浅谈三维CAD与机械制图的教学改革

黄战

（湖南省工业技师学院，湖南岳阳414000）

浅谈三维CAD与机械制图的教学改革

黄战

（湖南省工业技师学院，湖南岳阳414000）

传统教学方法在教学中受到限制，所教授的很多知识已经不能满足工业革命的需求，造成人才培养与企业要求脱节。教学内容方面，无价值的知识要删除，有价值的要保留；产品工艺设计、概念图等内容要补充和完善。教学方法，要从认知模型和认识图纸开始，用三维CAD完成教学内容和课程设计，真正提高学生读图与画图水平。

三维CAD；机械制图；教学内容；教学方法

CAD技术经历四次革命，分别是：曲面造型、实体造型、参数化造型、变量化技术。随着工业4.0的出台和智能制造的出现，智能工厂、智能物料、智能产品成为三大主题。柔性生产线及个性化定制的生产模式，证明“工业革命”已经到来，它改变了制造业模式，改变了创新模式。对于企业，要改变制造业思维；对于学校，要重构课程体系。“工业革命”将伴随组织的变革，改变设计模式，智能制造将成为主导。

《机械制图》是培养学生识读和绘制机械图样的能力。现代化设计与制造技术已经向当前的机械制图教学提出了新的要求，传统教学方法在教学中受到限制，而且所教授的很多知识已经不能满足工业革命的需求，甚至毫无价值，造成人才培养与企业要求脱节。这也说明智能时代必须熟练掌握三维CAD技术。根据职业院校人才培养的特点，教学更应适应现代工程设计发展变化需要，不仅要形成一套完整的以教师为主导、学生为主体的多媒体教学风格，更要把三维实体化设计技术融入《机械制图》教学，不仅要改革教学内容，更要改革教学方法和手段，为提高教学质量与效率服务[1]。

1　机械制图与三维CAD的关系

1.1机械制图是三维CAD的基础

机械制图所研究的内容是阅读机械图样和绘制机械图样中所使用到的原理和方法。虽然CAD非常实用，也非常强大，但是，其并不能独立存在。也就是说，CAD的使用必须建立在机械制图的基础之上才能完成，只有使用机械制图的理论才能进行CAD.所以，这一特点证明，机械制图是CAD的基础。在机械制图中引入三维CAD应用技术的目的，不仅在于辅助制图和造型设计，更重要的在于辅助思维，提高形体构型、图形分析及图形的二、三维CAD转换能力。特别是在传统的图学内容中，融入性地引入三维CAD的设计理论和造型方法，适时地利用三维CAD的功能演示二、三维CAD之间的转换过程，可以收到事半功倍的教学效果，使得传统内容与现代三维CAD相辅相成。

1.2CAD是机械制图的补充

机械制图教学难点如剖视图、复杂组合体、装配图等知识点在传统教学中不易讲明白，理解起来很困难，利用三维CAD可将看图的思维过程具体化、形象化，有效化解教学难点，这正是机械制图的一种发展。任何事物都是变化发展的，如果不发展，便有可能被淘汰。

2　教学内容

2.1没有价值的知识

工业4.0时代，产品设计图纸都是以视图和轴测图表达出来的，在机械制图中比如画法几何的圆弧连接、直线等分，点线面的投影规律以及补画三视图，相贯线等这些知识成为了没有价值的知识，它终将会慢慢淡出，继而让三维CAD技术代替，所以要删除传统机械制图中这些没有价值的内容。

2.2有用的、有价值的知识

对于机械制图国标、工程图、图样的表达、零件图和装配图画法，工程图要素、基准，组合体、常用件、标准件，短期内不会改变，会一直沿用下去，所以要保留。

2.3需补充的知识

除此之外，如何绘制产品设计详图、概念图、如何表达工艺设计，如何在后期进行维护设计，以及机器由哪些部分所组成，这些知识点要增加并完善，以此来提高学生的直观认识。

3　教学方法

3.1从认知模型入手

从认知模型入手，运用视频和动画，让学生直观感知零件、产品、机器、装配体等的外形和连接关系，不要一开始就讲点线面的投影，然后结合CAD技术当中的建模方式——拉伸、旋转、扫描、放样及编辑方式交集、并集、差集，让学生更快地了解建模的过程及建模的特征。

3.2从认识图纸开始

徒手绘图灵活快捷，实用价值大。特别是在人们越来越趋于徒手草图设计构思，用计算机绘制输出正式图样的今天，具有重要的现实意义。尺规绘图已基本淘汰，可不作为技能来进行训练[2]。感知手绘轴测图的方法，提高手绘草图的基本功。强调三维CAD的能力与手绘基本功的能力。标准件、常用件、装配体可以用三维CAD来完成，提高三维CAD的建模能力。

3.3教学内容用三维CAD完成

比如图样的表达里面，全剖、半剖、局部剖、旋转剖、平行剖；断面图这些知识点用三维CAD做佐证，学生学习更轻松，更易懂，教学效果肯定也会更好。讲装配图时，老师可以利用三维CAD的装配功能，将多个已建零件按照不同的相对位置和装配约束关系进行模拟装配，再借助爆炸视图讲解装配体中各零件的作用、零件之间的相对位置关系和配合方式，使学生更深刻地理解装配图，更熟练地拆画零件图。

3.4学生技能练习

前期适当训练手绘，后期强化训练CAD建模。CAD技术的人才培养目标是为先进企业培养人才。多认知先进企业所使用的图纸，如等轴测、爆炸图、装配图等等。课程设计用三维CAD完成，包括常用件、基准面、图样的表达。采用案例教学法，比如零件图制作；连杆轴承座的制作等。

4　结束语

运用三维CAD对机械制图进行辅助教学，把知识直观化、简单化，降低了教学成本，提高了教学质量，还可以点燃学生的学习兴趣，使学生既能学到知识与技能，又能不断了解行业新技术[3]。因此，将三维CAD这种信息化、智能化技术运用到教学中来，是中职学校机械制图教学方法改革的新航向。

[1]陈兰贞.基于三维软件的高职机械制图教学设计[J].现代职业教育，2016，04（34）：189.

[2]牛国富.高职高专机械制图教学内容重构研究[J].教学研究，2012，1（11）：39-41.

[3]李拂晓.中职学校机械制图教学方法改革新航向——打破传统，运用SOLIDWORKS辅助教学[J].新课程，2016，（04）：110.

Discussion on the Teaching Reform of Three Dimensional CAD and Mechanical Drawing

HUANG Zhan
（Hunan Province Industrial Technician College，Yueyang Hunan 414000，China）

s:The traditional teaching methods are limited in teaching，a lot of knowle-dge being taught can’t meet the demands of the industrial revolution，resulting in the disconnect between cultivation of talents and enterprise requirements.In terms of teaching contents，you must delete valueless knowledge while preserving the valuable. Product process design，concept maps and other contents should be supplem-ented and perfected.In terms of teaching methods，complete teaching contents and curriculum design with three-dimensional CAD，starting from the cognition of models and understanding of drawings，to improve the students’ability of reading and drawing graphs.

3D CAD；mechanical drawing；teaching content；teaching method

TH126

B

1672-545X（2016）10-0224-02

2016-07-16

黄战（1978-），女，湖南浏阳人，工学学士，讲师，在职硕士，研究方向为工程图学。