機械制圖與CAD教學改革實踐

李江平

摘要：本文首先分析了高職機械制圖與CAD兩門課程的教學現狀，即目前課程設置不利于學生綜合能力的培養。然后，提出了將兩門課程有機結合的教學改革思路，并從整合的必要性、方法、教材的選用等方面進行了探討。

關鍵詞：機械制圖;CAD;教學改革

1.引言

機械制圖課程是高職院校機械類專業必修的專業基礎課程，課程的主要任務是培養學生正確的圖形表達能力和空間形象思維能力，以及識圖讀圖能力。AutoCAD計算機繪圖課程是利用計算機和繪圖軟件進行制圖以代替傳統的手工制圖。在傳統的教學安排中，這兩門課程是獨立開設的，導致內容重復、課時增加、教學效果差。當前，如何改革機械制圖與CAD的教學，就成為我們教學改革的根本出發點。筆者認為將兩門課程有效整合，合二為一，進行一體化教學，將機械制圖作為CAD的理論背景，CAD作為機械制圖的有力工具，兩者互相促進，從而提高課程的教學效果。

2.課程教學現狀

近幾年來，現有機械制圖課程，內容作了大量刪減，而基本投影及作圖等有關作圖原理知識的要求沒有降低，致使學生的空間思維能力明顯下降，學生在后續內容及專業課程的學習中，對讀機械圖紙感到吃力。如果在學時少、內容多的情況下，仍沿用傳統的教學方法，那么機械制圖教學內容與現代企業生產對技術人員的技能要求，則存在著較大差距。而CAD即計算機輔助設計，具有手工繪圖所不具備的強大的繪圖功能和編輯修改功能，可以快速、準確、美觀地畫出機械圖樣，從而極大地提高繪圖效率和繪圖質量。但是，在CAD教學中，學生普遍缺乏識圖制圖能力、空間思維能力及平面圖形與空間形體轉換能力，不能應用CAD技術繪出符合要求的機械圖樣，最終影響教學效果和質量。

因此，兩門課單獨授課會導致內容重復、課時增加、內容銜接不緊湊、教學效果不理想等結果。

3.教學改革可行性

《機械制圖》是“工程界的共同語言”，主要研究繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法。教學目的要求學生掌握閱讀和繪制機械圖樣的基本知識、基本方法和技能，能夠識讀和繪制中等復雜程度的機械零件圖和裝配圖。CAD是當前最流行的計算機輔助設計軟件之一，它取代了手工制圖方法，利用其強大的繪圖功能和編輯修改功能，可以快速、準確、美觀地表達出所要畫的機械圖樣，極大地提高了繪圖效率和質量水平。

機械制圖是CAD的基礎，CAD是促進制圖教學的有效工具。這兩門課程，前者注重講授制圖的原理和方法，后者則注重講授利用計算機軟件繪制圖形的技巧，兩門課程都以培養學生的繪圖、識圖能力和空間想象能力作為共同目標。兩者的結合，學生可以進行更多的理論探索，教師更可以利用軸測圖、三維圖形變換、幻燈片文件等功能，展示空間形體及空間—平面的轉換過程，有利于突出機械制圖的重點，分解難點，幫助學生建立及提高空間想象和思維能力。

4.教學改革措施

將機械制圖和計算機繪圖整合成一門課，以各個知識點為單元，先后或同時介紹機械制圖和計算機繪圖。這種方法能將這兩門課很好地結合起來，使學生達到最佳的學習效果。

4.1調整教學內容

目前，大部分教材在內容順序上幾乎相同，但是有些內容不利于學生的理解和掌握。在教學實踐中，可以先講軸測圖的相關知識，然后再介紹正投影、三視圖的知識。這樣可以使學生在學習三視圖想象不清物體的形狀時，直觀地畫出軸測圖來輔助思考;三視圖介紹后進行簡單物體讀圖。對于第一章的制圖基本知識，可以穿插在后續課程當中。

同時，每一部分內容，都要求學生對徒手繪圖、讀圖與計算機繪圖三個方面達到熟練掌握。可以把需要講解的圖形提前在AutoCAD、Soliworks、中望3D等軟件中建立模型，在授課時通過對模型的旋轉、剖切等操作，加深學生對圖形的理解，從而更加有效地培養學生的空間想象能力。

4.2采用靈活的教學方法

機械制圖重在培養學生的空間想象能力以及繪圖、讀圖能力。教師在授課時，不能全部采用多媒體演示，針對有難度的知識點，要能夠現場板書作圖示范，并且充分結合實物模型講解，逐步培養學生的空間想象能力。實例圖的難度要由淺入深、循序漸進，為學生創造良好的學習環境。

將每次課重要內容或關鍵知識點用文字或者圖片記錄下來進行總結，發給學生，學生有些課堂里沒有弄懂的內容和一些細節部分通過回放和課堂總結會掌握的更好。

同時，也可以選用企業工廠現用的典型繪圖事例進行講解和練習，激發學生的學習興趣，強調學以致用，提高教學的實用性。結合教學內容和生產實際制定學習任務，將知識點隱含在任務中。學生通過分析問題、小組討論、團體協作，最終找出解決問題的方法，通過任務完成來實現所學知識的意義構建，掌握相關知識，提高創新能力，養成良好的學習習慣。

4.3改進教學模式

機械制圖的教學模式分為課堂教學和課程輔導兩部分。教師在教學中設計討論題、多種講解形式以及教師的應變能力。比如：教師要出能舉一反三的典型題，補畫第三視圖的一題多解題等鍛煉學生靈活思維。然后，對討論中出現的情況進行概括、小結，起到畫龍點睛的作用。教師可以板書畫立體圖來將學生頭腦中的抽象思維轉變為直觀的圖形，這樣能夠鍛煉學生畫軸測圖的能力。利用三維軟件來演示。如使用三維機械設計軟件先畫出物體三維圖再根據三維圖畫出工程圖功能。

4.4重構教學方式，采用線上線下一體式教學

由于疫情常態化，部分教學內容要采用線上教學，線上教學內容可以選一些操作性較強的內容供學生學習如CAD圖形繪制等，線下教學內容介紹一些實際項目繪制和相關理論知識。

4.5組織學生參加機械設計大賽等比賽

組織學生多參加通過參與“全國大學生機械創新設計大賽”、“挑戰杯”大賽、“全國大學生創新創業大賽”等比賽來調動學生的學習積極性，激發學生的創新思維和創新意識等活動，以賽促學激發學生學習積極性。

4.6組織學生參加CAD考證

平時課程里穿插介紹CAD考證內容，盡量讓更多的學生獲得CAD證書，利于學生就業。

4.7介紹企業相關機械設計創新及建模的項目

參觀企業通過介紹企業相關項目，讓學生了解當今社會對于學生的要求。

4.8 改革考核方式

以能力為重點，全面考核學生的知識、能力、素質程度。機械制圖與計算機繪圖有機結合，以實踐操作為主，筆試為輔，通過手工繪圖作業、平時上機練習、筆試及利用CAD實際上機繪圖等，綜合評定學生的成績。

4.9.培養職業素養

從行業發展趨勢和職業崗位任務分析入手，把職業要求的知識、技能、態度、素質與受教育者的認識、習得過程有機結合起來，組織、篩選相關教學內容，做到教學內容反映經濟現代化和社會信息化的時代特征，使內容學習與企業的生產方式、管理模式、技術改造相適應，使學生在學好課程知識的同時培養其良好的職業道德，做好學習與就業的銜接。在課程內容中加入思政要素，如工匠精神、愛國情懷、黨史介紹等

5.教學改革成果

《機械制圖》與《AutoCAD》兩門課程有機結合的教學改革，能很好激發學生的學習興趣，有效提高學習效率。學生在掌握基本理論和基礎知識的同時，空間想象力、繪圖能力、讀圖能力得到了更好的培養。在教學中，傳統的《機械制圖》課程顯示出極大的活力。CAD輔助制圖，可以加深對機械制圖原理和方法的理解;機械制圖的原理和方法，可以幫助學生對CAD繪圖方法的掌握。這樣就有效地減輕了學生的學習負擔，提高了教學效率，使學生的技術應用能力、職業實踐能力和創新能力得到較好的培養，教學效果良好。

6.結論

機械制圖與CAD課程的教學改革，是一個持續、動態、循環反復和逐步完善的過程。今后對制圖課程的改革，也應隨著這種趨勢的發展而變化，對相關課程作進一步整合，構建新的課程內容體系，不斷提高教學質量。總之，《機械制圖與CAD》課程的教學改革與實踐是適應學生發展實踐能力和創新精神的必然要求，是變傳統的教材中心為項目中心，變教師中心為學生中心，變理論中心為能力中心，變學生被動接受為主動汲取，實現學生全面發展的重要途徑。

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