將AutoCAD和PRO/E融入機械制圖的教學改革和探索

【摘 要】本文針對機械制圖傳統教學過程中存在的問題，提出將AutoCAD、PRO/E教學融入職業教育學校機械制圖的教學過程中，注重培養學生的空間想象能力和識圖能力，促進學生創造性思維的發展和實踐能力的提高。

【關鍵詞】機械制圖 AutoCAD PRO/E 空間想象力

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）23-0177-02

機械制圖是工科院校的一門專業基礎課，旨在培養學生繪制和閱讀工程圖樣的能力，也是對學生識圖能力和空間想象力的一種培養。對于機械專業的學生而言，機械制圖學習的好壞，對于后續課程的學習起著至關重要的作用，特別是對于后續課程中AutoCAD、PRO/E等二維繪圖及三維造型軟件的學習。如果沒有扎實的制圖知識、較好的空間想象能力，想真正地繪好二維圖形，做好三維造型根本是不可能的。制圖是學習后續軟件的基礎，而AutoCAD及PRO/E等專業繪圖軟件也可以為我們更好地學習制圖起輔助作用。

一 機械制圖教學的現狀分析

目前，在職業教育學校里，機械制圖的課時普遍偏少，要利用七十幾個課時把機械制圖這門課講清楚，并不是一件容易的事。而且一般高職院校都是對機械制圖、AutoCAD和PRO/E這幾門課程進行獨立教學，由不同的專業課老師進行講授。將這幾門有聯系的課程分割開來進行教學的模式，存在以下兩方面的問題：（1）在進行機械制圖教學時，不能利用AutoCAD對二維圖形進行正確快速地繪制，也不能利用PRO/E三維造型功能對機械制圖進行直觀教學。因此學生想要學好制圖，就需要具備較好的空間想象力。對于一些想象力不好的學生，學習制圖就有難度。（2）在進行AutoCAD軟件學習時，由于和制圖割裂開來進行學習，學生缺少相應的制圖知識，會出現只會命令而不會繪圖的尷尬場景。很多時候學生變成了抄圖員，而不是真正意義上的制圖員。很多圖紙失去了它應有的意義，不是工程界交流的語言，而是學生重復抄圖的復件。當然這個問題也同樣出現在PRO/E的學習中，因為缺少制圖知識，很多學生拿到二維圖紙時，很難把它轉換為三維實體。這種純粹為了學習軟件而進行的學習其實是沒有意義的。

二 AutoCAD和機械制圖課程的融合

在平時機械制圖的教學中，教師若能將AutoCAD的教學融合進來，并對一些內容進行精簡，使它和機械制圖相互滲透，教學效果較單獨進行教學應該是更加理想。當教師講授制圖的基礎知識時，當學生學完一些幾何作圖法后，教師可以用AutoCAD進行繪圖。比如圓弧連接時，在圖紙上進行畫圖時，教師一般要按照定圓心、找切點、畫連接圓弧的方法進行畫圖。而在AutoCAD中進行畫圖時，教師只要用一個“相切、相切、半徑”或倒圓角命令就可以完成。當然，還有其他的命令也可以完成。教師可以讓學生自由選擇繪圖的方式進行繪圖，通過比較，學生會慢慢形成自己的繪圖理念：用最簡單的命令完成圖形的繪制。AutoCAD畫圖的快速性和準確性可以給教師的課堂教學節約大量的時間；同時將制圖的知識運用到AutoCAD中，也是對學生理論聯系實踐能力的一次鍛煉。

在制圖的學習中滲透著學習CAD，有了制圖知識體系的支撐，學生可以更好地完成CAD的學習，CAD教學也有了它的內涵。學生也不會由于缺乏制圖知識而出現只會命令卻無法繪制圖形的尷尬，真正達到CAD輔助制圖的學習，是制圖知識的一種延伸和應用。

三 利用PRO/E軟件對機械制圖進行直觀的教學

機械制圖教學的核心在于教會學生解決實物到圖形和由圖形到實物的這對矛盾。畫圖和看圖能力的培養，歸根到底是使學生掌握由空間物體到平面圖形、再由平面圖形到三維空間的一種轉化過程、轉化關系和投影規律。但是學生在剛學習制圖時，要讓他們從毫無感性認識的內容到空間平面的轉換是很困難的。所以需要老師借助具體的實物模型，使同學們獲得感性認識，再來引導學生們分析想象。但是，不是老師想講的內容就能在模型室里找到對應的實物。另外，習題集上的很多習題，也不是都能找到相應的實物模型。特別是在讀組合體時，兩張三視圖就只有兩根或一根線的差異，但是幾何實體往往差別很大。運用形體分析法或線面分析法學生很難正確完成讀圖，一方面是學生的空間想象力存在差異性，另一方面有的圖形確實比較復雜。但是，如果教師在這時能用三維軟件，如PRO/E進行建模，然后再給學生進行觀察分析，那么學生就很容易完成對圖形差異的分析，如三視圖補線問題：當學生看到下面圖1時，很多學生會補出像圖2紅色圈里那樣的情況，因為他們沒有考慮這張圖所代表的幾何實體其實是帶斜度的。但當教師用PRO/E進行三維造型后（如圖3），學生就可以一目了然地發現自己所畫圖的問題所在，也很容易畫出像圖4那樣正確的圖形。雖然說組合體的補線或補畫第三個視圖，用形體分析法和線面分析法可以解決。但是在真正補線時，更多的學生是想出三維實體后才進行補線。所以如果學生能掌握三維造型的方法，很多細節或是老師上課很難講清楚的問題，學生依靠自己的能力往往就可以快速地解決。

其實學習三維造型，對學生制圖知識的學習，不僅僅是制作一個實體模型這么簡單，更多的時候是對學生空間思維能力的鍛煉。就像補畫三視圖那樣。很多時候，當僅給出兩個視圖時，第三個視圖并不是唯一的。讀組合體的三視圖時，當筆者只給出下面的圖5時，很多學生可以想象出圖6、圖7兩個幾何實體。當我讓學生上來嘗試用PRO/E進行三維造型時，他們給出了第三個幾何實體（見圖8）。學生根據幾何實體，至少可以補畫出三個左視圖。這也是我上課之前沒有想到的。其實很多時候，學生們的空間想象能力并不差，需要的只是一點提示。我發現，上課時，如果教師能將PRO/E中簡單的三維造型命令教給學生，并讓他們來演示自己想象出的形體。對于學生而言，是一件很愿意嘗試和參與的事，這也使我的課堂教學很生動。對于機械制圖里一般的實物模型，用PRO/E三維造型中拉伸等簡單的命令就可以完成，所以學生在掌握一些簡單的命令后，就可以完成實物的造型。對于學生二維轉三維的能力，正好也是一種培養。

四 結束語

在機械制圖的教學中，能把AutoCAD和PRO/E結合起來運用到制圖的教學中，或將三門課有機地融合起來進行教學，對學生制圖學習中識圖能力和空間想象力的培養是很有幫助的。制圖的知識能在AutoCAD和PRO/E中體現，AutoCAD和PRO/E也可以很好地輔助機械制圖教學。而就AutoCAD和PRO/E這兩款專業軟件而言，在某些方面也是相通的，如AutoCAD里的二維繪圖功能和PRO/E里的草繪功能。PRO/E里的工程圖，也可以在AutoCAD里進行修改。將AutoCAD和PRO/E融入機械制圖的教學中，教師可以很容易地實現三維實體和二維圖形之間的相互轉換。能借助繪圖軟件將自己的設計理念直觀地表現出來，是一個優秀的機械專業人才所必須具備的，也是高職類學生在平時的學習中需要培養和訓練的。

參考文獻

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〔責任編輯：李錦雯〕