機械CAD與機械制圖一體化教學的探討

梁秀娟 嵇海旭

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?CAD作為一款專業的制圖軟件，長期以來受到制圖設計者們的喜愛，對機械類專業來講，與CAD更加密不可分，機械制圖是所有機械類專業最基礎也是最主要的一門課程。但是想要深入透徹地了解并學好這門課程，就需要花費大量的時間和精力去完成。在今天，計算機的運用大大提高了制圖的精度和速度，節省了制圖設計者大量的時間，并且可滿足不同領域的需求。所以現在我國教育發展方向主要朝著機械制圖與計算機的結合，為國家建設培養大批量優秀的機械設計人才。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?CAD;機械制圖;制圖設計;一體化教學;CAD制圖

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）18-0114-02

一、概述

隨著國家工業化進程的發展，幾乎所有高職院校為滿足國家對工業發展專業人才的需求都設置有機械類專業，然而機械制圖對學機械設計的學生來說是相當重要的，在機械設計中扮演著舉足輕重的角色，所以想要培養學生的專業技能，機械制圖就成為學生一門必不可少的課程[1]。

要畫好機械圖，需要準備的大量的工具設備，如鉛筆、圓規、橡皮、直尺、三角尺等。這給傳統制圖設計者帶來相當大的不便。機械制圖通俗地講就是把一個現實中的設計好的一個三維立體模型在一張紙上進行一個平面描述的過程，生產者根據圖紙中所描繪的圖形來進行實物生產和加工，所以制圖過程中，我們必須做到圖形與實物模型的精準完整。對工程來說，制圖的設計工作也是最關鍵的一步[2]。

21世紀計算機的發展大大推動了人類的進步，計算機成為普通家庭必不可少的一種工具，每個人都可以利用計算機做自己以前想做而不能做或做不到的事情。隨著計算機的普及，計算機已經被運用到各個領域，幾乎每個領域的各個行業都離不開它，這為計算機在機械設計中的應用提供了便利，計算機輔助CAD設計成為機械制圖的發展潮流[3]。隨著時代的發展社會的進步，工程圖的繪制變得越來越復雜，越來棘手，人工繪制工程圖紙變得越來越困難，已經不能滿足工業高速發展對工程的要求。但借助計算機開發計算機軟件完成工程制圖的繪制工作，大大減輕了繪圖者的煩惱。

在滿足計算機硬件和軟件的要求前提下，機械制圖課程和機械CAD課程之間的融合，具有彼此促進、相互融合的效果。這兩門課看上去是兩種性質完全不同的課程，但本質上確實建立在同樣人才培養的基礎之上，為達到培養設計類人才為目的。機械制圖課程強調的是機械類專業理論、著重技能和創造力的培養，而機械CAD課程則是為社會實際需求而發展的一門學科，通過此門課程的學習學生更熟練地掌握計算工具，有效地在實踐中完成繪圖設計工作。

同時，在機械CAD教學中，依賴于機械制圖的理論基礎，不管是通過學生的自主學習還是老師的課堂演示，教學過程中必須將機械制圖作為指導依據，這是實現一體化教學模式的根本所在。在CAD軟件的教學過程中可以隨時無限制地撤銷操作、重新繪制添加，所達到的繪圖效果與傳統機械制圖相比也是更勝一籌，是傳統制圖效果所不能比擬的。比如在CAD中可以直接展示3D效果，讓我們有一個更加直觀明了的認識。對細節部分還有放大功能，可以對一些要求比較精密的圖紙進行精雕細琢的修改、完善、操作等。這樣可以大大提高學生的學習興趣，提高機械CAD和機械制圖一體化教學的實踐性。

二、機械CAD與機械制圖的關系

工程圖的繪制過程中，最基礎的是機械制圖，同時機械制圖也對工程制圖起著至關重要的作用。機械CAD作為輔助畫圖設計的一款軟件，它擁有人工制圖不能做到的功能。所以只有機械制圖和計算機制圖相互作用，聯系起來運用，才能制作出比較完美的工程所需圖形，但是僅僅依靠一款軟件或者一臺計算機是不可能完成機械制圖的，因為計算機沒有人的思維水平，軟件也是如此，不能獨立存在，單獨工作，它必須依托于計算機，沒有計算機作載體，多么完美的軟件也毫無用處毫無價值可言。所以，要設計完成一張精美的設計圖形，兩者必須結合起來，形成一個結合體，才能創造出完美的工程圖形。

機械CAD制圖就是利用計算機軟件，將原來以手工方式為基礎繪制的機械圖形，用軟件制作出來的過程，它不僅在很大程度上提升了制圖的質量，而且也大大提高了繪圖的效率[4]。以前一個機械設計者手工繪制一張圖紙可能會耗費掉幾個小時甚至幾天的時間，現在運用電腦CAD軟件繪制一張工程圖紙，也許僅僅只需要幾分鐘的時間就能高效率、高質量地完成圖形的繪制。在傳統繪圖中，造成學生很難理領悟繪圖中的原理和掌握其方法的原因在于，學生將大量的時間和精力都花費在了圖紙的繪制上，即繁瑣的調整修改中。每當碰到一項比較困難并且工作量非常大的任務，學生為了能夠如期盡快地完成制圖工作，只是機械地在為了完成任務，失去大量的思考時間，完全沒有思考的空間，長期停留在低級的制圖階段，而沒有一種質的飛躍。這樣一來，就會造成學生信心缺乏，學到的新知識也不能得到及時的鞏固，這樣就會造成新知識的傳授難度，造成一種惡性循環。因此，現在院校工程專業引進了CAD機械制圖，這樣將大大縮短以前花費在制圖過程中的時間，能夠留出更多的時間和機會讓老師和學生去思考、去領悟、去消化。

三、完成機械CAD教學和機械制圖教學一體化的重要意義

機械制圖是機械類專業學生最基礎同時也是最重要的一門課程。學生和老師有更多精力用在制作技巧和原理上，同時制作技術和原理也是機械制圖中的難點和重點，想要完全掌握還是需要花費大量的時間和精力的。近些年來，機械制圖的課程在各大高職院校中有了明顯的壓縮，但是學生和老師對機械制圖的興趣卻越來越濃，對機械制圖的渴望也更加急切，由此學生在機械制圖方面的技能也得到了大幅度的提升，這在以前是我們無法想象的[5]。主要是因為將計算機引入機械制圖當中來了，這是新課程的重大改革創新。一門課程的創新使學生能夠在有限的時間里對機械制圖方面的知識有一個全方位的掌握。因此，在機械制圖中應用計算機對設計教學的老師和學生具有相當大的意義，對他們的工作學習做出了不可磨滅的貢獻，同時明顯提升制圖者的制圖效率，緩解制圖疲勞。隨著社會的發展，計算機技術在教學中的應用已經成為一個時代的趨勢所在，其中就包括全國的大部分的大中小學中都相繼引進了多媒體教學的策略，作為本校在教學資源配置上面的一個戰略部署，對各大高校和高職院校來講，它們的主要目的是向社會各個需求層面直接輸送合格人才，在經濟角度對人才的質量更加強調。相應的，機械CAD教學可以幫助學生有效地提高機械制圖的效率，并且在教學的過程中能夠更加充分地向學生展示教學內容，一些比較抽象難懂的地方、疑點等講述得更加詳盡透徹。例如，計算機CAD軟件可將細節部分放大數十倍，更加清晰地向學生展示，避免學生對誤差的曲解。制圖效率也可以幾十倍的大幅度提升，這樣可以避免大量不必要的時間消耗在已經掌握和理解的知識層面上，提高學生在有限的教學時間內的學習效率。

四、實現機械CAD教學和機械制圖一體化教學的對策

在傳統的教學模式中，機械制圖和機械CAD教學往往被分成兩門不同的課程，并且分別由不同的老師進行教學指導。很大程度上，機械制圖是為了鍛煉學生的學習和制圖能力，培養學生的設計能力，但是若單單靠課堂中老師的講述還有課本文獻中圖案附加文字說明，往往缺乏生動的演示，使學生感到乏味、枯燥。并且學生感覺會比較抽象，難以理解，同時老師也很難向學生清楚闡述。這就要求老師和學生都要具備高水平的空間想象能力以及形象表述能力。否則學生學習沒有積極性，學生幾乎不能用軟件來獨立完成機械制圖的工作。這就要求老師在機械制圖領域教學中引入機械CAD，在課堂中把CAD作為教學的主要內容和學生實踐考查目標，CAD作為機械制圖者所必不可少的工具，能夠為學生和老師節約大量的時間和精力，使他們有更多的思考空間去思考，去領悟，自然也會提高制圖者的工作效率。

在具體實施機械CAD教學和機械制圖一體化的工作中，毋庸置疑，想要把計算機和機械CAD結合起來，就必須具備機械CAD的教學環境，最基本的就是要把機械制圖的課程安排在多媒體教室中去[6]。在多媒體教室中，老師可以使用鍵盤、鼠標、大屏幕來現場演示制圖過程，代替傳統的直尺、圓規和鉛筆。打破了傳統教學中演示困難的境況。機械制圖與計算機課程的無縫銜接，能夠讓人對兩者更加容易接受，認識更加清晰。在了解計算機的同時，能夠輕松地完成機械制圖。使本來枯燥乏味的機械制圖過程變得生動、充滿樂趣，進一步激發學生的自主學習熱情，對制圖有更加深刻、清晰、具體的理解。

在機械制圖的學習過程中，只有勤于實踐，將學到的理論及時運用到實踐當中才能更加鞏固，真正得到能力的提升。學生在學校受到這種實踐教學模式的訓練，之后在步入社會，能夠把學到的機械CAD應用到現實生活中去，在現實真實的案例中通過自己不斷的練習、琢磨才能熟練掌握，在生活工作的實踐中理解機械制圖的精髓。

五、結語

機械制圖與CAD制圖兩者之間是緊密聯系的，只有將兩者結合起來，合為一體，才能得到更多教學工作者和學習者的喜愛。兩者相互促進，能夠使學生方便地完成高水平的機械制圖，得到一種心靈上的成就感，使學生告別圓規、直尺、鉛筆、橡皮等傳統的繪圖工具，轉而使用高效率的工具來完成機械制圖中所需要的復雜的工作。兩門課程的融合可以滿足個人、企業以及社會對高效率、高質量工作的需求。

參考文獻：

[1]孫國立.機械CAD與機械制圖一體化教學的探討[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2015（1）：255-255.

[2]韋良剛.機械CAD與機械制圖一體化教學的研究[J].現代職業教育，2016（17）.

[3]瑪地古麗·艾力，托列別克·沙買提.機械CAD與機械制圖一體化教學的探討[J].教育現代化，2017（5）：169-170.

[4]鄭淑琴.機械制圖與CAD課程融合教學的探究[J].湖北成人教育學院學報，2016（1）：39-41.

[5]王評.機械制圖與CAD一體化探討[J].才智，2015（29）.

[6]許旭.機械制圖與CAD教學一體化改革研究[J].科技風，2017（26）：122.

編輯 張 慧