將AutoCAD和PRO/E融入機(jī)械制圖的教學(xué)改革和探索

【摘 要】本文針對機(jī)械制圖傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題，提出將AutoCAD、PRO/E教學(xué)融入職業(yè)教育學(xué)校機(jī)械制圖的教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和識圖能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展和實踐能力的提高。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制圖 AutoCAD PRO/E 空間想象力

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

機(jī)械制圖是工科院校的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀工程圖樣的能力，也是對學(xué)生識圖能力和空間想象力的一種培養(yǎng)。對于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生而言，機(jī)械制圖學(xué)習(xí)的好壞，對于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用，特別是對于后續(xù)課程中AutoCAD、PRO/E等二維繪圖及三維造型軟件的學(xué)習(xí)。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(xué)習(xí)后續(xù)軟件的基礎(chǔ)，而AutoCAD及PRO/E等專業(yè)繪圖軟件也可以為我們更好地學(xué)習(xí)制圖起輔助作用。

一 機(jī)械制圖教學(xué)的現(xiàn)狀分析

目前，在職業(yè)教育學(xué)校里，機(jī)械制圖的課時普遍偏少，要利用七十幾個課時把機(jī)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(jī)械制圖、AutoCAD和PRO/E這幾門課程進(jìn)行獨立教學(xué)，由不同的專業(yè)課老師進(jìn)行講授。將這幾門有聯(lián)系的課程分割開來進(jìn)行教學(xué)的模式，存在以下兩方面的問題：（1）在進(jìn)行機(jī)械制圖教學(xué)時，不能利用AutoCAD對二維圖形進(jìn)行正確快速地繪制，也不能利用PRO/E三維造型功能對機(jī)械制圖進(jìn)行直觀教學(xué)。因此學(xué)生想要學(xué)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(xué)生，學(xué)習(xí)制圖就有難度。（2）在進(jìn)行AutoCAD軟件學(xué)習(xí)時，由于和制圖割裂開來進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生缺少相應(yīng)的制圖知識，會出現(xiàn)只會命令而不會繪圖的尷尬場景。很多時候?qū)W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(yīng)有的意義，不是工程界交流的語言，而是學(xué)生重復(fù)抄圖的復(fù)件。當(dāng)然這個問題也同樣出現(xiàn)在PRO/E的學(xué)習(xí)中，因為缺少制圖知識，很多學(xué)生拿到二維圖紙時，很難把它轉(zhuǎn)換為三維實體。這種純粹為了學(xué)習(xí)軟件而進(jìn)行的學(xué)習(xí)其實是沒有意義的。

二 AutoCAD和機(jī)械制圖課程的融合

在平時機(jī)械制圖的教學(xué)中，教師若能將AutoCAD的教學(xué)融合進(jìn)來，并對一些內(nèi)容進(jìn)行精簡，使它和機(jī)械制圖相互滲透，教學(xué)效果較單獨進(jìn)行教學(xué)應(yīng)該是更加理想。當(dāng)教師講授制圖的基礎(chǔ)知識時，當(dāng)學(xué)生學(xué)完一些幾何作圖法后，教師可以用AutoCAD進(jìn)行繪圖。比如圓弧連接時，在圖紙上進(jìn)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(jìn)行畫圖。而在AutoCAD中進(jìn)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(dāng)然，還有其他的命令也可以完成。教師可以讓學(xué)生自由選擇繪圖的方式進(jìn)行繪圖，通過比較，學(xué)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(zhǔn)確性可以給教師的課堂教學(xué)節(jié)約大量的時間；同時將制圖的知識運用到AutoCAD中，也是對學(xué)生理論聯(lián)系實踐能力的一次鍛煉。

在制圖的學(xué)習(xí)中滲透著學(xué)習(xí)CAD，有了制圖知識體系的支撐，學(xué)生可以更好地完成CAD的學(xué)習(xí)，CAD教學(xué)也有了它的內(nèi)涵。學(xué)生也不會由于缺乏制圖知識而出現(xiàn)只會命令卻無法繪制圖形的尷尬，真正達(dá)到CAD輔助制圖的學(xué)習(xí)，是制圖知識的一種延伸和應(yīng)用。

三 利用PRO/E軟件對機(jī)械制圖進(jìn)行直觀的教學(xué)

機(jī)械制圖教學(xué)的核心在于教會學(xué)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(yǎng)，歸根到底是使學(xué)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(zhuǎn)化過程、轉(zhuǎn)化關(guān)系和投影規(guī)律。但是學(xué)生在剛學(xué)習(xí)制圖時，要讓他們從毫無感性認(rèn)識的內(nèi)容到空間平面的轉(zhuǎn)換是很困難的。所以需要老師借助具體的實物模型，使同學(xué)們獲得感性認(rèn)識，再來引導(dǎo)學(xué)生們分析想象。但是，不是老師想講的內(nèi)容就能在模型室里找到對應(yīng)的實物。另外，習(xí)題集上的很多習(xí)題，也不是都能找到相應(yīng)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(xué)生很難正確完成讀圖，一方面是學(xué)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(fù)雜。但是，如果教師在這時能用三維軟件，如PRO/E進(jìn)行建模，然后再給學(xué)生進(jìn)行觀察分析，那么學(xué)生就很容易完成對圖形差異的分析，如三視圖補線問題：當(dāng)學(xué)生看到下面圖1時，很多學(xué)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(dāng)教師用PRO/E進(jìn)行三維造型后（如圖3），學(xué)生就可以一目了然地發(fā)現(xiàn)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(xué)生是想出三維實體后才進(jìn)行補線。所以如果學(xué)生能掌握三維造型的方法，很多細(xì)節(jié)或是老師上課很難講清楚的問題，學(xué)生依靠自己的能力往往就可以快速地解決。

其實學(xué)習(xí)三維造型，對學(xué)生制圖知識的學(xué)習(xí)，不僅僅是制作一個實體模型這么簡單，更多的時候是對學(xué)生空間思維能力的鍛煉。就像補畫三視圖那樣。很多時候，當(dāng)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(dāng)筆者只給出下面的圖5時，很多學(xué)生可以想象出圖6、圖7兩個幾何實體。當(dāng)我讓學(xué)生上來嘗試用PRO/E進(jìn)行三維造型時，他們給出了第三個幾何實體（見圖8）。學(xué)生根據(jù)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(xué)生們的空間想象能力并不差，需要的只是一點提示。我發(fā)現(xiàn)，上課時，如果教師能將PRO/E中簡單的三維造型命令教給學(xué)生，并讓他們來演示自己想象出的形體。對于學(xué)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(xué)很生動。對于機(jī)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(xué)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(xué)生二維轉(zhuǎn)三維的能力，正好也是一種培養(yǎng)。

四 結(jié)束語

在機(jī)械制圖的教學(xué)中，能把AutoCAD和PRO/E結(jié)合起來運用到制圖的教學(xué)中，或?qū)⑷T課有機(jī)地融合起來進(jìn)行教學(xué)，對學(xué)生制圖學(xué)習(xí)中識圖能力和空間想象力的培養(yǎng)是很有幫助的。制圖的知識能在AutoCAD和PRO/E中體現(xiàn)，AutoCAD和PRO/E也可以很好地輔助機(jī)械制圖教學(xué)。而就AutoCAD和PRO/E這兩款專業(yè)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(jìn)行修改。將AutoCAD和PRO/E融入機(jī)械制圖的教學(xué)中，教師可以很容易地實現(xiàn)三維實體和二維圖形之間的相互轉(zhuǎn)換。能借助繪圖軟件將自己的設(shè)計理念直觀地表現(xiàn)出來，是一個優(yōu)秀的機(jī)械專業(yè)人才所必須具備的，也是高職類學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中需要培養(yǎng)和訓(xùn)練的。

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〔責(zé)任編輯：李錦雯〕