中職機(jī)電專業(yè)《機(jī)械制圖》與《CAD》課程的整合探討

壽峰

【摘要】當(dāng)前中職學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)普遍感到難學(xué)、學(xué)了出去工作也不會(huì)用。其原因一是學(xué)生基礎(chǔ)差，二是制圖課程傳統(tǒng)教學(xué)方式、方法存在的弊端，因此本文探討關(guān)于制圖課程整合CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的教學(xué)方法和構(gòu)想。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制圖 CAD 整合

【中圖分類號(hào)】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）08-0226-02

隨著計(jì)算機(jī)繪圖在現(xiàn)代制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的制圖方式已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，圖板丁字尺等繪圖工具、繪圖儀器已經(jīng)被計(jì)算機(jī)所取代；圖紙等技術(shù)文件已經(jīng)存進(jìn)了計(jì)算機(jī)磁盤；手工繪圖已經(jīng)被計(jì)算機(jī)繪圖所取代。由此許多技工學(xué)校開(kāi)設(shè)了《CAD》這門課，這對(duì)于機(jī)械制圖課程的教學(xué)起到了極大的促進(jìn)作用，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，提高了教學(xué)效果，同時(shí)也方便了課堂教學(xué)互動(dòng)性的開(kāi)展。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，很多學(xué)校把《機(jī)械制圖》與《CAD》作為兩門獨(dú)立的課程來(lái)進(jìn)行教學(xué)，就是加在一起在具體的教學(xué)過(guò)程也彼此分開(kāi)講， 制圖講識(shí)圖知識(shí)，CAD講繪圖功能。這樣把兩門有關(guān)系的課程割裂分開(kāi)，既增加了學(xué)習(xí)課時(shí)，還得不到好的教學(xué)效果。因此，一些專家也注意到了這樣一些問(wèn)題，著重提到了一個(gè)新名詞：課程的整合。就是打破課程的系統(tǒng)性、專業(yè)性，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性、夠用的原則，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)效果。這個(gè)問(wèn)題提的很好、很及時(shí)。我們中職學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)是生產(chǎn)一線的中、高級(jí)技能性人才，目標(biāo)是要在有限的時(shí)間掌握更多的實(shí)用技術(shù)。因此在機(jī)械制圖與CAD教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖能力和空間想像能力為主，以繪圖為手段的教學(xué)目標(biāo)。以往的教學(xué)實(shí)踐中，分兩段時(shí)間開(kāi)這兩門課：先花大量的課時(shí)講機(jī)械制圖識(shí)圖，后用比較少的課時(shí)講CAD的基本繪圖，這樣的教學(xué)效果是老師講得多，學(xué)生做得少，結(jié)果我們的學(xué)生識(shí)圖能力不足，CAD繪圖只能抄圖。大多數(shù)的學(xué)生出去工作的第一份工作是生產(chǎn)一線操作工，要求是會(huì)看圖、會(huì)畫(huà)草圖，但對(duì)一些優(yōu)秀學(xué)生提出較高要求搞繪圖設(shè)計(jì)時(shí)，就必須掌握繪圖技巧才可以作繪圖工作，因此必須將識(shí)圖和繪圖一起加強(qiáng)在教學(xué)中。這樣就把《機(jī)械制圖》與《CAD》這兩門課程整合到一起，成了一門新課：《機(jī)械制圖與CAD》。

二、如何理解《機(jī)械制圖》與《CAD》的關(guān)系

目前有這樣的兩種看法：一是中職學(xué)校的學(xué)生不搞設(shè)計(jì)，只開(kāi)《機(jī)械制圖》，培養(yǎng)會(huì)看圖的學(xué)生就行了；二是只開(kāi)《CAD》就可以了，直接在《CAD》里面講一些制圖知識(shí)就足夠了。這顯然是認(rèn)識(shí)上的偏差，只開(kāi)《機(jī)械制圖》是一種退步的看法，中職校的學(xué)生本身并不容易接受機(jī)械制圖的理論東西，課堂教學(xué)效果較差，學(xué)生以后工作也難以升職；只開(kāi)《CAD》是難以全面培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械圖樣的原理和方法，比方說(shuō)畫(huà)零件草圖就沒(méi)辦法在CAD里開(kāi)展，所以我們必須搞清它們之間的關(guān)系問(wèn)題。

《機(jī)械制圖》課程就是研究繪制和閱讀機(jī)械圖樣的原理和方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。它的目的和任務(wù)是：學(xué)習(xí)正投影的基本理論；掌握閱讀和繪制機(jī)械圖樣的基本知識(shí)、基本方法、貫徹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等技能；培養(yǎng)學(xué)生的空間想像能力；養(yǎng)成良好的工作作風(fēng)和工作態(tài)度。而目前我們使用的《CAD》是Autodesk公司開(kāi)發(fā)的一種繪圖軟件，是當(dāng)前最流行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件之一。CAD繪圖的主要任務(wù)是：利用《CAD》的功能繪制各種圖樣，可以把它看成一種繪圖工具：顯示器可以看做是圖板和圖紙；鼠標(biāo)和鍵盤可看做是鉛筆、直尺和圓規(guī)。當(dāng)然，《CAD》里的工具還要比手工工具豐富的多了，它有很高的繪圖精度和繪圖質(zhì)量，這是手工繪圖沒(méi)得比的效果。有許多手工很難繪制的圖形，計(jì)算機(jī)都能繪制出來(lái)，比如三維建立體模型。雖然《CAD》取代了手工制圖，但并沒(méi)有取代制圖理論和制圖的一些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，相反，它是在機(jī)械制圖理論、標(biāo)準(zhǔn)下開(kāi)發(fā)出來(lái)的繪圖軟件，并極大的豐富了制圖理論，而且，還增加了CAD制圖標(biāo)準(zhǔn)。

三、如何整合《機(jī)械制圖》與《CAD》這兩門課在教學(xué)中的開(kāi)展

《機(jī)械制圖與CAD》作為一門課程后，把機(jī)械制圖培養(yǎng)重點(diǎn)的看圖、識(shí)圖能力和CAD的繪圖技巧要求整合起來(lái)，把CAD作為一種工具來(lái)使用在制圖的教學(xué)過(guò)程中。《機(jī)械制圖》側(cè)重于講解正投影法、三視圖、草畫(huà)軸測(cè)圖、簡(jiǎn)單的圖樣表達(dá)方法、零件圖的草繪等內(nèi)容，是學(xué)習(xí)制圖的開(kāi)始，也就是說(shuō)是先學(xué)制圖的最基礎(chǔ)的東西。把制圖里的幾何作圖、復(fù)雜的組合體、復(fù)雜的圖樣表達(dá)方法、零件圖、裝配圖等內(nèi)容放在《CAD》里面作為一體化教學(xué)來(lái)開(kāi)展。這樣用比較少的課時(shí)講解《機(jī)械制圖》，留多一點(diǎn)的課時(shí)花在《CAD》里面的一體化教學(xué)來(lái)完成。下面結(jié)合教學(xué)實(shí)際談?wù)劇稒C(jī)械制圖與CAD》整合的教學(xué)體會(huì)。

1.CAD在制圖基礎(chǔ)中的應(yīng)用

《機(jī)械制圖》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)械制圖的基礎(chǔ)，是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中最基本的技術(shù)文件。圖紙幅面、標(biāo)題欄、字體、比例、線型按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)放在講CAD的基本設(shè)置里面講。圓弧連接的方法放在CAD畫(huà)平幾何圖性里面練習(xí)。這樣在講《機(jī)械制圖》的制圖基礎(chǔ)時(shí)就可少了2/3的課時(shí)。

2.CAD在組合體中的應(yīng)用

組合體這部分內(nèi)容是制圖教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，多為知二求三要求是立體補(bǔ)出第三視圖和補(bǔ)缺圖線。在《機(jī)械制圖》講的時(shí)候只采用一些形體簡(jiǎn)單的例子分析，而對(duì)于形體復(fù)雜可放在講CAD時(shí)候借助AutoCAD 進(jìn)行建模，先建一些實(shí)體模型讓學(xué)生在里面畫(huà)三視圖，然后用二維視圖讓學(xué)生建立三維實(shí)體。整個(gè)教學(xué)過(guò)程先簡(jiǎn)單后復(fù)雜，實(shí)體模型畫(huà)三視圖采用形體分析法和線面分析法，一邊分析一邊對(duì)照實(shí)體模型進(jìn)行講解。二維視圖建立三維實(shí)體采用疊加法、切割法，講、練相結(jié)合。利用AutoCAD 進(jìn)行建模還有的好處是能對(duì)局部或整體進(jìn)行自由縮放，能看清重點(diǎn)部分或細(xì)小結(jié)構(gòu)的形狀，通過(guò)自由旋轉(zhuǎn)實(shí)體，看清楚形體在前后、左右、上下六個(gè)方位上表面的連接關(guān)系。先講后讓學(xué)生自己操作，在學(xué)生操作的過(guò)程多給指導(dǎo)，目的是讓學(xué)生充分掌握投影原理和畫(huà)圖方法，充分發(fā)揮了學(xué)生的空間想像能力。 通過(guò)具體的實(shí)例訓(xùn)練后，學(xué)生普遍覺(jué)得制圖課沒(méi)有以前那么難學(xué)，而是生動(dòng)有趣了，學(xué)習(xí)興趣也大大提高了。

3.CAD在剖視圖中的應(yīng)用

剖視圖是表達(dá)機(jī)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種方法，用剖視圖表達(dá)的形體有孔、槽等結(jié)構(gòu)，因而圖形中虛線較多、形體也更加復(fù)雜。同樣在《機(jī)械制圖》講的時(shí)候只用一些形體簡(jiǎn)單的例子分析，而對(duì)于形體復(fù)雜可放在講CAD時(shí)候借助AutoCAD 進(jìn)行建模后再進(jìn)行剖切，這樣學(xué)生也比較好理解。用AutoCAD 通過(guò)建立各種零件模型后，用“繪圖”中的“剖切”的功能，剖開(kāi)零件，分析里面的孔、槽等結(jié)構(gòu)；通過(guò)用不同的位置剖切平面對(duì)形體進(jìn)行剖切，分析出剖切位置對(duì)剖視圖畫(huà)法的影響，從而達(dá)到加深理解剖視圖的畫(huà)法。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，五種基本剖切方式的例子可用教具來(lái)作實(shí)體建模后再作剖切，然后對(duì)照教具的剖切面，看看是否一致，這樣對(duì)學(xué)生來(lái)講又有很高的建模的操作技能和看圖分析能力。使用這些功能和加強(qiáng)訓(xùn)練，教師講課自如、方便，學(xué)生學(xué)習(xí)有強(qiáng)勁、有興趣，不用費(fèi)很多課時(shí)就能很好地完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到事半功倍的效果。

4.CAD在零件圖中的應(yīng)用

零件圖的識(shí)讀和繪制是學(xué)生必需掌握的重點(diǎn)知識(shí)，也是用工單位要考察的重點(diǎn)。而且，就業(yè)后工作是看圖做事，因此把教學(xué)形式改成項(xiàng)目式，把每個(gè)零件圖看成單一的項(xiàng)目，在《機(jī)械制圖》講怎么看圖就行，其他放在CAD里進(jìn)行訓(xùn)練繪圖。看圖要強(qiáng)調(diào)入手方法，訓(xùn)練繪圖要講究技巧和方法。同時(shí)，尺寸標(biāo)注方法在畫(huà)零件圖進(jìn)行，不必在講《機(jī)械制圖》時(shí)講，其要求按CAD中的尺寸標(biāo)注的尺寸標(biāo)注樣式的設(shè)置和尺寸標(biāo)注命令的使用進(jìn)行講解。 技術(shù)要求中的表面粗糙度按塊的屬性設(shè)置進(jìn)行講授，形位公差按快速引線的標(biāo)注方法，極限尺寸按多行文字注釋方法。這樣將它們有機(jī)地穿插在一起，增加了教學(xué)的直觀性和趣味性，徹底改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，節(jié)省了講零件圖時(shí)所花的大量課時(shí)，提高了教學(xué)效益。

5.CAD在裝配圖中的應(yīng)用

對(duì)于裝配體的教學(xué)，技工學(xué)校的實(shí)習(xí)比較單一，往往注重工種的訓(xùn)練，缺乏對(duì)裝配體的整體認(rèn)識(shí)，其結(jié)構(gòu)、工作原理、零件間的裝配、連接關(guān)系及主要零件的結(jié)構(gòu)形狀都缺少感性認(rèn)識(shí)。在教學(xué)中僅靠教具模型和圖例是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)需要的。為此，利用CAD中塊的這一功能，把多個(gè)三維實(shí)體零件裝配在一起形成裝配體，并對(duì)裝配體進(jìn)行模擬裝配。在這方面的操作，老師操作演示給學(xué)生看為主，對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作可不作要求，只要學(xué)生能通過(guò)零件模型看到每一個(gè)裝配體的真實(shí)形狀，能看明白各零件之間的連接關(guān)系、動(dòng)力傳動(dòng)路徑，就達(dá)到目的了，最后老師要分析出各個(gè)零件在裝配體中的作用，并要求學(xué)生從裝配圖中拆畫(huà)零件圖。

總之，CAD極大的豐富了機(jī)械制圖的教學(xué)內(nèi)容，改變了機(jī)械制圖的傳統(tǒng)教學(xué)方法， 而且CAD中三維模型的設(shè)計(jì)就是制圖學(xué)中沒(méi)有的內(nèi)容。隨著CAD/CAM技術(shù)的進(jìn)步與推廣，CAD制圖教學(xué)也將得到進(jìn)一步的發(fā)展。現(xiàn)在長(zhǎng)三角一帶制造業(yè)多數(shù)采用U-G、Pro-E、Solidworks等先進(jìn)的三維繪圖軟件，其應(yīng)用已經(jīng)很普遍。因此我們的高技能人才培養(yǎng)要跟隨企業(yè)的要求而改進(jìn)，要按企業(yè)的要求來(lái)培養(yǎng)我們的學(xué)生，課改要有新穎的想法和做法，所以我們要進(jìn)行課程的整合，改變那些交叉重復(fù)、陳舊老化，不符合社會(huì)發(fā)展要求的課程內(nèi)容。補(bǔ)充一些新的、企業(yè)需要的、對(duì)學(xué)習(xí)提高有用的相關(guān)知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪凱，蔣壽偉.《技術(shù)制圖與機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008年.

[2]錢可強(qiáng)主編.《機(jī)械制圖》（第五版）.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009年7月.