象力、繪圖和讀圖能力以及知識的綜合運用能力，達到較好的教學效果。
　　關鍵詞　機械制圖；CAD；教學改革
　　中圖分類號　G71　文獻標識碼　A　文章編號　1005-6432(2009)27-0090-02
　　
　　1　機械制圖與CAD教學的現狀
　　
　　機械制圖作為“工程界的共同語言”，是工科類大多數專業的一門專業基礎課。主要研究繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法，機械制圖的主要內容包括《機械制圖》國家標準的基本規定，正投影法和三視圖，點、線、面的投影，基本體、組合體的三視圖，截交線、相貫線的畫法，圖樣表達、標準件、常用件的規定畫法，零件圖和裝配圖等。它的目的和任務是：學習正投影的基本理論；掌握繪制和閱讀機械圖樣的基本知識、基本方法和技能；培養學生的空間想象能力和邏輯思維能力；培養學生養成嚴謹細致的工作作風和認真負責的工作態度；能夠繪制和識讀中等復雜程度的機械零件圖和裝配圖。
　　
　　CAD是計算機輔助設計的英文字母縮寫，是美國Au-todesk公司開發的一種計算機輔助設計和繪圖軟件包，是當前最流行的計算機輔助設計軟件之一。Auto CAD軟件具有強大的繪圖功能，廣泛應用于機械、建筑、電子、化工等行業，是精確地進行機械零件設計、繪制機械零件圖和裝配圖的最佳軟件。Auto CAD的應用是機械制圖的一場技術革命，它利用其強大的繪圖和編輯功能，可以快速、準確、美觀地表達所要畫的機械圖樣，極大地提高了繪圖效率和繪圖質量。在我國各類工科院校，特別是在機械類機械、模具、數控、機電等專業都開設了《Auto CAD》這門課程作為必修專業技術基礎課。通過對CAD的學習，能進一步開發學生形象思維能力，使學生掌握計算機繪圖方法，具有運用計算機繪制工程圖樣的能力，為學習后續課程和工作作好準備。本課程的任務是：介紹計算機繪圖基本概念、基本知識、基本方法；掌握二維圖形繪制、三維圖形建立及實體造型；掌握繪制工程圖樣的方法和步驟；培養學生較強的數字化繪圖能力和實踐動手能力。
　　
　　2　機械制圖與Auto CAD的關系
　　
　　一方面，機械制圖是學習Auto CAD的基礎。Auto CAD繪圖不能脫離機械制圖的學習而獨立進行，必須在全面掌握制圖的基本理論、投影規律、表達方法和國家制圖標準規定基礎上，才能應用Auto CAD畫出符合要求的機械圖樣；另一方面，Auto CAD是促進制圖教學的有效工具。在制圖教學中引入Auto CAD，并不是用計算機來代替人的思維，而是利用計算機這一先進的現代工具，甩開圖板，用Auto CAD大大縮短了手工作圖占用的大量時間，提高繪圖的質量與效率，學生可以用更多的時間學習和掌握制圖理論，教師則利用軸測圖、二維圖形與三維圖形變換、空間與平面的轉換過程，有利于突出機械制圖的重點，分解難點，幫助學生提高空間想象和思維能力。Auto CAD在圖紙的重復利用、圖形文件的保存和管理等方面，體現出與手工繪圖無可比擬的優越性。
　　
　　3　機械制圖與Auto CAD課程改革的舉措
　　
　　3，1將機械制圖和Auto CAD兩門課程合二為一
　　由于Auto CAD和機械制圖的關系，開展機械制圖與Auto CAD的教學改革。我們將機械制圖和Auto CAD兩門課程合二為一，把Auto CAD融入機械制圖的各個教學環節。通過調整一些重復或不必要的內容，使兩者內容相互滲透，緊密結合。在教學實踐中，將機械制圖中有關線型的知識和Auto CAD中的圖層聯系。將機械制圖中圖幅與Auto CAD樣板圖的建立相聯系，將機械制圖中字體與Auto CAD中文字注釋相結合，既能保證字體美觀規范，又可介紹Auto CAD強大的文字輸入和編輯功能。在機械制圖的標題欄、基準符號和表面粗糙度的學習時，引入帶屬性塊及插入塊命令。組合體三視圖的繪制及識讀是《機械制圖》課程的一個難點問題，由于缺乏實際的模型，學生的想象力得不到發揮，在Auto CAD中建立三維模型，使三視圖和計算機三維模型得到一一對照。學生的空間想象力就能夠得到充分的釋放，如“圖樣畫法”中插入“畫剖視圖的有關命令”；“標準件、常用件”中插入“圖塊”等。在剖視圖教學時，提前在AutoCAD軟件中建立模型，在授課時，通過對模型的剖切、移動、旋轉、著色等操作，用剖切平面把零件模型剖開，生動、直觀地觀察模型的內部結構，從而可以比較和選用不同的剖視方法，畫出不同的剖視圖，避免了學生學完剖視后對各種剖視方法不能靈活使用的弊端，加深學生對圖形的理解。繪制組合體三視圖時，先展示三維模型，用形體分析法和線面分析法進行形體分析，這樣反復訓練，學生的空間想象能力和形體分析能力得到大幅提升；零件圖尺寸標注中用Auto CAD的尺寸標注命令；零件圖中尺寸公差的標注引入Auto CAD對象特性編輯器，見下圖。
　　零件圖中形位尺寸公差的標注引入Auto CAD的尺寸標注命令工具欄中的快速引線標注或多重引線標注命令。
　　3，2培養學生的創新能力
　　例如讓學生個人或團體合作，利用Auto CAD軟件設計一些簡單的機械產品，這樣不但可以提高學生的學習興趣，而且讓學生意識到Auto CAD軟件作為一種設計工具的重要性，另外，學生在實際操作中通常會遇到一些困難，通過對這些困難的克服，也可以促進學生對AutoCAD軟件的學習。
　　3，3加強實踐環節
　　這兩門課程的最大特點是實踐性強，因此，在課程的課時安排中，應充分考慮實踐環節，保證學生能進行大量繪圖和讀圖的訓練，逐步提高空間想象能力和構型能力。使課堂上學過的東西得以充分地吸收，從而達到學以致用的目的。另外，學生應嚴格遵守國家的有關制圖標準，對自己嚴格要求，養成良好的工作習慣。
　　3，4深入淺出的教學方法
　　這種方法是將復雜問題簡單化，例如，三維作圖是Auto CAD中重要且相對較難的一部分，要求一方面培養學生的空間想象力，另一方面也要學生熟練地使用用戶坐標系和三維繪圖命令。在教學過程中，從簡單的基本形體為教學切入點，先畫一些立體圖供學生觀看，并讓學生模擬著畫一些簡單的正等軸測圖。幫助學生初步樹立空間概念。將各種基本形體合理運用，再畫較復雜的組合體，有效地激發和提高學生的空間想象力和創造力，實現課程的教學目