技校計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械制圖教學(xué)新體系

福建 王銀璐

技校計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械制圖教學(xué)新體系

福建 王銀璐

機(jī)械制圖的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和幾何分析能力。在教學(xué)過(guò)程中，要適當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，突出應(yīng)用，加強(qiáng)訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生“從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)考慮問(wèn)題的關(guān)鍵”。在適應(yīng)目前企業(yè)要求的情況下，課程的教學(xué)內(nèi)容和模式得到優(yōu)化，可以不增加本課程學(xué)時(shí)數(shù)的前提下，刪除某些傳統(tǒng)過(guò)時(shí)的內(nèi)容，把AutoCAD課程融合進(jìn)來(lái)，書(shū)機(jī)結(jié)合，互補(bǔ)教學(xué)，使機(jī)械制圖課程形成手工繪圖、儀器繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖并舉的新格局。

內(nèi)容精煉實(shí)用；互補(bǔ)學(xué)習(xí)；書(shū)機(jī)結(jié)合；情景結(jié)合

圖樣被喻為“工程界的語(yǔ)言”，機(jī)械制圖是機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須具有的基本功。技工院校擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)企業(yè)技能型人才的任務(wù),尤其要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。而機(jī)械制圖課程教學(xué)將為學(xué)生將來(lái)的實(shí)踐學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，是學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、日后投入專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用、設(shè)計(jì)加工工作的鋪墊。因此，建立高職、中職機(jī)械制圖課程教學(xué)新體系,既要改造教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段,改變學(xué)時(shí)數(shù),又要讓學(xué)生深刻的了解機(jī)械相關(guān)零件的圖樣表達(dá)方式，系統(tǒng)掌握機(jī)械制圖、讀圖和繪圖基本知識(shí),強(qiáng)調(diào)徒手繪圖與計(jì)算機(jī)繪圖相結(jié)合、三維實(shí)體造型與二維繪圖并舉,適當(dāng)保留尺規(guī)作圖,熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖。

將《機(jī)械制圖》和《AutoCAD》兩門(mén)課程有機(jī)結(jié)合的教學(xué)改革，能夠激發(fā)學(xué)生興趣，有效提高學(xué)習(xí)效率，更直觀(guān)的讓學(xué)生從抽象的空間想象當(dāng)中解放出來(lái)，更好地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、繪圖能力、讀圖能力等。

一、機(jī)械制圖理論教學(xué)亟待改革的原因

當(dāng)前技工院校學(xué)生主要來(lái)自于初中、高中階段成績(jī)落后群體，他們存在以下特點(diǎn)：學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱、缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性、沒(méi)有學(xué)習(xí)壓力、專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)一知半解或完全不解。因而，理論教學(xué)課程的教學(xué)工作如果無(wú)法適應(yīng)技校生特點(diǎn)，便會(huì)造成事倍功半的后果。

在我院機(jī)械加工、模具、汽修等專(zhuān)業(yè)中，機(jī)械制圖課程是必須掌握的一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。為了鑒定良好的技能實(shí)際操作基礎(chǔ)，第一學(xué)年教學(xué)計(jì)劃中即安排機(jī)械制圖課程，而理論教學(xué)方法卻經(jīng)常給教學(xué)工作帶來(lái)反效果。

傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》課程教學(xué)模式，是根據(jù)教學(xué)大綱要求，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上常利用教學(xué)模型和掛圖，再輔以三角板、圓規(guī)等在黑板上繪制圖形，向?qū)W生講解繪圖原理、方法和實(shí)際操作，學(xué)生需要通過(guò)大量的練習(xí)鞏固知識(shí)。對(duì)于高校學(xué)生來(lái)說(shuō)起到了預(yù)期的良好效果，而對(duì)于大部分技校生來(lái)說(shuō)，他們沒(méi)有學(xué)習(xí)壓力，學(xué)習(xí)主動(dòng)性差，練習(xí)完成量不足，這種教學(xué)手段并不能讓所有學(xué)生達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。大部分學(xué)生空間思維能力并不能形成構(gòu)架，從而導(dǎo)致后續(xù)實(shí)際操作讀圖吃力。沿用舊的教學(xué)方法不能符合技校生本身學(xué)習(xí)的功利性特點(diǎn)，如果運(yùn)用直觀(guān)的計(jì)算機(jī)軟件課程，既可以提高學(xué)生的興趣，豐富的零件庫(kù)可以讓學(xué)生瀏覽的同時(shí)加深他們直觀(guān)的印象，又?jǐn)[脫了粉筆、黑板教學(xué)的枯燥無(wú)趣。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖內(nèi)容能夠提高學(xué)生的三維空間想象能力，但是存在的部分內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)對(duì)技術(shù)人員的技能要求。因此，如何構(gòu)建機(jī)械制圖教學(xué)新體系（分析圖表如圖一），成了當(dāng)前教學(xué)改革中亟待解決的問(wèn)題。

二、根據(jù)現(xiàn)在機(jī)械制圖傳統(tǒng)教材的分析，教學(xué)改革內(nèi)容應(yīng)精煉實(shí)用

傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教材內(nèi)容一般包括：制圖基本知識(shí)與技能、正投影法作圖基礎(chǔ)、立體表面交線(xiàn)的投影作圖、軸測(cè)圖、組合體、機(jī)械圖樣的基本表示方法、常用件的特殊表示法、零件圖、裝配圖等。在當(dāng)前使用的傳統(tǒng)機(jī)械教材中大部分圖樣與實(shí)際操作應(yīng)用差距相當(dāng)大，既浪費(fèi)了大部分的課時(shí)，又增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，令學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理。適當(dāng)?shù)膭h除刻板的教學(xué)互動(dòng)方式以及一些被現(xiàn)代工業(yè)所淘汰的舊機(jī)構(gòu)零件，引入計(jì)算機(jī)制圖教學(xué)后，不僅不會(huì)減少學(xué)習(xí)內(nèi)容，反而加強(qiáng)了課堂的時(shí)效性，節(jié)省了教學(xué)繪圖示范時(shí)間，更直觀(guān)地認(rèn)清繪圖過(guò)程，更精確地認(rèn)識(shí)不同的機(jī)械零件結(jié)構(gòu)。

因此，對(duì)機(jī)械制圖的教學(xué)改革首先應(yīng)從內(nèi)容著手，教師除保留原有的基本的制圖基本知識(shí)與技能、正投影法作圖基礎(chǔ)、立體表面交線(xiàn)的投影作圖、裝配圖之外，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用需要將內(nèi)容分類(lèi)為：墊片類(lèi)零件、銷(xiāo)和鍵、螺紋及其連接、彈簧類(lèi)零件等標(biāo)準(zhǔn)件的表達(dá)，軸類(lèi)零件，盤(pán)類(lèi)零件，輪式零件，箱體零件，叉架類(lèi)零件等（教學(xué)大綱分布情況如圖二）。這樣使內(nèi)容更加精煉實(shí)用，既能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)械類(lèi)零件表達(dá)方式的理解與掌握，又可以與實(shí)踐操作緊密地結(jié)合，實(shí)用性強(qiáng)，能夠與實(shí)物聯(lián)系起來(lái)，將抽象變?yōu)樾蜗蟆?/p>

現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)更能夠滿(mǎn)足現(xiàn)在技校生的求知欲。所以即使教學(xué)內(nèi)容精簡(jiǎn)實(shí)用了，單純沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法講解也達(dá)不到大部分學(xué)生完全消化要點(diǎn)的效果，因此，將計(jì)算機(jī)CAD操作結(jié)合機(jī)械制圖教學(xué)成為當(dāng)前技校制圖教學(xué)的需求。

三、結(jié)合計(jì)算機(jī)AutoCAD進(jìn)行互補(bǔ)教學(xué)，書(shū)機(jī)結(jié)合，情景教學(xué)

目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，CAD技術(shù)在各工程領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，成為技術(shù)人員進(jìn)行繪圖、設(shè)計(jì)、指導(dǎo)生產(chǎn)等工作的有利工具?，F(xiàn)在企業(yè)都已采用計(jì)算機(jī)繪圖，學(xué)生在機(jī)械制圖中專(zhuān)門(mén)學(xué)習(xí)的手工繪圖已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)工作需要。AutoCAD也是技校生教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定的課程之一。在傳統(tǒng)的教學(xué)計(jì)劃中，《機(jī)械制圖》和《AutoCAD》這兩門(mén)課是分開(kāi)設(shè)置的，使得教學(xué)制圖課中手工繪圖的工作量大、耗時(shí)多，因此，將這兩門(mén)課程有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，書(shū)機(jī)結(jié)合，互補(bǔ)學(xué)習(xí)，就可以利于CAD軟件特有的功能，擺脫制圖課粉筆、黑板、掛圖、模型的單調(diào)授課形式，幫助學(xué)生克服抽象思維障礙，突破教學(xué)難點(diǎn)，節(jié)省教學(xué)時(shí)間，減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)質(zhì)量。

AutoCAD軟件里的工具比手工工具豐富得多，它是在制圖理論的標(biāo)準(zhǔn)下開(kāi)發(fā)出來(lái)的，保留著制圖理論和制圖的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還有許多手工很難繪制的圖形，例如三維模型等。有機(jī)地利用計(jì)算機(jī)的功能軟件結(jié)合到機(jī)械制圖的教學(xué)中，具體的教學(xué)實(shí)施方法如下：

投影法作圖基礎(chǔ)課程中，首先介紹CAD三維實(shí)體造型的方法，將模型實(shí)物造型出來(lái)并用著色功能鍵將實(shí)物著色，猶如實(shí)物般，這樣能夠?qū)W(xué)生抽象概念化為形象。其次，利用CAD旋轉(zhuǎn)按鈕旋轉(zhuǎn)實(shí)物觀(guān)察，這樣可以在任意位置、任意角度觀(guān)察圖形，從而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)三視圖的投影的深刻認(rèn)識(shí)，這樣便于引導(dǎo)學(xué)生分析作圖條件的空間情況，使學(xué)生在空間—平面—空間教學(xué)中對(duì)課堂內(nèi)容較好地消化（書(shū)機(jī)結(jié)合教學(xué)流程圖如圖三）。

在剖視圖和組合體的教學(xué)中，利用CAD三維造型的差集、并集、交集的功能鍵對(duì)已構(gòu)成的實(shí)體進(jìn)行剖切，然后變換視圖角度，從而將三維圖形轉(zhuǎn)化為二維圖形（教學(xué)流程如圖四）。這種教學(xué)方式既遵循認(rèn)識(shí)規(guī)律，也充分體現(xiàn)了現(xiàn)代三維設(shè)計(jì)理念，同時(shí)使學(xué)生快速掌握了形體分析法，對(duì)空間想象能力的培養(yǎng)起到事半功倍的教學(xué)效果。

當(dāng)學(xué)生對(duì)于投影作圖基礎(chǔ)建立了相應(yīng)的認(rèn)識(shí)之后，再將實(shí)際應(yīng)用中的不同類(lèi)型的零部件三視圖利用CAD的二維繪圖鍵結(jié)合手工繪圖繪制圖樣，既能跟實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，又可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件培養(yǎng)學(xué)生的興趣，并能夠?qū)⑷唛L(zhǎng)的練習(xí)過(guò)程簡(jiǎn)化。加強(qiáng)投影理論的基礎(chǔ)上，引入三維繪圖，提高了利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助繪圖及設(shè)計(jì)的應(yīng)用水平，由此在機(jī)械制圖中引入由三維到二維的工程設(shè)計(jì)思想。

理論聯(lián)系實(shí)際操作，書(shū)機(jī)結(jié)合，情景結(jié)合。在認(rèn)真學(xué)習(xí)投影理論的同時(shí)，又能多想，多看，多畫(huà)，不斷地進(jìn)行“由物畫(huà)圖”“由圖想物”的訓(xùn)練，能夠逐步掌握?qǐng)D物轉(zhuǎn)化規(guī)律，提高空間想象能力和分析能力。這樣的計(jì)算機(jī)實(shí)踐操作課程也大大降低了單純的理論教學(xué)的枯燥無(wú)味，滿(mǎn)足了技校生的動(dòng)手能力的培養(yǎng)，也貼近了將來(lái)的生產(chǎn)實(shí)操的需要。

四、教學(xué)改革實(shí)施情況及結(jié)論

總之，機(jī)械制圖的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和幾何分析能力。在教學(xué)過(guò)程中，要適當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，突出應(yīng)用，加強(qiáng)訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生“從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)考慮問(wèn)題的關(guān)鍵”。在適應(yīng)目前企業(yè)的要求的情況下，課程的教學(xué)內(nèi)容和模式得到優(yōu)化，可以不增加本課程學(xué)時(shí)數(shù)的前提下，刪除某些傳統(tǒng)過(guò)時(shí)的內(nèi)容，把AutoCAD課程融合進(jìn)來(lái)，書(shū)機(jī)結(jié)合，互補(bǔ)教學(xué)，使機(jī)械制圖課程形成手工繪圖、儀器繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖并舉的新格局。

當(dāng)然，將兩門(mén)課程融合一體，要求教師既要熟悉機(jī)械制圖，又需熟練CAD軟件的使用，才能將軟件優(yōu)勢(shì)逐步應(yīng)用到制圖課教學(xué)中，才能使兩門(mén)課有機(jī)的結(jié)合，達(dá)到事半功倍的效果。

[1]李萍萍，賀煒主編.機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖.機(jī)械工業(yè)出版社，2007.10.

[2]陳東祥主編.機(jī)械制圖及CAD基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8.

[3]企鵝工作室.席金蘭主編.Auto CAD 2010機(jī)械繪圖.技巧總動(dòng)員.清華大學(xué)出版社，2011.3.

[4]馬慧.趙紅.于冬梅主編.機(jī)械制圖.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.4.

（作者單位：廈門(mén)技師學(xué)院）

（編輯 王旸）