淺談三維CAD與機械制圖的教學改革

黃戰

（湖南省工業技師學院，湖南岳陽414000）

淺談三維CAD與機械制圖的教學改革

黃戰

（湖南省工業技師學院，湖南岳陽414000）

傳統教學方法在教學中受到限制，所教授的很多知識已經不能滿足工業革命的需求，造成人才培養與企業要求脫節。教學內容方面，無價值的知識要刪除，有價值的要保留；產品工藝設計、概念圖等內容要補充和完善。教學方法，要從認知模型和認識圖紙開始，用三維CAD完成教學內容和課程設計，真正提高學生讀圖與畫圖水平。

三維CAD；機械制圖；教學內容；教學方法

CAD技術經歷四次革命，分別是：曲面造型、實體造型、參數化造型、變量化技術。隨著工業4.0的出臺和智能制造的出現，智能工廠、智能物料、智能產品成為三大主題。柔性生產線及個性化定制的生產模式，證明“工業革命”已經到來，它改變了制造業模式，改變了創新模式。對于企業，要改變制造業思維；對于學校，要重構課程體系。“工業革命”將伴隨組織的變革，改變設計模式，智能制造將成為主導。

《機械制圖》是培養學生識讀和繪制機械圖樣的能力。現代化設計與制造技術已經向當前的機械制圖教學提出了新的要求，傳統教學方法在教學中受到限制，而且所教授的很多知識已經不能滿足工業革命的需求，甚至毫無價值，造成人才培養與企業要求脫節。這也說明智能時代必須熟練掌握三維CAD技術。根據職業院校人才培養的特點，教學更應適應現代工程設計發展變化需要，不僅要形成一套完整的以教師為主導、學生為主體的多媒體教學風格，更要把三維實體化設計技術融入《機械制圖》教學，不僅要改革教學內容，更要改革教學方法和手段，為提高教學質量與效率服務[1]。

1　機械制圖與三維CAD的關系

1.1機械制圖是三維CAD的基礎

機械制圖所研究的內容是閱讀機械圖樣和繪制機械圖樣中所使用到的原理和方法。雖然CAD非常實用，也非常強大，但是，其并不能獨立存在。也就是說，CAD的使用必須建立在機械制圖的基礎之上才能完成，只有使用機械制圖的理論才能進行CAD.所以，這一特點證明，機械制圖是CAD的基礎。在機械制圖中引入三維CAD應用技術的目的，不僅在于輔助制圖和造型設計，更重要的在于輔助思維，提高形體構型、圖形分析及圖形的二、三維CAD轉換能力。特別是在傳統的圖學內容中，融入性地引入三維CAD的設計理論和造型方法，適時地利用三維CAD的功能演示二、三維CAD之間的轉換過程，可以收到事半功倍的教學效果，使得傳統內容與現代三維CAD相輔相成。

1.2CAD是機械制圖的補充

機械制圖教學難點如剖視圖、復雜組合體、裝配圖等知識點在傳統教學中不易講明白，理解起來很困難，利用三維CAD可將看圖的思維過程具體化、形象化，有效化解教學難點，這正是機械制圖的一種發展。任何事物都是變化發展的，如果不發展，便有可能被淘汰。

2　教學內容

2.1沒有價值的知識

工業4.0時代，產品設計圖紙都是以視圖和軸測圖表達出來的，在機械制圖中比如畫法幾何的圓弧連接、直線等分，點線面的投影規律以及補畫三視圖，相貫線等這些知識成為了沒有價值的知識，它終將會慢慢淡出，繼而讓三維CAD技術代替，所以要刪除傳統機械制圖中這些沒有價值的內容。

2.2有用的、有價值的知識

對于機械制圖國標、工程圖、圖樣的表達、零件圖和裝配圖畫法，工程圖要素、基準，組合體、常用件、標準件，短期內不會改變，會一直沿用下去，所以要保留。

2.3需補充的知識

除此之外，如何繪制產品設計詳圖、概念圖、如何表達工藝設計，如何在后期進行維護設計，以及機器由哪些部分所組成，這些知識點要增加并完善，以此來提高學生的直觀認識。

3　教學方法

3.1從認知模型入手

從認知模型入手，運用視頻和動畫，讓學生直觀感知零件、產品、機器、裝配體等的外形和連接關系，不要一開始就講點線面的投影，然后結合CAD技術當中的建模方式——拉伸、旋轉、掃描、放樣及編輯方式交集、并集、差集，讓學生更快地了解建模的過程及建模的特征。

3.2從認識圖紙開始

徒手繪圖靈活快捷，實用價值大。特別是在人們越來越趨于徒手草圖設計構思，用計算機繪制輸出正式圖樣的今天，具有重要的現實意義。尺規繪圖已基本淘汰，可不作為技能來進行訓練[2]。感知手繪軸測圖的方法，提高手繪草圖的基本功。強調三維CAD的能力與手繪基本功的能力。標準件、常用件、裝配體可以用三維CAD來完成，提高三維CAD的建模能力。

3.3教學內容用三維CAD完成

比如圖樣的表達里面，全剖、半剖、局部剖、旋轉剖、平行剖；斷面圖這些知識點用三維CAD做佐證，學生學習更輕松，更易懂，教學效果肯定也會更好。講裝配圖時，老師可以利用三維CAD的裝配功能，將多個已建零件按照不同的相對位置和裝配約束關系進行模擬裝配，再借助爆炸視圖講解裝配體中各零件的作用、零件之間的相對位置關系和配合方式，使學生更深刻地理解裝配圖，更熟練地拆畫零件圖。

3.4學生技能練習

前期適當訓練手繪，后期強化訓練CAD建模。CAD技術的人才培養目標是為先進企業培養人才。多認知先進企業所使用的圖紙，如等軸測、爆炸圖、裝配圖等等。課程設計用三維CAD完成，包括常用件、基準面、圖樣的表達。采用案例教學法，比如零件圖制作；連桿軸承座的制作等。

4　結束語

運用三維CAD對機械制圖進行輔助教學，把知識直觀化、簡單化，降低了教學成本，提高了教學質量，還可以點燃學生的學習興趣，使學生既能學到知識與技能，又能不斷了解行業新技術[3]。因此，將三維CAD這種信息化、智能化技術運用到教學中來，是中職學校機械制圖教學方法改革的新航向。

[1]陳蘭貞.基于三維軟件的高職機械制圖教學設計[J].現代職業教育，2016，04（34）：189.

[2]牛國富.高職高專機械制圖教學內容重構研究[J].教學研究，2012，1（11）：39-41.

[3]李拂曉.中職學校機械制圖教學方法改革新航向——打破傳統，運用SOLIDWORKS輔助教學[J].新課程，2016，（04）：110.

Discussion on the Teaching Reform of Three Dimensional CAD and Mechanical Drawing

HUANG Zhan
（Hunan Province Industrial Technician College，Yueyang Hunan 414000，China）

s:The traditional teaching methods are limited in teaching，a lot of knowle-dge being taught can’t meet the demands of the industrial revolution，resulting in the disconnect between cultivation of talents and enterprise requirements.In terms of teaching contents，you must delete valueless knowledge while preserving the valuable. Product process design，concept maps and other contents should be supplem-ented and perfected.In terms of teaching methods，complete teaching contents and curriculum design with three-dimensional CAD，starting from the cognition of models and understanding of drawings，to improve the students’ability of reading and drawing graphs.

3D CAD；mechanical drawing；teaching content；teaching method

TH126

B

1672-545X（2016）10-0224-02

2016-07-16

黃戰（1978-），女，湖南瀏陽人，工學學士，講師，在職碩士，研究方向為工程圖學。