CAD在《機械制圖與CAD》課程教學中的應用探究

劉俊杰

機械類專業學生在學習生涯中需要學習《機械制圖》的基礎課程，主要目的就是培養學生的制圖基本知識與技能。傳統教學模式，主要結合“黑板+模型”的手段展開教學活動，此種教學手段直觀性比較差，無法將抽象難理解的知識傳授給學生，進而無法激發學生的學習興趣。目前，隨著科技逐漸發展與進步，這種問題相繼被解決，在教室中安裝計算機或者多媒體設備。通過實驗研究證明，在《機械制圖與CAD》實踐教學中，教學內容需要與現代信息技術與設備相結合，利用CAD軟件中的二維以及三維的繪圖功能，使教學內容更具有直觀性，提高教學效果，進而提升學生的動手能力與實踐操作能力，讓學生自主參與到教學互動中，提高主動參與性與積極性，為學生創造輕松愉快的學習氛圍，為學生的學習夯實基礎。

一、CAD在《機械制圖與CAD》課程教學中的作用

（一） CAD是《機械制圖與CAD》的教學工具

隨著計算機繪圖的發展，已經取代傳統的手工繪圖模式，成為目前非常流行的繪圖方式，然而在計算機繪圖中最主要以及最常用的工具就是CAD，需要教師對此具功能熟練地掌握。與傳統教學方法相比較，CAD繪圖工具具有非常強大的優勢，教學活動中教師會以此作為輔助教學方法，將教學效果進行提升。

（二） CAD是《機械制圖與CAD》課程的重要內容

在進行CAD教學中，應該重點介紹平面基本繪圖以及基本編輯，此部分內容是學生必須掌握的內容，同時通過一些軸測圖的畫法以及簡單的三維造型設計提高學生的學習興趣，整個教學重心應該放在CAD繪圖的技能上，只有在學生熟練使用CAD之后，才會激發學生的學習興趣，進而提升學習積極性。同時也是學生在日后崗位中必需的基本技能。在學習中投影以及組合體視圖知識是入門知識內容，成為學習的基礎內容，可以培養學生的空間想象力，是教學中應該重點掌握的基礎知識內容，在以后的工作中會有明顯的應用，成為考察的內容，教師需要結合實際情況展開教學活動，為日后的就業情況奠定基礎。

二、CAD在《機械制圖與CAD》課程教學中的應用

機械制圖的核心內容就是讓學生學會將事物內容轉變成為圖形之后再轉變回來的過程。引導學生直觀地分析事物演變的過程，幫助學生建立空間概念，掌握其中的畫法。當CAD融入傳統機械制圖的教學中，教師建立的三維模型作為輔助教具，可以將思維過程與教學過程進行同步，方便學生了解作圖中體現的空間情況。同時，由手工繪圖邁向CAD繪圖，能提高學生的繪圖速度，貼近實際生產需求，避免傳統繪圖技術的弊端。

比如說，實踐教學中繪制切割型組合體項目是制圖教學中的難點以及重點內容，接觸到的圖形多數是繪制視圖或者補缺線。切割型組合體可以看成是在基本幾何體上進行切割、鉆孔、挖槽等所構成的組合體。教學項目中的實體圖形更是經過了多次切割和挖槽，所蘊含的空間結構較為復雜，同時所在之前的教學中教學活動缺少實體模型，學生只是通過簡單的想象力很難理解其中的內涵。CAD的課堂融入讓學生更加容易理解切割型組合體的結構，更加從容繪制切割型組合體的三視圖。

1.繪制切割體三視圖的課前準備

教師課前利用CAD建立切割體的三維模型，獲得切割體的相關視圖。教師將學習資源分享到學習通或者微課資源庫，包括學習任務書、切割型組合體形體分析、切割體軸測圖、PPT等資料。組建微信班級學習群，通過分享資源到學習群。當學生在課前預習時遇到問題，可以制作針對性的視圖，幫助學生了解，加強師生之間的交流。

2.檢查課前預習情況，發布課程任務

檢查學生在課前預習中對切割型組合體的了解，并向教師提出仍未解決的問題。利用CAD展示切割體的實體圖形，同時根據任務要求，學生需完成以下內容：

（1） 該切割體是由怎樣的基本提切割而成;（2） 基本題的切割步驟是什么;（3） 繪制切割體三視圖的步驟是什么。

3.學生分組完成任務，教師巡查指導;

學生組成學習小組，組長起帶頭作用，通過研究老師課前的切割型組合體資源，對本節課中切割型組合體進行形體分析;小組在確定組合體的構成組合后，小組成員通過利用CAD進行切割體三視圖的繪制;在繪制過程中，切割體的每一次切割都必然會產生截交線，而截平面垂直于正投影面，在主視圖的投影積聚成一條線，故CAD繪圖時，先繪制截交線的主視圖，再根據三視圖的“三等”關系繪制其他兩個視圖;繪制基本形成后，小組成員進行三視圖對比，找出小組內繪制的問題點，并進行修改。

在繪圖過程中，學生遇到問題小組討論后仍不能解決時，可以詢問教師。教師通過CAD展示切割體的每一次切割實體圖，幫助學生理解切割后所產生的截交線、截交面的投影積聚情況。利用CAD中三維視圖工具有利于學生多方面觀察切割體的實體情況，可以形象、方便、快捷向學生講解三維模型。同時，也通過CAD向學生展示教師繪制切割體三視圖的步驟與方法，讓學生作為一個參考，以此解決他們所遇到的問題。

4.任務總結與評價

學生進行任務成果分享后，進行小組總結。教師發布任務考核評價書，考核學生在任務完成的過程和成果，進行自我評價、小組評價和教師評價。

三視圖是將機件表達的一種方法，通過假想的方法將機件進行刨切。利用視圖將形體的孔以及槽表達出來，圖形在形成之后里面的虛線非常多，同時線條也屬于交叉重疊，形體表現更加復雜多樣。學生看到這樣的圖形很難將真實的形狀展示出來，對三視圖的形成過程比較模糊。然而在CAD的利用中，可以利用繪圖中的剖切功能將零件解析出來，并且通過不同位置對圖形進行剖切，將剖切位置對三視圖的影響分析出來，加深學生會剖視圖畫法的理解與認識，采取多角度多方位的觀察剖視圖，這樣就會很容易分析出來剖切以后的實際形狀。

在《機械制圖與CAD》課程教學中，不僅需要掌握機械制圖的基礎知識，還應該熟練掌握機械制圖的技能，特別是對CAD繪圖技能應該掌握。想要達到熟練的繪圖，需要結合大量的練習，利用CAD完成與課程教學相配套的練習題，提高學生實際操作能力與專業技能，結合教師的指導工作，提高學生繪畫質量與效率。

三、CAD在《機械制圖與CAD》教學中應用存在的問題及應對設想

CAD在繪圖教學中應用具有非常顯著的效果與優勢，但是也存在一定的弊端，影響《機械制圖與CAD》教學的效果。第一，教學實訓課時安排不足，學生上機練習的時間不夠充裕，雖然學生對CAD的基本命令與功能有所了解，但是不能完全掌握CAD工具重疊使用的操作技能。如果學生在課余時間或者晚修可以利用實訓室電腦進行練習，加強對CAD繪圖軟件工具的應用了解，就會改變這種不利的情況。第二，中職學生普遍存在學習基礎差，學習能力弱的情況，不能自主參與到學習活動中，同時學習主動性與積極性明顯不高，學生會在課堂時間進行學習，但課后投入學習情緒不高。教師應建立完善的課后考核和獎勵制度，通過微信、學習通等軟件發布課后任務和習題，并要求學生按時完成，發布學生完成進度情況，提高學生完成度，達到課后完成標準給予適當的獎勵或加分。

綜上所述，全國進入信息時代之后，CAD以其具有的方便以及快捷的特點，得到廣泛的應用與推廣，特別在《機械制圖與CAD》課程教學中應用具有非常顯著的效果，可以激發學生的學習興趣，更加全面了解繪圖的技巧與知識，但是在實踐教學中CAD應用也存在一定的弊端，需要教育部門高度重視給出必要的解決方案，體現CAD的強大優勢，提高《機械制圖與CAD》課程教學質量與效率，為日后的工作提供保障。

責任編輯 朱守鋰