應用CAXA軟件輔助《機械制圖》教學探討

摘要：為了解決制圖課程傳統教學方式存在的弊端，可應用CAXA軟件輔助《機械制圖》教學，改進教學方法。文章以組合體視圖畫法為例，探討了應用CAXA軟件輔助《機械制圖》教學，并闡述了所取得的教學效果。

關鍵詞：機械制圖；組合體；CAXA軟件；計算機輔助教學

《機械制圖》是中等職業學校機械專業學生最重要的專業基礎課之一，是一門培養學生讀圖和繪圖能力，培養空間想象能力和邏輯思維能力的課程，也是一門對后繼專業課的學習有直接影響的與生產實際密切聯系的基礎課程。由于中職學生大部分都是初中畢業沒有考取高中而進入職校的學生，基礎差，又無實際經驗，平面幾何和立體幾何水平又較低，學生學起來感到很困難，不容易掌握，不少學生由此產生畏難、厭學情緒。

一、中職學校機械制圖課程的教學現狀

機械制圖課程是中等職業學校機械專業學生必修的一門專業基礎課。其教學的主要目的是：培養學生的畫圖和讀圖能力。教學的重點和難點是：培養學生的空間想象和邏輯思維能力。這門課程的知識掌握得扎實與否將直接影響后續專業課的學習及畢業后的就業。筆者對于此門課教學的原則是：以看圖為主，看圖與繪圖相結合。

筆者在《機械制圖》的教學實踐中發現，傳統的教學方法在課堂教學中暴露了越來越多的問題，主要有以下幾個方面：

1.填鴨式教學剝奪了學生主動學習和探索知識的權利

在傳統的教學過程中，教師是整個課堂活動的中心和主體，教師作為知識的講解者和傳授者擁有絕對的權利控制課堂活動的內容以及學生學習知識的方式和學習的內容。這樣，學生就只能機械式地學習和聽講教師講解的知識，在整個課堂活動中，學生始終要跟隨教師的思路和設計的規定模式進行大腦的思維活動，阻礙了學生自身的創造性和主動思維能力的發展。

2.學生參與學習活動的積極性喪失嚴重

傳統教學過程中，教師作為課堂活動的主體始終是整個學習活動的推動者，教師不停地在講臺上講解新的知識，學生只能坐在下邊聽講。學生作為被動接受者并沒有選擇知識的權利，同時也失去了自己獨立思考和發揮個人思維模式解決問題的機會，從而使得整個教學活動并不能發揮學生最佳能量和狀態，嚴重削弱了學生學習參與的積極性和興趣。教師一味地充當知識的灌輸者，學生卻不能參與到教學活動中去，形成了“講臺是教師的舞臺，臺下是學生喪失斗志的刑臺”，我們經常看到，教師在講臺上激情洋溢的講解，換來的卻是學生睡覺、說話、玩手機等各種形態的厭煩課堂表現。

3.理論教學與實踐教學脫節，學生就業能力下降

理論教學和實踐教學是兩個相輔相成的環節，實踐是檢驗理論的唯一標準，同時，實踐也是學生消化、理解、應用理論知識的平臺；反過來，理論知識又是實踐操作的前提和條件。在傳統的教學過程中，由于課堂教學條件的限制，或者教師個人的意識形態等影響，教師只顧自己在黑板上講，或只顧自己在黑板上畫，不顧學生在下面做什么？導致了人為地分離了這兩個教學環節，造成“老師只顧講，學生只顧玩”的局面，使得我們培養出來的學生不能滿足社會和企業的需求，導致了學生就業能力的下降。

傳統的教學模式是：以靜態的掛圖和幻燈片，陳舊、不易攜帶的實物教具等幫助學生建立空間概念。教師用一支粉筆一把尺，在黑板上邊講邊畫，教師講得很辛苦，學生卻聽得難受，久而久之學生睡倒一片。因此，存在很多弊端：掛圖、幻燈片、模型只能反映結果，不能表達過程的形成與變化。在結果給出之前，教師必須用語言準確、生動、形象地來描述，并且要不斷地重復講述。即便如此，也難以收到較好的教學效果。傳統的教學模式與方法難以滿足教學上的要求，也難以激發學生的學習興趣。

由于機械制圖學科的特殊性，要求教師改進教學方法，調整教學內容，創造識圖環境，培養空間想象思維能力，改變傳統教學的弊端。傳統的“填壓式”教學方法已經不適應，而計算機輔助教學具有適應性強、應用面廣等特點，與CAXA軟件有機結合，用來代替各種掛圖和實物模型，就能彌補這些不足，從而提高課堂教學的效果。

二、采用計算機輔助教學，改進教學方法

1.引入CAXA軟件的課程內容

隨著科學技術的迅猛發展和計算機的廣泛應用，生產實際中對制圖的要求也隨之發生了很大的變化。圖板丁字尺等繪圖工具、繪圖儀器已經被計算機所取代；圖紙等技術文件已經放進了計算機磁盤；手工繪圖已經被計算機繪圖所取代。由此許多中職學校開設了《CAXA》這門課，這對于機械制圖課程的教學起到了極大的促進作用，徹底改變了傳統的教學方法，教學效果明顯提高，學生學習興趣、熱情高漲。

2.調整教學內容，制定新的教學計劃和方案

學校要科學合理地實施素質教育與能力培養的要求，滿足社會的需要，必須對課程內容進行改革與調整，改變那些交叉重復、陳舊老化，不符合社會發展要求的課程內容。補充一些新的、企業需要的、對學習提高有用的相關知識。其次，在CAXA部分的教學中，應該以二維的基本繪圖為重點，學生必須掌握。再附加上三維造型和一些簡單的曲面編輯，提高學生學習的興趣。把CAXA軟件作為一種工具來使用，教師把它作為輔助教學手段來處理，把看圖、識圖能力的培養作為重點來進行教學。這樣將它們有機地穿插在一起，增加了教學的直觀性和趣味性，徹底改變了傳統的教學模式，變要我學為我要學，提高了教學效果。

3.CAXA軟件在《機械制圖》組合體中的應用

（1）創設和諧的學習情境。

將全班學生轉移到多媒體電腦室上課，并分成8個小組，每組5位學生。各組選定一位小組長。教師不再是站在講臺上講課，而是穿插在各組之間參與學生的學習活動。

（2）組織各小組共同探討，共同研究。

在教學過程中，積極倡導學生之間的相互討論、交流和切磋，通過各種不同觀點的交鋒、補充、修正，形成對當前問題的解決方案，如繪制圖1的組合體三視圖。教師利用多媒體網絡平臺，將事先利用CAXA軟件畫好的立體圖傳到每一位學生的電腦上，可以達到人手一個“模型”。各位學生利用CAXA軟件可以對立體圖局部或整體進行自由縮放，從而使學生看清重點部分或細小結構的形狀；還可以通過自由旋轉實體，看清楚形體在前后、左右、上下六個方位上表面的連接關系，再使用“三維視圖”確定看圖方向，逐一分析視圖情況，然后畫出三視圖。

圖1軸承座

各組先討論組合體三視圖的繪制過程，教師引導學生從以下幾方面來進行分析：軸承座組合體的類型及組成？各部分之間的相對位置及表面過渡關系？主視圖方向的選擇？長、寬、高、方向基準的選擇？軸承座組合體視圖繪制過程應注意的幾個特點？

討論后各組學生做好分工：三位組員負責畫圖，一位組員負責上臺解讀本組的解決過程及接受其他小組的提問，一位組員負責對小組的總體表現進行打分。然后開始畫圖，要求按一定的比例和作圖順序來進行，各小組共同完成一張組合體的三視圖。在畫圖過程中遇到問題可以隨時打開電腦上的立體圖進行觀察，教學時采用對學生分組指導和小組合作學習，注重“師生”互動和“生生”互動，通過課堂任務，來突破重點、難點。

（3）效果評價檢查總結。

學生完成任務后，接下來的重點是對學習效果的評價，主要包括兩方面的內容：一是對學生是否完成了問題的解決方案的過程和結果的評價，即所學知識的意義建構的評價；二是對學生自主學習及協作學習能力的評價。

在組合體的教學中，筆者主要采用了作品交流評價的模式進行總結，先由各組學生代表上臺講述本組操作的分析思考過程，將本組完成的圖形展現給全班學生看，并結合電腦中的立體圖，進行作圖過程的闡述。其他組成員可以根據闡述情況和他們的圖形情況對其進行提問。教師則根據學生的闡述情況及時把握學生思維的閃光點給予鼓勵，讓學生體驗成功的喜悅，充分激發學生的學習興趣和創新意識。同時還要注意發現并抓住學生在探索過程中出現的問題，及時給予啟發，讓學生們以愛學、樂學的態度投入到學習中去，從而不斷培養自己獲取信息的能力。其他組的學生根據他們的作品、闡述情況及教師的點評做出評價，要求說出兩個優點和一個需要改進的地方，同時給出合理的評分。最后由教師出示答案進行比較，通過學生自評、小組互評、教師評價等不同方式對展示結果進行評分，再根據打分結果宣布優勝組。

組合體視圖這部分內容是制圖教學的重點和難點。在講這部分內容時，常常采用形體分析法和線面分析法，一邊分析一邊對照實物模型或掛圖進行講解，這時學生必須充分掌握線面的投影特性和基本幾何體的投影特征，并且要求學生積極思考，充分想象，在頭腦中形成空間點、線、面，才能綜合起來想清楚組合體的整體形狀和各部分相互的連接關系。而中職學生基礎差，很難做到這一點，如果沒有實物形體的對照，學生就很難畫出正確的三視圖。因此在以往的教學中常常用切蘿卜、捏橡皮泥的方法來制作實物形體，幫助學生提高空間想象能力。但這種制作方法只對一些簡單形體有效果，而對于復雜形體的制作就有一定的難度，有的形體根本制作不出來。而借助CAXA軟件進行三維實體造型，不管形體有多復雜，數量有多少，都能方便、迅速地進行制作，對于基礎較差的學生，制作一系列由簡到繁、由淺入深的零件模型，讓他們自己分析各個視圖的形狀特征，逐步增加他們對視圖中線和線框的感性認識，通過幾次反復運作后，逐步對空間的線面和三視圖中的線、框之間的對應關系加深認識，這樣就在學生的頭腦里架起二維視圖和實物模型之間的一座橋梁，通過CAXA軟件的三維實體造型，幫助學生實現從二維到三維的轉換，充分發揮了學生的空間想象能力，學生就能應用線面分析法和形體分析法，獨立分析視圖、讀懂視圖。因此，學生普遍覺得機械制圖課程比以前生動了許多，容易了許多，學習興趣也大大提高了。

三、取得的成效

筆者將采用傳統教學模式和改革后采用CAXA軟件輔助教學的學習效果進行了比較，發現采用改革后的教學模式取得了幾個較明顯的效果，如下表所示：

實踐證明，在中職教育蓬勃發展的今天，在探索教學改革的浪潮中，機械制圖課程也面臨著傳統教育教學的改革。將CAXA軟件運用到《機械制圖》教學中，能夠克服傳統課程結構的單一化，使課堂教學更加靈活多樣。CAXA軟件輔助教學有利于激發學生的學習興趣和欲望，有利于學生積極主動地學習。

（作者單位：韶關市曲江職業技術學校）

責任編輯何麗華