機(jī)械制圖與AutoCAD的一體化教學(xué)

張文華

摘要： 機(jī)械制圖和AutoCAD是機(jī)械專業(yè)兩門聯(lián)系非常緊密的學(xué)科。然而，在目前的教學(xué)模式下，兩者實(shí)施分開教學(xué)，這直接導(dǎo)致了教學(xué)內(nèi)容重復(fù)，學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)增加，教學(xué)效果也不甚理想。因此采用一體化教學(xué)方法，使其能夠相互補(bǔ)充，相互促進(jìn)，已成為日后制圖教學(xué)中的大勢所趨。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械專業(yè)機(jī)械制圖AutoCAD一體化教學(xué)

1.引言

機(jī)械制圖是機(jī)械專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，它主要是使用手工繪圖的方法，采用平面二維圖形來表達(dá)目標(biāo)物體的各種信息，如零件圖、裝配圖等，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生繪制和識(shí)讀工程圖樣的能力。然而隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的手工繪圖由于工作效率低下已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要。AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國Autodesk公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，主要用于二維圖形、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)。由于它可以大大提高繪圖人員的工作效率，并且繪制的圖樣精度高、圖面整潔，因此在國際上得到了廣泛的應(yīng)用。許多職業(yè)技術(shù)學(xué)校已把它作為機(jī)械專業(yè)學(xué)生一門必修課來教授。從本質(zhì)上來說，機(jī)械制圖和AutoCAD都是講授繪圖和識(shí)圖，它們之間存在許多相通之處。但在目前的教學(xué)體制下，它們卻被當(dāng)做兩門獨(dú)立的學(xué)科，分開授課。這種做法直接導(dǎo)致了教學(xué)內(nèi)容重復(fù)、課時(shí)增加、學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)加重，效果反而不好。因此如何使用一體化教學(xué)方式，將兩者有機(jī)結(jié)合起來，在簡化教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)讓學(xué)生真正掌握到安身立命的本領(lǐng)，使他們以后走出校園能夠獨(dú)當(dāng)一面，這是教學(xué)改革的目標(biāo)，也是每個(gè)教育工作者都必須思考的問題。在本文中，作者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一體化教學(xué)模式提出一些自己的看法和建議，以期拋磚引玉，使我們的教學(xué)改革能有更加深入的發(fā)展。

2.機(jī)械制圖與AutoCAD的關(guān)系

總體來說，機(jī)械制圖是閱讀和繪制圖樣的方法；而AutoCAD是繪制圖樣的工具。機(jī)械制圖主要利用繪圖工具和儀器，如三角板和圓規(guī)等，根據(jù)已有的制圖知識(shí)，同時(shí)依靠繪圖技巧和經(jīng)驗(yàn)，逐線繪制、逐字書寫。而AutoCAD是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展起來的，它適應(yīng)了現(xiàn)代制圖的需要，并且具有甩圖板功能，可以通過交互式繪圖方式，繪制出高精度圖形。其精確程度不受個(gè)人繪圖經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，圖樣質(zhì)量容易得到保證，而且AutoCAD中的工具要比手工工具豐富得多，因此可以大大提高繪圖人員的工作效率。但AutoCAD技術(shù)的應(yīng)用仍以機(jī)械制圖中投影理論和制圖標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)作為基礎(chǔ)，它們是相輔相成的。

3.傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的弊端

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，機(jī)械制圖和AutoCAD被作為兩門單獨(dú)的課程教授。一般是在第一學(xué)期講授點(diǎn)、直線、平面的投影和體的投影，組合體、機(jī)件圖樣的畫法，軸測圖，螺紋緊固件和常用件、零件圖和裝配圖等，在第二學(xué)期講授《AutoCAD》基礎(chǔ)知識(shí)，包括基本功能、工作界面、輔助繪圖功能、坐標(biāo)系統(tǒng)等。這種按部就班的授課方式看似合理，其實(shí)存在很大的弊端。主要體現(xiàn)在：（1）許多學(xué)校僅有一些簡單的實(shí)際模型，因此在學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》的過程中，學(xué)生的想象力得不到充分的發(fā)揮，導(dǎo)致其學(xué)習(xí)興趣下降，很難達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果；（2）由于機(jī)械制圖的基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)AutoCAD的過程中難以將其和機(jī)械制圖的知識(shí)聯(lián)系起來，而要從頭再學(xué)《機(jī)械制圖》又要花費(fèi)大量的精力和時(shí)間，大多數(shù)同學(xué)會(huì)在這個(gè)過程中選擇放棄或者半途而廢。因此，這種分離式的教學(xué)方法導(dǎo)致的直接后果就是學(xué)生陷入一個(gè)學(xué)不會(huì)，另一個(gè)也不想學(xué)的惡性循環(huán)，其教學(xué)效果可想而知。

4.機(jī)械制圖與AutoCAD一體化的教學(xué)模式

4.1課程思路

以《機(jī)械制圖》基本理論為前提，以企業(yè)的實(shí)際需要為導(dǎo)向，以AutoCAD技能培養(yǎng)為主線，以動(dòng)手繪制圖紙能力，實(shí)際識(shí)圖能力的提高為目標(biāo)。打破課程的系統(tǒng)性、專業(yè)性，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和綜合性。通過課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，將理論知識(shí)、繪圖技巧及實(shí)際應(yīng)用等有機(jī)結(jié)合起來，遵循由淺入深、由簡單到復(fù)雜的原則，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正學(xué)以致用，在潛移默化中提高自己的識(shí)圖和繪圖能力，成為一個(gè)滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的技術(shù)型人才。

4.2教學(xué)方法

4.2.1強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論，手工繪圖與計(jì)算機(jī)繪圖并重。學(xué)習(xí)《AutoCAD》，學(xué)生應(yīng)該首先具備一定的機(jī)械制圖的基礎(chǔ)，能夠看得懂手中的機(jī)械圖紙。因此，一體化教學(xué)，應(yīng)該以學(xué)生掌握《機(jī)械制圖》中的基礎(chǔ)理論為前提。而如果一味強(qiáng)調(diào)CAD繪圖，學(xué)生就會(huì)很難在頭腦中建立起三維立體圖形的概念，在實(shí)際繪圖時(shí)不容易找到圖形所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、線、面，不利于工作以后的技術(shù)交流。因此，雖然現(xiàn)在計(jì)算機(jī)繪圖應(yīng)用的越來越普遍，但手工繪圖作為學(xué)生的一項(xiàng)基本技能，也絕對(duì)不能拋棄。

在實(shí)際的教學(xué)過程中，應(yīng)先講述《機(jī)械制圖》中國家標(biāo)準(zhǔn)的基本知識(shí)，包括圖紙幅面、圖框格式、標(biāo)題欄、比例和字體等內(nèi)容，然后講解《AutoCAD》的基礎(chǔ)知識(shí)，即用戶界面、繪圖環(huán)境、線形及標(biāo)題欄等。通過對(duì)比講解，可以讓學(xué)生在上機(jī)練習(xí)中熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)，加深對(duì)這部分知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。隨后講解投影的基礎(chǔ)知識(shí)，包括點(diǎn)、直線、平面的投影和體視投影等部分內(nèi)容。在此過程中，要充分利用一些簡單的實(shí)體模型，引導(dǎo)學(xué)生按照國家標(biāo)準(zhǔn)畫出尺寸精確的三視圖，并在課堂上對(duì)學(xué)生繪圖過程中存在的問題進(jìn)行統(tǒng)一的講解。

在學(xué)生對(duì)自己手工繪制的模型圖充分了解的基礎(chǔ)上，教授其使用AutoCAD軟件將手工繪制的三視圖在計(jì)算機(jī)中繪制出來，并布置一定量的作業(yè)，要求其使用CAD繪制其他模型的三視圖。通過這一過程的訓(xùn)練，學(xué)生既能鍛煉CAD繪圖技能，又能鞏固對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)及投影理論等基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并且能克服初次接觸CAD的畏懼心理，增加學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)繪圖的興趣，可謂是一舉多得。

而復(fù)雜的組合體、零件圖和裝配圖等內(nèi)容，則可以放在CAD中，借助CAD建模講解。在授課時(shí)，老師通過對(duì)立體模型旋轉(zhuǎn)、剖切、拆卸，以及改變其觀察視口，讓學(xué)生從不同位置，不同角度觀察清楚，這有利于加深學(xué)生對(duì)各種立體圖形的空間結(jié)構(gòu)和組成的理解，從而更有效地提高學(xué)生的空間想象能力。以組合體的講解為例。組合體是制圖教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在授課過程中，可以首先利用CAD建立起組合體各個(gè)部分的三維模型，并且使用不同的顏色將其區(qū)分開來。老師可以通過多媒體向?qū)W生演示組合體如何分解和組合。這樣就能加深學(xué)生對(duì)組合體的組合形式及表面連接關(guān)系等的理解，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。又如在講解零件剖視圖時(shí)，可以利用CAD建模后再進(jìn)行剖切。使用“繪圖”中的“剖切”功能，剖開零件，分析其內(nèi)部的孔、槽等結(jié)構(gòu)。通過在不同的位置對(duì)零件進(jìn)行剖切，可以讓學(xué)生更加直觀地了解剖切位置對(duì)零件剖視圖畫法的影響，提高對(duì)零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)知和空間想象能力，加深對(duì)剖視圖畫法的理解。

4.2.2以工業(yè)實(shí)際需要為導(dǎo)向，適度地增減教學(xué)內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)繪圖的不斷發(fā)展，《機(jī)械制圖》中有些教學(xué)內(nèi)容可以適當(dāng)?shù)亟档碗y度，例如相貫線的相關(guān)內(nèi)容，這些內(nèi)容對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力不能起到很好的作用，而且在三維CAD造型中，輸入關(guān)鍵數(shù)據(jù)后相貫線也能自動(dòng)生成。所以對(duì)于這部分內(nèi)容，只需要教授學(xué)生掌握其概念和基本畫法就足夠了。因?yàn)镃AD系統(tǒng)提供了全面的標(biāo)準(zhǔn)件庫，所以對(duì)于螺紋等標(biāo)準(zhǔn)件的教學(xué)內(nèi)容也可以做出適當(dāng)?shù)男薷摹Ｍㄟ^對(duì)內(nèi)容的增減，可以讓學(xué)生把更多的精力放在重點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)上，避免精力平均分配，多做無用功情況的發(fā)生，有利于收到較好的教學(xué)效果。

4.2.3適度增加與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系的課程的設(shè)置。由于我們培養(yǎng)學(xué)生的目的在于讓他們能夠適應(yīng)生產(chǎn)線上的工作要求，而學(xué)校中繪圖及識(shí)圖知識(shí)的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)際畢竟還有很大程度的差異，另外，大多數(shù)職業(yè)學(xué)校的學(xué)生對(duì)于枯燥的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)產(chǎn)生厭倦情緒，因此，學(xué)校有必要增加與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系的課程設(shè)置。在課堂上，可以采用在生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的零件圖樣作為教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行繪圖和讀圖訓(xùn)練。并且盡量提供條件讓學(xué)生親臨一線，讓他們認(rèn)識(shí)到《機(jī)械制圖》和《AutoCAD》課程的重要性，同時(shí)體會(huì)到課堂繪圖和生產(chǎn)需要的圖紙之間的聯(lián)系和差別。這樣做，可以改變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，增加他們的學(xué)習(xí)興趣，也利于他們畢業(yè)以后快速適應(yīng)從理論到實(shí)踐的角色轉(zhuǎn)變。

4.2.4鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手制作模型。可以根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需求和學(xué)校的實(shí)際情況，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生利用身邊的硬紙板、膠合板等制作教材或者習(xí)題集中出現(xiàn)的典型的幾何體模型。這么做，不但可以增加學(xué)生的空間想象能力，還有利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

5.一體化教學(xué)中應(yīng)該注意的問題

5.1在教學(xué)過程中，要注意新國標(biāo)，簡化畫法，尤其是確定視圖的表達(dá)方案，突出動(dòng)手能力和實(shí)用性。

5.2依照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，遵循先易后難的原則，逐步克服學(xué)生對(duì)《AutoCAD》課程的畏懼心理，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好《機(jī)械制圖》和《AutoCAD》的信心，切忌揠苗助長。

5.3教師要不斷更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和提高自己的理論水平，要做到將《機(jī)械制圖》和《AutoCAD》的知識(shí)融會(huì)貫通，及時(shí)解答學(xué)生在課堂上及平時(shí)練習(xí)中遇到的問題。同時(shí)要不斷加強(qiáng)與學(xué)生的交流與溝通，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正盡到教書育人的責(zé)任。

6.結(jié)語

《機(jī)械制圖》和《AutoCAD》作為兩種工程語言，其本身是相輔相成的。如果人為地將其割裂開，不但對(duì)教育學(xué)生不利，對(duì)于課程自身的發(fā)展也是弊大于利。因此，快速推進(jìn)教學(xué)體制改革，促進(jìn)一體化教學(xué)的發(fā)展，是每個(gè)教育工作者必須關(guān)注的課題，同時(shí)也是我們應(yīng)盡的責(zé)任。

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