AutoCAD、SolidWorks在机械制图教学中的应用

林玲玉，王攀攀，张蒙蒙

(威海海洋职业学院，山东 威海 264300)

0 引言

随着计算机技术的快速发展，AutoCAD、SolidWorks等软件应用在机械制图教学中已成为一种必然趋势。对于初学者来说，机械制图课程部分知识的理解难度较大，寻找合适的教学方法就显得尤为重要。本研究以AutoCAD、SolidWorks为例，分析了它们在机械制图教学中的应用方法。软件技术的引入为降低学生的学习难度以及取得较好的学习效果起到了重要作用。

1 机械制图课程在传统教学中的不足

机械制图课程传统的教学方式主要是多媒体、板书以及实体模型教具，教师在教学过程当中更多的是进行语言描述。多媒体演示虽然内容丰富且兼具动画，但对于新生或初学者来说播放的速度过快，细节部分还未完全理解便已进入了下一部分内容，致使知识衔接性较差，理解浅显，学习效率低。板书能够列出重点及难点知识，可以强化学生对重难点知识的理解，但对三维图形部分进行讲解的难度较大。板书缺乏二维与三维图形之间的有效转化，使得讲解过于苍白，加大了学生的理解难度，缺乏对图形的整体认识。实体模型教具可以辅助教学，可以对课程中经典的图形案例进行深入分析，增强学生对抽象知识的理解能力，但实体模型教具种类单一，而图形千变万化，无法完全满足教学需求。

机械制图课程要求学生不仅能够根据二维图形想象出三维图形，而且还要根据三维图形绘制出二维图形，要求学生具备一定的思维能力和分析能力。传统的教学模式不足以调动学生的学习热情，需要教师结合实际情况改变教学方法，让学生在较短的学时之内能够掌握机械制图这门课程。

2 AutoCAD、SolidWorks在机械制图教学中的应用

2.1 AutoCAD在机械制图教学中的应用

AutoCAD即计算机辅助设计，具有强大的图形绘制及编辑功能，主要用于绘制二维图形。机械制图与AutoCAD的结合大大缩短了绘图时间。对学生来说，绘图软件的吸引力比课堂理论知识的吸引力要大，AutoCAD的引入可以充分调动学生的学习积极性，能够培养学生分析图形、绘制图形的能力。

AutoCAD在机械制图课程中的应用主要体现在以下几方面：

在三视图中的应用。三视图是机械制图课程的重点，也是难点。传统教学主要采用板书、多媒体演示来进行讲解，学生对三视图的投影关系理解较慢，教学效果较差。而AutoCAD软件可以辅助理解三视图的形成过程，在AutoCAD中可以用导航功能辅助找到视图中相应的投影点来绘制三视图。在绘制图形的过程中，还可以通过改变线型及线条的颜色来区分轮廓线、点划线、虚线，等等，能够帮助学生理解三视图的三等关系。在软件界面中用不同的线条颜色和线型绘图可以很清晰地看到最终的图形效果，层次分明，绘图步骤清晰可见，节省了大量的手绘时间，课堂效率高。

在装配图中的应用。课程前期，学生学会了零件图的绘制。在此基础上，学生需要了解装配图的绘制及装配过程。传统教学模式下，装配图的形成过程难以准确表达，导致学生对装配图的理解仅停留在表面。而AutoCAD的应用可以完整的把这节课的内容以及装配图绘制的基本思路清楚地表达出来，各个零件之间的关系、零件装配的先后顺序在绘图过程中都可以完整的呈现出来，教学效果好，教学内容易于理解，学生自主练习时积极性高。

2.2 SolidWorks在机械制图教学中的应用

AutoCAD在机械制图教学中主要是以抄画的形式来进行平面图形的绘制，学生们在绘制图形的过程中缺乏对图形形成过程的理解，依靠空间想象力来作图加大了机械制图课程的学习难度。为了使学生能够更好地理解并绘制图形，三维软件的引入显得格外重要。

在机械制图教学中，由于模型数量的限制，导致教师在授课时只能通过部分实体模型来进行教学展示，课堂上简单的语言描述难以使学生充分理解图形结构，致使机械制图课程的学习难度加大。而将SolidWorks软件引入到机械制图教学中，可以辅助教师表达出在课堂中用语言难以表达出来的细节部分，从而把抽象的图形转化为生动的立体图形。同时，还可以对立体图形进行剖切，观察立体图形的内部结构，还可以通过改变三维模型的展示角度来辅助学生观察不同视角下的图形状态。此手段可以有效帮助学生理解图形各个点线面之间的对应关系，增强学生的读图能力，激发学生的学习兴趣，使学生的学习效率和学习主动性大大提高。

SolidWorks在机械制图课程中的应用主要体现在以下几方面[1-3]：

在组合体中的应用。组合体的三视图绘制难度较大，学生需要在没有实物作为参照的情况下通过形体分析法来构思它的三维立体图形。按照传统的教学思路，需要先分析组合体的图形属于叠加式、切割式还是组合式，然后再对组合体进行分解，将其分解为若干个基本形体，继而研究基本形体的组合形式及相对位置关系，最后对形体形成一个完整的认识。整个教学过程对学生的思维能力要求较高。 SolidWorks的引入使得在作图的过程中能够重现组合体的叠加或切割过程，拉伸命令的使用可以让学生了解到组合体的叠加过程，切除命令的使用可以演示组合体的分割过程，对于组合式的形体还可以将拉伸命令和切除命令进行综合运用。在绘图的同时，学生们可以看到组合体各个特征的形成过程，能够加深理解，便于三视图的绘制。

在机件表达中的应用。建模完成后的三维图形可以根据需要在指定位置进行剖切，也可以生成基本视图。教师在完成建模后，可针对图形的不同位置进行剖切，并引导学生观察各个图形剖切后的异同点以及剖切后视图线型绘制的区别，然后进行分析总结，加深学生对机件表达部分的理解，从而正确运用剖切方法绘制出剖视图。

在装配图中的应用。SolidWorks可以将建好的零件模型按照相对位置关系进行组装，最终形成三维装配模型。初学者专业知识有限，对零件的认识不足，难以完全理解所学内容，需要通过SolidWorks来动态演示模型的装配过程，直观呈现出零件的装配顺序，使学习过程更加生动。