技校计算机辅助机械制图教学新体系

福建 王银璐

技校计算机辅助机械制图教学新体系

福建 王银璐

机械制图的任务是培养学生空间想象能力和几何分析能力。在教学过程中，要适当结合生产实际，突出应用，加强训练，以培养学生“从实际生产出发考虑问题的关键”。在适应目前企业要求的情况下，课程的教学内容和模式得到优化，可以不增加本课程学时数的前提下，删除某些传统过时的内容，把AutoCAD课程融合进来，书机结合，互补教学，使机械制图课程形成手工绘图、仪器绘图、计算机绘图并举的新格局。

内容精炼实用；互补学习；书机结合；情景结合

图样被喻为“工程界的语言”，机械制图是机械专业学生必须具有的基本功。技工院校担负着培养企业技能型人才的任务,尤其要加强对学生实践能力的培养。而机械制图课程教学将为学生将来的实践学习奠定基础，是学生进行专业机械结构设计、日后投入专业知识应用、设计加工工作的铺垫。因此，建立高职、中职机械制图课程教学新体系,既要改造教学内容和教学手段,改变学时数,又要让学生深刻的了解机械相关零件的图样表达方式，系统掌握机械制图、读图和绘图基本知识,强调徒手绘图与计算机绘图相结合、三维实体造型与二维绘图并举,适当保留尺规作图,熟练应用计算机绘图。

将《机械制图》和《AutoCAD》两门课程有机结合的教学改革，能够激发学生兴趣，有效提高学习效率，更直观的让学生从抽象的空间想象当中解放出来，更好地培养学生的空间想象能力、绘图能力、读图能力等。

一、机械制图理论教学亟待改革的原因

当前技工院校学生主要来自于初中、高中阶段成绩落后群体，他们存在以下特点：学习基础薄弱、缺乏学习主动性、没有学习压力、专业认识一知半解或完全不解。因而，理论教学课程的教学工作如果无法适应技校生特点，便会造成事倍功半的后果。

在我院机械加工、模具、汽修等专业中，机械制图课程是必须掌握的一门实践性和应用性较强的技术基础课。为了鉴定良好的技能实际操作基础，第一学年教学计划中即安排机械制图课程，而理论教学方法却经常给教学工作带来反效果。

传统的《机械制图》课程教学模式，是根据教学大纲要求，在教学方法和教学手段上常利用教学模型和挂图，再辅以三角板、圆规等在黑板上绘制图形，向学生讲解绘图原理、方法和实际操作，学生需要通过大量的练习巩固知识。对于高校学生来说起到了预期的良好效果，而对于大部分技校生来说，他们没有学习压力，学习主动性差，练习完成量不足，这种教学手段并不能让所有学生达到预期的学习效果。大部分学生空间思维能力并不能形成构架，从而导致后续实际操作读图吃力。沿用旧的教学方法不能符合技校生本身学习的功利性特点，如果运用直观的计算机软件课程，既可以提高学生的兴趣，丰富的零件库可以让学生浏览的同时加深他们直观的印象，又摆脱了粉笔、黑板教学的枯燥无趣。传统的机械制图内容能够提高学生的三维空间想象能力，但是存在的部分内容已经不能适应现代企业生产对技术人员的技能要求。因此，如何构建机械制图教学新体系（分析图表如图一），成了当前教学改革中亟待解决的问题。

二、根据现在机械制图传统教材的分析，教学改革内容应精炼实用

传统的机械制图教材内容一般包括：制图基本知识与技能、正投影法作图基础、立体表面交线的投影作图、轴测图、组合体、机械图样的基本表示方法、常用件的特殊表示法、零件图、装配图等。在当前使用的传统机械教材中大部分图样与实际操作应用差距相当大，既浪费了大部分的课时，又增加了学生的负担，令学生产生厌烦心理。适当的删除刻板的教学互动方式以及一些被现代工业所淘汰的旧机构零件，引入计算机制图教学后，不仅不会减少学习内容，反而加强了课堂的时效性，节省了教学绘图示范时间，更直观地认清绘图过程，更精确地认识不同的机械零件结构。

因此，对机械制图的教学改革首先应从内容着手，教师除保留原有的基本的制图基本知识与技能、正投影法作图基础、立体表面交线的投影作图、装配图之外，根据实际生产应用需要将内容分类为：垫片类零件、销和键、螺纹及其连接、弹簧类零件等标准件的表达，轴类零件，盘类零件，轮式零件，箱体零件，叉架类零件等（教学大纲分布情况如图二）。这样使内容更加精炼实用，既能够加强学生对机械类零件表达方式的理解与掌握，又可以与实践操作紧密地结合，实用性强，能够与实物联系起来，将抽象变为形象。

现代技术的发展，计算机、网络更能够满足现在技校生的求知欲。所以即使教学内容精简实用了，单纯沿用传统的教学方法讲解也达不到大部分学生完全消化要点的效果，因此，将计算机CAD操作结合机械制图教学成为当前技校制图教学的需求。

三、结合计算机AutoCAD进行互补教学，书机结合，情景教学

目前，随着计算机技术的迅速发展，CAD技术在各工程领域中得到广泛的应用，成为技术人员进行绘图、设计、指导生产等工作的有利工具。现在企业都已采用计算机绘图，学生在机械制图中专门学习的手工绘图已经无法适应工作需要。AutoCAD也是技校生教学计划中规定的课程之一。在传统的教学计划中，《机械制图》和《AutoCAD》这两门课是分开设置的，使得教学制图课中手工绘图的工作量大、耗时多，因此，将这两门课程有机的结合起来，书机结合，互补学习，就可以利于CAD软件特有的功能，摆脱制图课粉笔、黑板、挂图、模型的单调授课形式，帮助学生克服抽象思维障碍，突破教学难点，节省教学时间，减轻学习负担，提高教学质量。

AutoCAD软件里的工具比手工工具丰富得多，它是在制图理论的标准下开发出来的，保留着制图理论和制图的标准规范，还有许多手工很难绘制的图形，例如三维模型等。有机地利用计算机的功能软件结合到机械制图的教学中，具体的教学实施方法如下：

投影法作图基础课程中，首先介绍CAD三维实体造型的方法，将模型实物造型出来并用着色功能键将实物着色，犹如实物般，这样能够将学生抽象概念化为形象。其次，利用CAD旋转按钮旋转实物观察，这样可以在任意位置、任意角度观察图形，从而引导学生对三视图的投影的深刻认识，这样便于引导学生分析作图条件的空间情况，使学生在空间—平面—空间教学中对课堂内容较好地消化（书机结合教学流程图如图三）。

在剖视图和组合体的教学中，利用CAD三维造型的差集、并集、交集的功能键对已构成的实体进行剖切，然后变换视图角度，从而将三维图形转化为二维图形（教学流程如图四）。这种教学方式既遵循认识规律，也充分体现了现代三维设计理念，同时使学生快速掌握了形体分析法，对空间想象能力的培养起到事半功倍的教学效果。

当学生对于投影作图基础建立了相应的认识之后，再将实际应用中的不同类型的零部件三视图利用CAD的二维绘图键结合手工绘图绘制图样，既能跟实践应用联系起来，又可通过计算机软件培养学生的兴趣，并能够将冗长的练习过程简化。加强投影理论的基础上，引入三维绘图，提高了利用计算机进行辅助绘图及设计的应用水平，由此在机械制图中引入由三维到二维的工程设计思想。

理论联系实际操作，书机结合，情景结合。在认真学习投影理论的同时，又能多想，多看，多画，不断地进行“由物画图”“由图想物”的训练，能够逐步掌握图物转化规律，提高空间想象能力和分析能力。这样的计算机实践操作课程也大大降低了单纯的理论教学的枯燥无味，满足了技校生的动手能力的培养，也贴近了将来的生产实操的需要。

四、教学改革实施情况及结论

总之，机械制图的任务是培养学生空间想象能力和几何分析能力。在教学过程中，要适当结合生产实际，突出应用，加强训练，以培养学生“从实际生产出发考虑问题的关键”。在适应目前企业的要求的情况下，课程的教学内容和模式得到优化，可以不增加本课程学时数的前提下，删除某些传统过时的内容，把AutoCAD课程融合进来，书机结合，互补教学，使机械制图课程形成手工绘图、仪器绘图、计算机绘图并举的新格局。

当然，将两门课程融合一体，要求教师既要熟悉机械制图，又需熟练CAD软件的使用，才能将软件优势逐步应用到制图课教学中，才能使两门课有机的结合，达到事半功倍的效果。

[1]李萍萍，贺炜主编.机械制图与计算机绘图.机械工业出版社，2007.10.

[2]陈东祥主编.机械制图及CAD基础.机械工业出版社，2004.8.

[3]企鹅工作室.席金兰主编.Auto CAD 2010机械绘图.技巧总动员.清华大学出版社，2011.3.

[4]马慧.赵红.于冬梅主编.机械制图.机械工业出版社，2009.4.

（作者单位：厦门技师学院）

（编辑 王旸）