淺析機(jī)械制圖與CAD的教學(xué)整合

在機(jī)械制圖課程教學(xué)中，教師不能將很多重要圖形畫(huà)在黑板上，掛圖又不能很直觀地表達(dá)整個(gè)作圖過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)生不能理解課程內(nèi)容，如果將CAD教學(xué)與機(jī)械制圖教學(xué)很好地融合在一起，將基本的理論知識(shí)放在機(jī)械制圖里講解，把需要多畫(huà)多練的內(nèi)容放在CAD中去講解，兩部分內(nèi)容恰當(dāng)?shù)卣希梢垣@得事半功倍的教學(xué)效果。

一、教材的整合

現(xiàn)在雖然有很多版本的教材將機(jī)械制圖與CAD整合在一起，但整合理想的比較少，有些教材還是走傳統(tǒng)教學(xué)的老路子，前面大部分講機(jī)械制圖的內(nèi)容，后面一小部分介紹CAD內(nèi)容，只不過(guò)是將兩本書(shū)合成一本書(shū)；有些教材雖然在機(jī)械制圖中穿插了CAD內(nèi)容，但又沒(méi)有將兩者很好地銜接起來(lái)，三言?xún)烧Z(yǔ)就能解決的問(wèn)題，寫(xiě)了一大篇。如何簡(jiǎn)潔、有效地將兩部分內(nèi)容整合在一起，是長(zhǎng)期從事機(jī)械制圖與CAD教學(xué)的教師值得深思的事情。以平面幾何作圖為例，如圓弧連接，手工作圖與計(jì)算機(jī)繪圖的原理完全不一樣，手工作圖要找連接圓弧的圓心、找切點(diǎn)，做起圖來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生還不易理解；CAD中畫(huà)圓弧連接則要簡(jiǎn)單得多，只需根據(jù)“相切、相切、半徑”再修剪一下就可畫(huà)出連接圓弧，學(xué)生也很容易理解。所以平面幾何作圖部分就可完全摒棄手工作圖內(nèi)容，直接在CAD中介紹平面幾何作圖的各種方法，既省時(shí)又省力。中職教師參編或者選擇一本有效的整合教材是教學(xué)整合的第一步。

二、教學(xué)內(nèi)容的整合

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置要突出重點(diǎn)，難易適當(dāng)。機(jī)械制圖課程側(cè)重于讀圖、培養(yǎng)學(xué)生的空間感；而CAD側(cè)重于畫(huà)圖，培養(yǎng)學(xué)生掌握繪圖技巧，這是大部分教師所采用的教學(xué)模式。但對(duì)于中職學(xué)生而言，完全靠教師在課室的講解是很難培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力的，大多數(shù)學(xué)生對(duì)于稍微復(fù)雜圖形的認(rèn)識(shí)都是似懂非懂，特別是在缺乏掛圖或模型的情況下，教師對(duì)圖形的分析表述就顯得非常的蒼白無(wú)力。如果將讀圖也融合到CAD中，借助CAD中實(shí)體造型功能幫助同學(xué)們?nèi)ダ斫庖晥D所表達(dá)物體的空間形狀，學(xué)生一看就明白，老師表述起來(lái)也容易很多。

如在學(xué)生的制圖習(xí)題冊(cè)上曾有如圖1（a）、圖1（b）所示的兩個(gè)圖形，都是已知主、俯視圖補(bǔ)畫(huà)。

左視圖，（a）、（b）兩圖的主視圖一樣，（a）圖形狀容易想象出來(lái)，上面是一個(gè)半圓球，下面是個(gè)圓柱，中間有個(gè)圓孔，如圖2所示。而（b）圖很多學(xué)生就想不出來(lái)了，按常規(guī)思路兩面投影都是圓的立體圖形只有圓球，但這里又不是圓球，那么它的空間形狀到底是怎樣的呢，為了幫助同學(xué)們理解這個(gè)圖形從而正確地補(bǔ)畫(huà)出它的左視圖，老師可一邊分析一邊利用CAD畫(huà)出其立體圖，如圖3所示，可看作上面是個(gè)水平半圓柱，與下面的垂直圓柱相貫，三維造型時(shí)取兩圓柱的交集，再補(bǔ)畫(huà)下面的圓柱和中間的圓孔。立體圖形畫(huà)出來(lái)了，再補(bǔ)畫(huà)左視圖就很容易，倘若還不理解，教師還可利用“視圖”工具欄中的“左視”來(lái)讓學(xué)生觀察左視圖的形狀。整個(gè)的授課環(huán)節(jié)均可在電腦上完成，學(xué)生很容易理解，而教師又節(jié)約了大量作圖的時(shí)間。

再如剖視圖這一節(jié)，畫(huà)剖視圖就要畫(huà)剖面線(xiàn)，很多同學(xué)手工作圖時(shí)剖面線(xiàn)畫(huà)得都不夠規(guī)范，不是間隔不均勻，就是粗細(xì)線(xiàn)不分，或者與主要輪廓線(xiàn)不成45°角。還有相當(dāng)一部分學(xué)生對(duì)剖視圖的概念不理解，機(jī)件的外部形狀會(huì)畫(huà)，機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不明白，不知道哪里該畫(huà)，哪里不該畫(huà)，哪里有剖面線(xiàn)、哪里沒(méi)有剖面線(xiàn)。在這種情況下，教師在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上就可以考慮以CAD繪圖為主、手工繪圖為輔的原則，CAD繪圖中剖面線(xiàn)只需運(yùn)用“圖案填充”命令即可，節(jié)約大量的繪圖時(shí)間，學(xué)生也不會(huì)覺(jué)得枯燥無(wú)味。如圖4所示，為了向?qū)W生展示機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并了解何處該畫(huà)剖面線(xiàn)，何處不畫(huà)，可在CAD中將機(jī)件剖開(kāi)，只有機(jī)件與剖切面接觸的地方才畫(huà)剖面線(xiàn)，且剖切面后所有可見(jiàn)部分均要在剖視圖中畫(huà)出，在這個(gè)被剖切后的立體模型上都能一目了然地顯示出來(lái)，對(duì)照這個(gè)模型學(xué)生理解剖視圖時(shí)就容易多了。

三、教學(xué)方法的整合

傳統(tǒng)的教學(xué)方法都是在黑板上板書(shū)、作圖、講解，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生還不易理解。比如講解螺栓連接畫(huà)法的時(shí)候，以前都是拿著模型、對(duì)著掛圖講，對(duì)于這些實(shí)踐性較少的學(xué)生而言總是不理解，如果帶上模型走進(jìn)機(jī)房或投影教室，定出螺紋的公稱(chēng)直徑，老師一邊分析模型的結(jié)構(gòu)，一邊在CAD上用不同的顏色演示每一部分的畫(huà)法如圖5所示，并在黑板上演算每個(gè)尺寸的由來(lái)，教學(xué)內(nèi)容完整、結(jié)構(gòu)緊湊學(xué)生很容易理解，到自己畫(huà)的時(shí)候也不會(huì)出現(xiàn)大問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中完全脫離傳統(tǒng)的教學(xué)方法，一味地追求快捷、簡(jiǎn)便也是不可行的，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況該用模型的地方要用模型，該在黑板上板書(shū)的地方照樣要板書(shū)，加深學(xué)生的印象，方能獲得最佳的教學(xué)效果。

總之，將機(jī)械制圖與CAD兩門(mén)學(xué)科整合在一起，既培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力，又鍛煉出學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力，同時(shí)還減輕了制圖教師在黑板上繪圖的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，教學(xué)效果顯著改善。

（作者單位：韶關(guān)市技師學(xué)院）