高职机械制图及CAD课程教学策略探讨

赵斐玲

摘 要：本文基于高等职业教育的特点和机械制图及CAD课程的重要性，提出为提高教学质量，应构建适合高等职业教育的机械制图课程体系的结构模式，密切跟踪机械制图国家标准修订动态，及时融入教学，补充第三视角画法的教学，运用Solidworks三维CAD软件，提高学生读图和制图的能力。

关键词：高职机械制图及CAD课程 课程改革 教学改革

《机械制图》是高等职业技术学院机械类专业和非机械类专业的一门重要的技术基础课，工程图样被喻为工程界的技术语言。笔者学院的城市轨道交通车辆专业、铁道机车车辆专业、铁道车辆专业、铁道供电专业和铁道信号专业都开设机械制图及CAD课程。本课程的主要任务和目的是帮助学生建立空间概念，培养学生识读机械图样的能力以及计算机绘图能力。教学质量的好坏，将直接影响到各专业课的学习。基于高等职业教育的特点和机械制图及CAD课程的重要性，为提高教学质量，笔者在教学中采用了以下对策。

一、构建适合高等职业教育的机械制图课程体系的结构模式

现行机械制图课程的结构模式几乎千篇一律，是由小到大逐渐深入，“不断线”“螺旋式”的。符合制图课程自身的系统性和连续性的体系。在课堂上，教师以传授理论基础知识为主，在内容构成上，讲授的是“通用专业的零件图”和“通用专业的装配图”，教学耗时量大，教学效果不尽如人意。

根据教育部下发的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》文件精神，为贯彻《国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》，笔者学院采用新的课程体系，力求体现适用性、先进性、科学性和实用性的基本原则，以中国铁道出版社出版的《机械制图》通用教材为蓝本，把各专业中常见的图例引入课堂教学，并编辑成补充材料，“以图代理”，压缩了学时，提高了效率，使制图教学更贴近专业和实际。

例如，制图知识内容和能力要求内容如下。

模块一：不同专业认知——了解其总体布置、结构组成、工作原理和传动路线以及流程。模块二：制图理论知识——绘图工具和用品的使用，制图国家标准的基本规定，投影法的基本概念，三视图的形成及其对应关系，机件图样的表达方法。模块三：标准件与常用件——熟悉标准件与常用件的类型及其简化画法和规定画法。模块四：专题实践——学会识读不同专业基础构件、部件的图样。模块五：实操技能——尺规几何作图，徒手测绘零、部件，CAD计算机出图，自主设计，钳工实操。

机械制图课程体系的结构模式、内容取舍、理论深度等都紧紧围绕“以就业为导向，以职业能力为本”的教学目的，并以内容排序、标准重新进行整体设计，统筹课程体系的主线，突出应用，服务于专业，缩短学习制图与学习专业课的距离，以更好地满足专业的需要。

二、密切跟踪机械制图国家标准修订动态，及时融入教学

机械制图国家标准是机械专业图样的根本依据，理解、掌握并应用机械制图标准，对于工程技术人员来讲具有非常重要的意义。我们密切跟踪机械制图国家标准的修订动态，及时关注并捕捉制图标准修订的信息，并且融入本课程的教学。其所涉及的制图国家标准，有通用规定、图样画法和图样注法三个方面。以下是2013年颁布的新国标。

例1，轴测图的术语和定义。在GB/T4458.3-2013《机械制图轴测图》中，关于轴间角、轴向伸缩系数、正等轴测图、斜二等轴测图等，都给出了新的定义。正等轴测图用正投影法得到的轴测投影，三个轴间角均为120°，轴向伸缩系数（p、q、r）p=q=r=1。斜二等轴测图轴测投影面平行于一个坐标平面，其中一个轴间角为90°，另两个轴间角均为135°，轴向伸缩系数（p1、q1、r1）p1=r1=1，q1=1/2。

例2，GB/T14791-2013《螺纹术语》的修改和重新定义。内外螺纹的基本要素包括螺纹牙型、直径、线数、螺距和导程及旋向等，如牙型指在螺纹轴线平面内的螺纹轮廓形状，还给出了牙体、牙顶、牙底的定义。再如线数指只有一个起始点的螺纹，称为单线螺纹，而导程指最邻近的两同名牙侧与中径线相交两点间的轴向距离。

在教学过程中，制图国标的贯彻必须确切、严密、到位，要培养学生执行国家标准的意识，要有新旧标准对照的说明，只有这样，才能保证课程的质量。

三、在掌握第一角画法基础上，增加第三角画法的教学

世界各个国家都采用正投影法原理来绘制机械图样。制图国家标准规定，在表达机件结构时，有两种画法，即第一角画法与第三角画法。我国一直使用的是第一角画法。德国、俄罗斯、英国等国家也都采用第一角画法，而美国、日本、加拿大和澳大利亚等国家则采用第三角画法。采用两种不同的画法时，物体所处的分角不同，投射过程中，观察者、物体和投影面之间的顺序不同，展开到同一投影面上，各视图的配置不同，这是两种画法的主要区别，但它们的表达功能是相同的。据了解，多数高职院校机械制图课程只讲第一视角画法，但是，随着改革开放的不断深化，我国与国外的技术交流与日俱增，有些公司或企业与制图相关的岗位，就需要具备第三视角识图与绘图能力，因此，为了提高学生在企业中的就业竞争力，机械制图课程教学要增加第三视角画法的内容。

例如，笔者学校开设的城市轨道交通车辆专业，地铁列车主要为德国西门子系列和加拿大庞巴迪系列，不管是地铁车辆检修方向还是驾驶方向，都要与设备打交道，是离不开图样的，因此，学会第一角画法与第三角画法很有必要。

四、运用Solidworks三维CAD软件，提高学生读图和绘图的能力

由于机械制图对学生空间想象能力的要求比较高，使得学生感到学习制图很困难，有知难而退的想法。为了提高教学效果，保证教学质量，在教学过程中，利用Solidworks三维软件直观性强、使用灵活的优点，建立虚拟模型库，提高学生学习制图的积极性，激发他们的学习兴趣，通过动画演示来解决在学习制图中的难点。SolidWorks软件是全Windows界面，操作非常简单方便， 绘制方式非常接近AutoCAD软件。SolidWorks是基于特征的参数化、实体建模程序化的软件，能形象地反映零、部件的特性，几何体形状能随尺寸而改变，且建立的虚拟3D实体模型，具有密度和质量的属性，很逼真。选用SolidWorks三维CAD软件进行三维造型，既能帮助学生建立空间概念，又方便于教师的机械制图教学。它具有强大的、基于特征的实体建模功能和零件与装配体的控制功能，可以通过对立体进行拉伸、旋转、抽壳、阵列以及打孔等操作来实现复杂零部件的绘制。如在讲授圆柱与圆柱同径正交或异径正交产生的相贯线时，学生理解困难，我们可以采用三维造型中的布尔运算和三维剖面方法，把圆柱体与圆柱体的外相贯、孔与孔的内相贯、圆柱体的穿孔直观、形象地展示给学生看，极大地激发学生的学习兴趣，对学生的学习起到了帮助的作用。使用RapidDraft工程图技术，在SolidWorks中三维模型和二维图样是可以相互转换的。然后在转换出的二维图样上标注尺寸、技术要求和装配要求等， 就生成了标准的二维机械图样。

五、小结

高等职业教育是以职业能力为培养目标。机械制图是一门实用性很强的技术基础课，服务于专业课，因此针对笔者学院所开设专业的特点，我们重构机械制图课程体系的结构模式，将机械制图国家标准融入教学，补充第三视角画法的教学，运用Solidworks三维CAD软件，以达到提高学生读图和绘图能力的目的。

（作者单位：新疆铁道职业技术学院）