一种基于课件驱动的机械制图实验-AutoCAD的系统教学法

胡崇举，王红艳，周丹红,胡雅琳，张秀香

(宿州学院 过程装备与控制工程系，安徽 宿州 234000)

机械制图课程是一门实践性和应用性较强的技术基础课。旨在培养学生具有一定的空间想象能力和基本的绘图技能，具有一定的识读机械图样能力和初步的图示表达能力，通过学习计算机绘图的初步知识，能够绘制简单的图形[1]。内容包括：机械图样的绘制与识读基础、机械图样的表达、机械图样的识读、计算机制图实验等。随着计算机的普及和应用，计算机绘图、计算机辅助设计能力越来越重要[2-3]。通过对现代企业调研，就机械行业来看，计算机出图几乎已经完全取代了传统的手工出图。要成为一名合格的机械类专业的工科毕业生，计算机绘图已经成为企业衡量工科人才的一项最基本的能力。

学生通过机械制图实验教学，一方面强化了对基础理论的理解，培养了实际操作能力和知识运用能力，另一方面机械制图实验对今后工作中计算机绘图至关重要。因此在全国高校课时数大大压缩的新形势下，如何更有效地上好机械制图实验这门课程至关重要[4]。

传统的AutoCAD教学方式往往是教师用PPT制作课件，然后在多媒体上讲解，待讲解完成以后，学生进行练习。学生在自己的AutoCAD软件上却没有任何课件及操作提醒，这样容易导致学生不容易记忆，更不容易灵活的掌握构建同一模型的不同使用方法，导致教学效率低的情况。笔者通过教学实践提出了用AutoCAD制作课件，并制作成Dwg文件，让学生直接在课件上练习，形成一种以课件为驱动，层层推进的方法，改进了传统教学的弊端。

1 课件内容的选择

AutoCAD软件经过30多年的发展，软件的的版本更新近30次左右，AutoCAD软件的作用已经涵盖了工科几乎各个领域。如何选择我们教授的内容从而制作出精良的教学课件达到最好的教学效果至关重要。笔者认为除了课件的内容要紧扣大纲以外，更应明确AutoCAD软件在学生今后工作中的应用。因此，AutoCAD软件的学习重点围绕三个方面：平面图形的画法、零件图、装配图。从而在庞大的AutoCAD软件的功能中挑选出最重要的，最基本，最有用的功能，应至少包括以下几个部分：界面介绍、鼠标及常用快捷键、绘图工具条、修改工具条、图层、特性、文字、尺寸样式、标注。

2 驱动式课件系统化的制作2.1 加强基本命令的记忆为导向的课件设计

在AutoCAD中每一个工具条具有不同的建模命令，而不同的建模命令有不同的构建方法，以绘图工具条为例，其包括：直线、构造线、多段线、正多边形、矩形、圆弧、圆、修订云线、样条曲线、椭圆、椭圆弧、插入块、创建块、点的样式、图案填充、渐变色、面域、表格、多行文字等19项命令。而每一项命令中又有不同的构建方法，以圆的建模为例：可以采用圆心法、三点法、两点法、相切、相切、半径，相切、相切、相切等五种方法。教师在进行教学时往往学生容易混淆，只能掌握其中一两种方法，并且无法区分他们的使用情况。如果把这两者融入到课件，在课件中既有提示，又有不同的使用场景，则有利学生进行全面掌握各种建模方法。以建圆命令为例，课件如下图1所示。

图1为建圆的五种方法，每一种方法做成一个独立小方块，在方块的左边为示例，右边为学生的练习。下方有建模方法，提示和应用；其中建模方法表明了用什么方式构建圆，提示为该方法的具体操作方法，应用为在实际建模的情况下该方法的应用场景。通过提示即使在教师讲完该命令以后学生也能根据该提示完成建圆命令，更有利于学生的自学和复习。通过应用提示使学生清晰理解该种建圆方式应用情景。此部分课件清晰明了，大大提高了学生学习的效率，加深了对命令的记忆和理解，学生可以自行在软件中操作，避免了以往课件和软件分离的情况。

图1 圆的五种绘制方法

2.2 加强基本命令的运用能力设计为导向的课件设计

对于AutoCAD基本工具的学习首先通过图1基本命令基础的课件学习，使学生熟悉基本工具的用法。紧接着需要增加学生的应用能力，使学生能够根据不同的情况选择不同的构建方式，达到真正掌握建模命令的效果。通过设计一些图形让学生自行判断的练习，该部分课件为基本命令应用课件。以建圆命令为例，如下图2、图3、图4所示。

图2 钩型图

图3 十字型图

图4 三角形内接外接圆

图2中左边为绘制好的平面图形，而右边为φ10的圆以及R20的圆弧需要学生选择合适的建圆命令自行补充完整，图3中右边的四个半圆需要学生选择合适的建圆命令自行补充完整，图4中右边三角形的内切圆及外接圆需要学生选择合适的建圆命令自行补充完整。

以上图2、图3、图4是对建圆命令的进一步练习，其课件特点是略去了建模方法、提示及应用，学生需根据自己所学知识自行判断采取何种建模方法，考查了学生对所学命令的理解和运用，通过此项练习学生能真正掌握对建圆的不同方法的运用。图2中φ10的圆应采取圆心半径的建模方式建圆；R20的圆弧应采用相切、相切、半径的方式建圆，然后采用“剪切”命令修剪；图3中圆弧可采用2P建圆法构建圆，然后采用“剪切”命令修剪；图4中内切圆应采用相切、相切、相切的命令建圆，外接圆应采用3P建圆法进行建圆。

2.3 以加强综合应用能力设计为导向的课件设计

通过以上两个步骤和原则，对软件所必须掌握的命令进行补充完善，学生可以很好地掌握和应用AutoCAD软件基本命令。进一步课件的制作需要围绕综合能力的训练，结合机械制图的理论知识并紧扣软件学习的最终目的-平面图形的画法、零件图的绘制、装配图的绘制。该部分课件为综合运用课件。现在以平面图形的画法为例，平面图形的画法根据机械制图的要求应该由以下几个步骤组成：

(1)对平面图形进行尺寸分析和线段分析，确定线段类型和画图基准；

(2)建立图层；

(3)作出基准线；

(4)画已知线段；

(5)画中间线段；

(6)画连接线段；

(7)检查整理，标注尺寸。

课件如下图5所示。

图5 平面图形的画法

图5为一个完整的平面图形，学生绘制该图形时，需要综合运用之前所学命令，包括鼠标使用、绘图工具、修改工具、尺寸标注及图层使用等，并且还需将机械制图中所学平面图形绘制的知识联系起来。通过本次课件的训练，学生能真正能调动所学知识达到教学目的，完成平面图形、零件图及装备的出图能力。使学生今后在工作中不仅具备绘图软件使用能力更加能够结合机械制图课程的理论完成一张完整、正确的工程图样。

3 总结

基于课件驱动的递进式系统教学法，课件由基本命令基础课件-基本命令应用课件-综合运用课件三部分构成。前部分课件为后面课件的基础，环环相扣，形成一种层层推进的驱动式课件。学生可在自主学习课件的过程中完成教学目标，掌握机械绘图软件-AutoCAD使用。其中基本命令基础课件直

观明了，便于自学；基本命令应用课件，需要学生有一定的思考能力，同时也增加了学生的学习兴趣，综合运用课件的设计紧扣企业工作需求，有的放矢，增加了课程学习的实用性。总而言之，基于课件驱动的系统教学法在理论上与传统教学具有较大有点，在笔者的教学实践过程中取得了良好的教学效果，学生普遍对该课程产生了较大的兴趣，并且反映不仅简单易学而且在学习课件的过程中巩固了《机械制图》的理论知识。

[1] 廖宇兰,李 粤,朱冬云,等. 基于AutoCAD的机械制图实验教学的改革与探索[J].华南热带农业大学学报，2004，10(4)：52-55.

[2] 陈 洁.现代工程制图实验教学的改革探索与实践[J].现代企业教育,2011，185-186.

[3] 徐 蔚.基于三维建模技术的机械制图教学方法研究[J]. 职业教育研究,2012(7):108-109.

[4] 陆 颖,于德仁.基于创新人才培养的计算机绘图实验课程的改革与探索[J]. 工程图学学报，2001(1):144-147.

(本文文献格式：胡崇举，王红艳，周丹红,等.一种基于课件驱动的机械制图实验-AutoCAD的系统教学法[J].山东化工，2018，47(02)：119-120，122.)