機械制圖中CAD教學軟件選擇與教學設計

山西臨汾高級技工學校 楊陽

引言

21世紀是知識經濟時代，同時也是科學技術飛速發展的時代，尤其是計算機技術的普遍發展，已經在全球得到了最廣泛的應用。隨著計算機軟、硬件的發展，使用傳統的制圖工具如圓規、直尺等來進行繪圖已經不能滿足時代的發展需求，這種傳統的尺規制圖方式已經逐漸被計算機機械制圖方式所取代。因此分析和探究機械制圖中CAD教學軟件的應用具有十分重要的現實意義。

1 機械制圖與CAD教學軟件的關系

機械制圖屬于一種技術性質的繪圖方式，同時也是我國技工院校的一門基礎學科課程。它主要是一門閱讀機械圖樣研究機械圖繪制的方法和原理，并用確切的圖樣將機械的尺寸、結構以及技術和工作原理進行表示的基礎課程。機械制圖的重要目的以及這門學科學習的重要任務，首先是要對機械圖樣閱讀以及繪制的基本原理、知識、方法和技能進行了解并掌握；其次是要培養認真、嚴肅的學習和工作作風，由于機械制圖屬于一種技術性的工作，因此還要培養耐心細致的工作態度。CAD是計算機輔助設計的簡稱，屬于一種交互式圖形學，由麻省理工大學于20世紀60年代提出。簡單來說，CAD就是利用計算機或者其他有關圖形設計的機械設備來幫助相關工作人員進行機械設計工作的軟件。

機械制圖是理論性、技術性的，而CAD教學軟件是實踐性、操作性的，但是在實際生產中，從技工學校剛畢業的技工學生很難將機械產品設計的理念通過CAD軟件制圖表現出來，這樣也就達不到產品成品圖紙的要求標準，不能滿足產品設計需要。因此，只有在機械理論以及機械制圖實際工作中，將CAD技術融入進去，將二者結合，才能實現理論、技術上升為實踐、操作的目的。隨著CAD教學軟件的發展，其在機械制圖中的應用越來越廣泛。在機械制圖教學中，應用CAD軟件進行輔助教學，不僅能夠通過實踐將機械理論傳授給技工學校的技工學生，讓技工學生更加清楚地掌握理論，還能夠提高技工學生的操作能力，從而提高教學效率和教學質量。

總而言之，對于現代化制圖技術來說，CAD技術在其中的應用必不可少。作為一種計算機輔助制圖軟件，CAD需要機械制圖理論的支持，同時其具有甩圖板的功能。機械制圖主要是對技工學校技工學生思維能力、識圖和制圖能力以及三維圖形建立能力的培養和訓練。而在這個過程中，CAD是其中不可缺少的基礎，相對而言，如果僅僅掌握了CAD軟件操作，而沒有機械制圖理論的支持，那么CAD也就失去了創造機械圖紙以及新型應用圖形的價值。

2 CAD教學軟件的選擇

2.1 繪圖類教學軟件選擇的原則

首先，可操作性是一款繪圖類教學軟件首先必須滿足的功能。教學軟件的可操作性指的是，軟件應當具備一定的廣泛性、實用性和適用性。廣泛性指的是繪圖類教學軟件應當具有較廣的適用面，也就是使用這種軟件的人比較多；實用性指的是軟件不僅應該滿足當前教學課程的需求，還應當面向未來，立足于更加專業化的發展；適用性指的是要根據教師的授課時間、技工學校技工學生的接受能力以及機械制圖課程的特點來進行軟件的選擇。總之，可操作性原則是制圖類教學軟件選擇的首要原則，且該軟件在該行業必須具備一定的廣泛性。其次，在選擇教學軟件時，必須要考慮到工程設計的新理念、新思想是能夠在這個軟件中充分體現出來的。如是否具備友好的人機交互界面，是否能夠實現設計團隊資源共享等。另外，還要考慮軟件的版本，要根據技工學校的教學實際、以及硬件配置來選擇較合適的軟件版本；選擇中文界面、友好界面以及容易上手的操作界面；要選擇方便進行平面圖形講解的二維軟件或三維軟件。

2.2 國產CAD 教學軟件的發展和分類

根據知識產權的掌握情況，我國當前的CAD教學軟件分為三大類：第一類，具有明顯的專業特征，被稱之為自成體系。這種體系具有完全的知識產權，是能夠在各個行業中獨立發展起來的，如開目的CAD以及CAXA電子圖板等；第二類，對AutoCAD進行二次開發，并在此基礎上不斷做強做大，如InteCAD、天正CAD、機械工程師以及天河CAD等；第三類是經過AutoCAD二次開發以及做強做大之后，再進行二次IntelliCAD核心技術的開發，與之前的AutoCAD相比，經過二次開發之后的軟件在其功能和操作方式上具有一定的優化，同時具有部分自主知識產權，如堯創CAD、浩辰CAD等。之后堯創以及浩辰等軟件公司在2013年4月推出了一系列具有完全知識產權的國產CAD軟件，如堯創CAD、浩辰CAD8等，放棄了之前的ITC基礎架構。在沒有進行二次開發之前的版本中，具有完全兼容AutoCAD的DWG文件格式，而這些放棄了ITC基礎構件核心的新型CAD軟件則對這種固有特性進行了堅持和繼承。另外這種優化了的軟件具有與AutoCAD相似的圖形界面、操作習慣以及命令方式，而這就為用戶省去了二次學習的時間，從而使得用戶在這些國產軟件的使用上比較輕松，而且對于之前使用AutoCAD的用戶而言，這種軟件的使用更加輕易。

浩辰、中望等具有部分知識產權的國產CAD軟件企業，都是ITC組織的重要成員。而針對設計理念、操作界面來說，國產二維CAD軟件在國內各行業的使用中，可以分為兩種類型的軟件。第一種，經過AutoCAD二次開發的，提供國家標準支持的國產軟件，且這種軟件與AutoCAD軟件具有相似的設計理念以及相似的操作習慣，即將設計圖分開來進行設計，如堯創和浩辰等軟件公司；第二種，提供國家標準支持的，且在自身專業特點的基礎上又同時具備傳統繪圖習慣的軟件，如開目CAD和CAXA等。因此AutoCAD系列與CAXA系列是當前我國按照使用習慣以及操作界面來進行選擇的兩類軟件。

3 機械制圖中的CAD教學設計

3.1CAD 教學內容的設計

CAD教學授課的主要內容要注重對技工學校技工學生操作能力的培養和訓練，而其教學內容要盡量精簡，如簡單地講解那些與機械制圖存在重疊或者有關聯的內容，而對于那些比較繁瑣且難以理解的概念、理論等，要盡量精簡或者不予講解。對于CAD課程的講授來說，其最佳講解時間是在講解完軸測圖以及組合體現視圖之后。因為到那時候制圖的概念以及原理等知識基本都已經講解完畢，而下面的課程內容，如裝配圖、機械標準件、機件表達方法以及零件圖等，其工作量以及習題量都非常大，且涉及到國家標準的相關規定，而這個時候再進行機械制圖知識的講解，技工學校的學生就比較容易接受。

3.2 融合式教學手段

針對技工學校技工學生的學習特點，采用融合式教學手段，即將CAD教學內容與機械制圖相結合，且互為依靠來進行教學。這種教學設計，不僅能夠將機械制圖這一學科的延續性逐漸增強，還能夠節約教學時間，提高教學效率。另外，采用CAD制圖教學軟件，一般在隨后的零件測繪課程設計中，要注意教學課時分配。對于技工學校來說，一個30人左右的技工教學班，10個教學課時就可以實現很不錯的教學效率和教學質量。

4 結語

綜上所述，隨著科技的發展，在機械制圖中加大對CAD教學軟件的應用，并將CAD教學內容與機械制圖的教學內容相結合，將具有十分重要的現實意義。使技工學生掌握制圖的方法和原理，是機械制圖的主要目的，而CAD軟件的使用能夠輔助技工學生更加透徹地理解制圖原理，從而提高機械制圖的教學質量。

[1]李澎濤.技工院校《機械制圖與CAD》課程教學設計淺談[J].現代婦女(下旬),2014-05-25.

[2]李彥輝.淺談CAD 軟件教學與機械制圖教學的結合[J].職業教育研究,2009-07-08.