機械制圖與AutoCAD一體化教學的實踐與反思

章建芬

摘 要：本文介紹了如何將機械制圖與AutoCAD兩門中職機械專業課程進行有機整合，集機械制圖知識和繪圖技能于一體，從而增強教學效果的方法。在具體的教學過程中，筆者開展一體化教學實踐探索，總結與反思，力求“做中學”，以期實現學生學會又會學的教學目標。

關鍵詞：機械制圖 AutoCAD 一體化教學 實踐 反思

一、問題提出

機械制圖與AutoCAD都是中職機械類專業實踐性很強的專業基礎課。機械制圖教學的培養目標是以“識圖為主”，要求學生具備“必要繪圖能力”。隨著AutoCAD技術的不斷發展及普及應用，“必要的繪圖能力”已從原來的手工繪圖向計算機繪圖轉化。多年來，這兩門課程在大多數中職學校里分別由不同老師、在不同學期獨立開展教學。從教學實踐來看，不少中職學生在學習機械制圖時表現出空間想象力薄弱、制圖缺乏耐性，從而導致學習不感興趣等問題。在AutoCAD教學中，通過立體作圖，跨越學生從空間到平面的穿越式思維，學習興趣高，教學效果好。將機械制圖與AutoCAD有機整合，集機械制圖知識和繪圖技能于一體，既有利于激發學生的學習興趣，提高學習效率，又有利于培養學生的繪圖能力、識圖能力以及綜合應用能力。

二、問題分析

針對機械制圖與AutoCAD有機整合這個問題，筆者通過分析提出以下見解。

1.《機械制圖》和《Auto CAD》并非獨立

機械制圖課程自從有機械專業起就開設了，而Auto CAD是近幾年才開設的。筆者學校兩門課程是獨立開設的，由不同的專業課老師任教；即使是同一老師任教也不在同一時間開設。機械制圖教材已經更換幾個版本，雖然近幾個版本的制圖教材在最后部分都有計算機輔助繪圖內容即部分基礎知識，但普遍還是認為它們是兩門不同的課程內容。事實上這兩門課程并非獨立。機械制圖的教學目標是使學生能執行機械制圖國家標準；能運用正投影法繪制簡單的零件圖；能識讀中等復雜程度的零件圖；能識讀簡單的裝配圖。而Auto CAD主要研究如何利用各種指令繪制各種圖樣。它可以看作是一種繪圖工具，顯示器可以看作圖紙；鼠標和鍵盤可看作鉛筆、橡皮、直尺和圓規。AutoCAD里的虛擬工具遠比手工工具豐富得多，極大地提高了繪圖效率和繪圖質量。

2.Auto CAD可豐富機械制圖模型庫

Auto CAD有三維模型，制圖中學習的組合體都可以在CAD中創建三維模型，這樣可以彌補制圖課教具模型數量少，品種少，且不能根據需要靈活取用的不足。比如機械制圖中軸測圖的教學，很多學生對如何根據軸測圖畫三視圖常無從下手，教師可利用AutoCAD已建立好的教學資源庫向學生提供豐富多彩的軸測圖，如產品樣本、教師自己繪制的范圖、歷屆學生的優秀作業等，這樣可豐富機械制圖模型庫。同時通過軸測圖繪圖過程，把軸測圖與空間實物聯系起來，激發學生的求知欲和學習興趣。

3.Auto CAD輔助制圖的作用應得到充分發揮

目前筆者學校Auto CAD教學只停留在教授學生如何運用指令繪制老師給定的平面圖形，這些圖形往往只是由一些直線、圓、圓弧等或簡單或復雜的組合在一起。當將命令操作得嫻熟，以上圖形繪制相當熟練的時候，學生會因為周而復始地繪制這樣的圖形而失去興趣，甚至會產生疑問：學習CAD有什么用。從事三年的制圖和CAD教學實踐，只有真正將機械制圖與Auto CAD兩門課程有機結合，發揮CAD輔助制圖的作用才會讓老師的教學變得更有成效，讓學生的學習變得更加輕松。

三、一體化教學實踐

1.改變課程設置模式

以往學校在高一年級兩個學期開設機械制圖課程，周課時為4節。學生繪圖、讀圖等能力具有一定基礎后，一般是第二個學期開設Auto CAD課程，周課時為4節。機械制圖與Auto CAD要進行一體化教學，必須改變這種兩門課程相對獨立的設置模式，即在同一時間開設機械制圖與Auto CAD課程，周課時為6節，平均每周4節機械制圖課，2節Auto CAD課，這樣可避免學時的浪費，提高教學效率。

2.同步制訂教學計劃

以往因為兩門課程相對獨立，教學計劃也獨立制定，Auto CAD教學是滯后的。例如，第二個學期初學生在制圖課上已經熟練掌握平面圖形抄畫、補視圖、補缺線，而此時學生才剛學會應用部分CAD指令繪制簡單平面圖形。在這個過程中，CAD輔助制圖的作用很難甚至根本無法顯現。為了改變這種狀況，筆者參照機械制圖教學計劃制訂Auto CAD教學計劃，實現二者整合。例如，機械制圖第一周的教學內容包括線型、線寬、圖幅及抄畫平面圖形，Auto CAD第一周就相應定為圖層設置（選擇線型與線寬等）、用直線繪制圖框、標題欄及繪制平面圖形。

3.利用CAD繪制軸測圖增強空間想象能力

機械制圖第一個學期逐步涉及組合體（疊加類、挖切類、綜合類），對學生的空間想象力有極高的要求。如何培養學生的空間想象力呢？筆者借助CAD讓學生逐步由易到難繪制基本體、組合體軸測圖，并進行三維立體造型，在培養空間思維能力的同時豐富CAD技能。例如，制圖課上在講解圓柱截切時，將截切過程用CAD三維操作在課堂上展示給學生，并配合黑板作圖，圓柱截切由立體向平面的轉化過程變得清晰而易理解。而在CAD課上，可結合制圖知識，講授圓柱切割體軸測圖的繪制及圓柱切割體的三維造型。如此一來，制圖知識及技能與CAD操作技能相輔相成。原本對CAD慢慢失去興趣的學生又重新找回了學習興趣，同時提高對兩門課程學習的積極性。另外，到后階段，機械制圖中涉及的組合體比較復雜，純手工繪制效率比較低，這時借助CAD的強大功能，學生既能將三維結構呈現出來，又能完成制圖任務，學習變得輕松和便捷，從很大程度上提高了學習效率，增強了學生的空間想象力和CAD操作能力。

4.利用CAD檢測制圖讀圖能力

機械制圖涉及零件圖后，重在培養學生的讀圖能力。傳統的考查方法是結合零件圖給出包括標題欄內容、零件圖表達方法、視圖名稱、技術要求等方面的填空題，通過完成質量判斷讀圖能力。實際上，填空題設計內容再多再全面也總會有遺漏，導致無法全面考查。如果此時再輔以CAD零件圖抄畫，就能很好地彌補傳統考查的不足。這樣一來，老師可以根據學生在CAD課上的繪制情況掌握學生對制圖知識的掌握情況，以便適時調整制圖新知識的講授進度。學生也可以通過CAD課自我檢驗，做到查漏補缺，更有針對性地學習制圖知識。另外制圖課上用以考查學生識圖能力的零件圖用于CAD教學，可以豐富CAD圖形庫。

四、一體化教學實踐成效

筆者根據機械制圖課本及習題冊上內容制作了配套的CAD課件，每個課件包括測量、手工繪圖、CAD繪圖等項目，由老師講清每個項目中所涉及的新知識以及基本操作后，再由學生進行動手操作，老師在旁邊及時指導。一方面用于課堂教學，一方面回應學生要求復制給他們，用于課余自主學習和提高。教學過程采用情境教學、分組研討和小組繪圖競賽等多種教學，師生互動，化被動為主動學習，真正實現學生學會又會學。

第一，機械制圖與Auto CAD一體化教學增強了學生對兩門課程的學習興趣。與平行班學生相比，整合后，課堂上專注學習的學生明顯多了，課內課外做作業更認真，作業質量也明顯提高了。

第二，機械制圖與Auto CAD一體化教學提高了學生學習效率，有助于增強學生繪圖能力、識圖能力及綜合應用能力，切實提高學習成績。兩門課與平行班相比，第一學期期末考試CAD班級平均分為95分，高出年級平均分5分，機械制圖班級平均分為83，年級平均分為74；尤其第二學期機械制圖班級平均分為70.7，年級平均分為58，差量達到了+12.70。

第三，一體化教學有利于課程間資源共享，減輕老師備課負擔。CAD教學資料比較有限，整合后，制圖課本及習題冊上內容均可以作為CAD配套練習，而CAD教材上部分圖形資料也可作為制圖補充練習。如此，兩門課程資源共享，教師無須多花時間另找練習，節省了大量備課時間。

五、一體化教學反思

一是教學中既要發揮CAD輔助制圖的作用，又要避免學生過分依賴CAD繪圖，不能用CAD繪圖取代手工繪圖。

二是在CAD教學中應以基本繪圖和基本編輯為重點，如《機械制圖》中各種圖形繪制所需的指令為重點。此外，結合機械制圖教學要求，將軸測圖、簡單三維造型納入CAD教學范圍。

三是采用課改教材后，表面上對學生的要求降低了，實際上要順利完成制圖的各個任務，準確識讀組合體視圖，對學生的空間想象能力反而提出更高要求。因此，要充分借助CAD三維造型功能輔助制圖教學，提高學生的空間想象能力。

機械制圖與Auto CAD一體化教學作為一種新穎的教學方法，還必須在教學實踐中不斷探索、改進、完善。

參考文獻：

[1]浙江省教育廳職成教教研室組編.機械識圖[M].北京：高等教育出版社，2015.

[2]王幼龍.《機械制圖》[M].北京：高等教育出版社， 2012.

[3]浙江省教育廳職成教教研室組編.AutoCAD應用[M].北京：高等教育出版社，2015.

（作者單位：縉云縣職業中等專業學校）