AutoCAD在機械制圖組合體教學中的應用

機械制圖是機械類專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課，主要培養(yǎng)學生的空間思維能力，而組合體視圖在此方面的作用尤為突出。由于傳統(tǒng)的“黑板+模型”的教學手段直觀性較差，很多抽象的知識難以傳達給學生，難以激發(fā)學生的學習興趣。目前很多院校已經(jīng)考慮到了這個問題，在教室都裝上了電腦及多媒體設備。通過采用多種教學手段，增強教學直觀性，培養(yǎng)學生的學習積極性與主動性，讓學生與教師很好地互動，為營造和諧、輕松、愉快的學習氛圍提供了極大的幫助。

下面以支座為實例，采用任務驅(qū)動型的教學方法，運用AutoCAD對組合體進行教學設計。

一、復習相關(guān)內(nèi)容

由于學生已經(jīng)具備了正投影法和立體表面交線的投影作圖方法，在復習提問的環(huán)節(jié)，教師可以提出一些相關(guān)知識的問題：比如說，三視圖的形成及其投影規(guī)律；截交線和相貫線的投影作圖等。這些可以通過PPT的形式讓學生快速回憶。

二、提出任務

教師在備課時使用AutoCAD繪制出如圖1所示的支座三維圖形，在提出任務時可在屏幕上任意地放大、旋轉(zhuǎn)，讓學生從不同的方向觀察它的結(jié)構(gòu)形狀，明確學習目的和應掌握的技能。這樣非常有助于激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的空間思維能力。

三、任務實施

根據(jù)組合體教學的特點，將其分解為以下三個模塊來進行。

1.繪制組合體的三視圖

首先，向?qū)W生展示一些組合體的實例，可以是PPT、模型也可以是用AutoCAD創(chuàng)建的三維圖形。講解什么是組合體，有哪些組合形式，組合體中相鄰表面的連接關(guān)系以及形體分析法、面形分析法的知識。

（1）形體分析。支座是典型的疊加型組合體，運用形體分析法對其結(jié)構(gòu)進行分析。在AutoCAD中可以做成分解圖，如圖1所示。將其看成是由底板、肋板、大圓筒和小圓筒四部分疊加而成。A、B、C、D為表面交線。通過對支座進行這樣的分析，弄清它的形體特征，對于畫圖有很大幫助。

在具體畫圖時，可以按各個部分的相對位置，逐個畫出它們的投影以及它們之間的表面連接關(guān)系，綜合起來即得到整個組合體的視圖。因為單個形體三視圖較為簡單，如果學生有Auto CAD作圖基礎，可以讓幾個學生依次作圖。

（2）選擇視圖、確定比例及圖紙幅面。選擇最能反映組合體形體特征的那個視圖作為主視圖，同時兼顧其他兩個視圖表達的清晰性。AutoCAD提供了很多樣板文件來確定圖紙的幅面，只需調(diào)出合適的樣板就很容易確定圖形的比例，這是手工繪圖無法達到的。

（3）繪制三視圖（在AutoCAD繪圖環(huán)境中講解）。如果之前學生已經(jīng)繪制出單個形體的三視圖，此時老師只需通過AutoCAD中“MOVE”命令將它們組合在一起即可處理表面交線。利用AutoCAD可以設置不同顏色圖層的功能，將各形體的三視圖設置成不同顏色，同時還必須注意粗實線、細實線的線寬設置；直線、點畫線、虛線等的線性設置等。這樣線條不易混淆，能夠準確地處理立體表面交線的問題。

2.標注組合體的尺寸

前面學生已經(jīng)學過了尺寸標注的基本知識，在此處只需要說明標注組合體的尺寸時，應先對組合體進行形體分析，選擇基準，標注出定形尺寸、定位尺寸和總體尺寸，最后檢查、核對。在進行尺寸標注時，需要在AutoCAD中新建“尺寸標注”圖層，邊標注邊講解，也可以讓學生操作。如果出現(xiàn)錯誤將能更好的分析尺寸標注的合理性。

3.識讀組合體的三視圖

讀圖要領、方法和步驟可在制成PPT講解。用AutoCAD制作圖2所示例題，具體實施根據(jù)組合體的主視圖和俯視圖補畫左視圖，并要求學生想象出它所表示的物體形狀。

（1）分離出特征明顯的線框。兩個視圖都可以看作是由三個線框組成的，其中主視圖中I、III兩個線框特征明顯，俯視圖中線框II的特征明顯。如圖2（a）所示根據(jù)形體分析法先將組合體的主視圖分成三個線框，用不同顏色區(qū)分。

（2）逐個想象各形體形狀。根據(jù)投影規(guī)律，依次找出I、II、III三個線框在其俯視圖的對應投影，并想象出他們的形狀，畫出左視圖。分析三個形體的位置關(guān)系，將三個形體根據(jù)其位置關(guān)系組合在一起，進一步分析各形體間的共面、相切、相交的情況。

（3）綜合想象整體形狀。確定各形體的相互位置，初步想象物體的整體形狀。然后把想象的組合體與三視圖進行對照、檢查。最終教師在AutoCAD中給出組合體的空間模型，使用動態(tài)觀察，讓學生看清楚組合體各個方向的形狀，并對照模型檢查自己想象的組合體形狀是否正確。

隨后是課堂小結(jié)和作業(yè)布置。在此處要指出的是對于接受速度較慢的學生，教師也可以配合適當?shù)暮诎遄鲌D演示。

運用AutoCAD進行組合體教學，教師不需要在黑板上畫出很多圖形，大大減少了工作量，有更多的時間與學生進行互動，使學生積極參與到課堂中去，充分展示學生主體的教學地位。AutoCAD還可以貫穿到整個機械制圖的課程中去，利用其形象直觀的優(yōu)越性，讓學生真正理解和掌握制圖的基本原理和基本方法。

（作者單位：江蘇省鹽城技師學院）