AutoCAD、SolidWorks在機械制圖教學中的應用

林玲玉，王攀攀，張蒙蒙

(威海海洋職業學院，山東 威海 264300)

0 引言

隨著計算機技術的快速發展，AutoCAD、SolidWorks等軟件應用在機械制圖教學中已成為一種必然趨勢。對于初學者來說，機械制圖課程部分知識的理解難度較大，尋找合適的教學方法就顯得尤為重要。本研究以AutoCAD、SolidWorks為例，分析了它們在機械制圖教學中的應用方法。軟件技術的引入為降低學生的學習難度以及取得較好的學習效果起到了重要作用。

1 機械制圖課程在傳統教學中的不足

機械制圖課程傳統的教學方式主要是多媒體、板書以及實體模型教具，教師在教學過程當中更多的是進行語言描述。多媒體演示雖然內容豐富且兼具動畫，但對于新生或初學者來說播放的速度過快，細節部分還未完全理解便已進入了下一部分內容，致使知識銜接性較差，理解淺顯，學習效率低。板書能夠列出重點及難點知識，可以強化學生對重難點知識的理解，但對三維圖形部分進行講解的難度較大。板書缺乏二維與三維圖形之間的有效轉化，使得講解過于蒼白，加大了學生的理解難度，缺乏對圖形的整體認識。實體模型教具可以輔助教學，可以對課程中經典的圖形案例進行深入分析，增強學生對抽象知識的理解能力，但實體模型教具種類單一，而圖形千變萬化，無法完全滿足教學需求。

機械制圖課程要求學生不僅能夠根據二維圖形想象出三維圖形，而且還要根據三維圖形繪制出二維圖形，要求學生具備一定的思維能力和分析能力。傳統的教學模式不足以調動學生的學習熱情，需要教師結合實際情況改變教學方法，讓學生在較短的學時之內能夠掌握機械制圖這門課程。

2 AutoCAD、SolidWorks在機械制圖教學中的應用

2.1 AutoCAD在機械制圖教學中的應用

AutoCAD即計算機輔助設計，具有強大的圖形繪制及編輯功能，主要用于繪制二維圖形。機械制圖與AutoCAD的結合大大縮短了繪圖時間。對學生來說，繪圖軟件的吸引力比課堂理論知識的吸引力要大，AutoCAD的引入可以充分調動學生的學習積極性，能夠培養學生分析圖形、繪制圖形的能力。

AutoCAD在機械制圖課程中的應用主要體現在以下幾方面：

在三視圖中的應用。三視圖是機械制圖課程的重點，也是難點。傳統教學主要采用板書、多媒體演示來進行講解，學生對三視圖的投影關系理解較慢，教學效果較差。而AutoCAD軟件可以輔助理解三視圖的形成過程，在AutoCAD中可以用導航功能輔助找到視圖中相應的投影點來繪制三視圖。在繪制圖形的過程中，還可以通過改變線型及線條的顏色來區分輪廓線、點劃線、虛線，等等，能夠幫助學生理解三視圖的三等關系。在軟件界面中用不同的線條顏色和線型繪圖可以很清晰地看到最終的圖形效果，層次分明，繪圖步驟清晰可見，節省了大量的手繪時間，課堂效率高。

在裝配圖中的應用。課程前期，學生學會了零件圖的繪制。在此基礎上，學生需要了解裝配圖的繪制及裝配過程。傳統教學模式下，裝配圖的形成過程難以準確表達，導致學生對裝配圖的理解僅停留在表面。而AutoCAD的應用可以完整的把這節課的內容以及裝配圖繪制的基本思路清楚地表達出來，各個零件之間的關系、零件裝配的先后順序在繪圖過程中都可以完整的呈現出來，教學效果好，教學內容易于理解，學生自主練習時積極性高。

2.2 SolidWorks在機械制圖教學中的應用

AutoCAD在機械制圖教學中主要是以抄畫的形式來進行平面圖形的繪制，學生們在繪制圖形的過程中缺乏對圖形形成過程的理解，依靠空間想象力來作圖加大了機械制圖課程的學習難度。為了使學生能夠更好地理解并繪制圖形，三維軟件的引入顯得格外重要。

在機械制圖教學中，由于模型數量的限制，導致教師在授課時只能通過部分實體模型來進行教學展示，課堂上簡單的語言描述難以使學生充分理解圖形結構，致使機械制圖課程的學習難度加大。而將SolidWorks軟件引入到機械制圖教學中，可以輔助教師表達出在課堂中用語言難以表達出來的細節部分，從而把抽象的圖形轉化為生動的立體圖形。同時，還可以對立體圖形進行剖切，觀察立體圖形的內部結構，還可以通過改變三維模型的展示角度來輔助學生觀察不同視角下的圖形狀態。此手段可以有效幫助學生理解圖形各個點線面之間的對應關系，增強學生的讀圖能力，激發學生的學習興趣，使學生的學習效率和學習主動性大大提高。

SolidWorks在機械制圖課程中的應用主要體現在以下幾方面[1-3]：

在組合體中的應用。組合體的三視圖繪制難度較大，學生需要在沒有實物作為參照的情況下通過形體分析法來構思它的三維立體圖形。按照傳統的教學思路，需要先分析組合體的圖形屬于疊加式、切割式還是組合式，然后再對組合體進行分解，將其分解為若干個基本形體，繼而研究基本形體的組合形式及相對位置關系，最后對形體形成一個完整的認識。整個教學過程對學生的思維能力要求較高。 SolidWorks的引入使得在作圖的過程中能夠重現組合體的疊加或切割過程，拉伸命令的使用可以讓學生了解到組合體的疊加過程，切除命令的使用可以演示組合體的分割過程，對于組合式的形體還可以將拉伸命令和切除命令進行綜合運用。在繪圖的同時，學生們可以看到組合體各個特征的形成過程，能夠加深理解，便于三視圖的繪制。

在機件表達中的應用。建模完成后的三維圖形可以根據需要在指定位置進行剖切，也可以生成基本視圖。教師在完成建模后，可針對圖形的不同位置進行剖切，并引導學生觀察各個圖形剖切后的異同點以及剖切后視圖線型繪制的區別，然后進行分析總結，加深學生對機件表達部分的理解，從而正確運用剖切方法繪制出剖視圖。

在裝配圖中的應用。SolidWorks可以將建好的零件模型按照相對位置關系進行組裝，最終形成三維裝配模型。初學者專業知識有限，對零件的認識不足，難以完全理解所學內容，需要通過SolidWorks來動態演示模型的裝配過程，直觀呈現出零件的裝配順序，使學習過程更加生動。