高職機械制圖及CAD課程教學策略探討

趙斐玲

摘 要：本文基于高等職業(yè)教育的特點和機械制圖及CAD課程的重要性，提出為提高教學質量，應構建適合高等職業(yè)教育的機械制圖課程體系的結構模式，密切跟蹤機械制圖國家標準修訂動態(tài)，及時融入教學，補充第三視角畫法的教學，運用Solidworks三維CAD軟件，提高學生讀圖和制圖的能力。

關鍵詞：高職機械制圖及CAD課程 課程改革 教學改革

《機械制圖》是高等職業(yè)技術學院機械類專業(yè)和非機械類專業(yè)的一門重要的技術基礎課，工程圖樣被喻為工程界的技術語言。筆者學院的城市軌道交通車輛專業(yè)、鐵道機車車輛專業(yè)、鐵道車輛專業(yè)、鐵道供電專業(yè)和鐵道信號專業(yè)都開設機械制圖及CAD課程。本課程的主要任務和目的是幫助學生建立空間概念，培養(yǎng)學生識讀機械圖樣的能力以及計算機繪圖能力。教學質量的好壞，將直接影響到各專業(yè)課的學習?；诟叩嚷殬I(yè)教育的特點和機械制圖及CAD課程的重要性，為提高教學質量，筆者在教學中采用了以下對策。

一、構建適合高等職業(yè)教育的機械制圖課程體系的結構模式

現行機械制圖課程的結構模式幾乎千篇一律，是由小到大逐漸深入，“不斷線”“螺旋式”的。符合制圖課程自身的系統(tǒng)性和連續(xù)性的體系。在課堂上，教師以傳授理論基礎知識為主，在內容構成上，講授的是“通用專業(yè)的零件圖”和“通用專業(yè)的裝配圖”，教學耗時量大，教學效果不盡如人意。

根據教育部下發(fā)的《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質量的若干意見》文件精神，為貫徹《國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》，筆者學院采用新的課程體系，力求體現適用性、先進性、科學性和實用性的基本原則，以中國鐵道出版社出版的《機械制圖》通用教材為藍本，把各專業(yè)中常見的圖例引入課堂教學，并編輯成補充材料，“以圖代理”，壓縮了學時，提高了效率，使制圖教學更貼近專業(yè)和實際。

例如，制圖知識內容和能力要求內容如下。

模塊一：不同專業(yè)認知——了解其總體布置、結構組成、工作原理和傳動路線以及流程。模塊二：制圖理論知識——繪圖工具和用品的使用，制圖國家標準的基本規(guī)定，投影法的基本概念，三視圖的形成及其對應關系，機件圖樣的表達方法。模塊三：標準件與常用件——熟悉標準件與常用件的類型及其簡化畫法和規(guī)定畫法。模塊四：專題實踐——學會識讀不同專業(yè)基礎構件、部件的圖樣。模塊五：實操技能——尺規(guī)幾何作圖，徒手測繪零、部件，CAD計算機出圖，自主設計，鉗工實操。

機械制圖課程體系的結構模式、內容取舍、理論深度等都緊緊圍繞“以就業(yè)為導向，以職業(yè)能力為本”的教學目的，并以內容排序、標準重新進行整體設計，統(tǒng)籌課程體系的主線，突出應用，服務于專業(yè)，縮短學習制圖與學習專業(yè)課的距離，以更好地滿足專業(yè)的需要。

二、密切跟蹤機械制圖國家標準修訂動態(tài)，及時融入教學

機械制圖國家標準是機械專業(yè)圖樣的根本依據，理解、掌握并應用機械制圖標準，對于工程技術人員來講具有非常重要的意義。我們密切跟蹤機械制圖國家標準的修訂動態(tài)，及時關注并捕捉制圖標準修訂的信息，并且融入本課程的教學。其所涉及的制圖國家標準，有通用規(guī)定、圖樣畫法和圖樣注法三個方面。以下是2013年頒布的新國標。

例1，軸測圖的術語和定義。在GB/T4458.3-2013《機械制圖軸測圖》中，關于軸間角、軸向伸縮系數、正等軸測圖、斜二等軸測圖等，都給出了新的定義。正等軸測圖用正投影法得到的軸測投影，三個軸間角均為120°，軸向伸縮系數（p、q、r）p=q=r=1。斜二等軸測圖軸測投影面平行于一個坐標平面，其中一個軸間角為90°，另兩個軸間角均為135°，軸向伸縮系數（p1、q1、r1）p1=r1=1，q1=1/2。

例2，GB/T14791-2013《螺紋術語》的修改和重新定義。內外螺紋的基本要素包括螺紋牙型、直徑、線數、螺距和導程及旋向等，如牙型指在螺紋軸線平面內的螺紋輪廓形狀，還給出了牙體、牙頂、牙底的定義。再如線數指只有一個起始點的螺紋，稱為單線螺紋，而導程指最鄰近的兩同名牙側與中徑線相交兩點間的軸向距離。

在教學過程中，制圖國標的貫徹必須確切、嚴密、到位，要培養(yǎng)學生執(zhí)行國家標準的意識，要有新舊標準對照的說明，只有這樣，才能保證課程的質量。

三、在掌握第一角畫法基礎上，增加第三角畫法的教學

世界各個國家都采用正投影法原理來繪制機械圖樣。制圖國家標準規(guī)定，在表達機件結構時，有兩種畫法，即第一角畫法與第三角畫法。我國一直使用的是第一角畫法。德國、俄羅斯、英國等國家也都采用第一角畫法，而美國、日本、加拿大和澳大利亞等國家則采用第三角畫法。采用兩種不同的畫法時，物體所處的分角不同，投射過程中，觀察者、物體和投影面之間的順序不同，展開到同一投影面上，各視圖的配置不同，這是兩種畫法的主要區(qū)別，但它們的表達功能是相同的。據了解，多數高職院校機械制圖課程只講第一視角畫法，但是，隨著改革開放的不斷深化，我國與國外的技術交流與日俱增，有些公司或企業(yè)與制圖相關的崗位，就需要具備第三視角識圖與繪圖能力，因此，為了提高學生在企業(yè)中的就業(yè)競爭力，機械制圖課程教學要增加第三視角畫法的內容。

例如，筆者學校開設的城市軌道交通車輛專業(yè)，地鐵列車主要為德國西門子系列和加拿大龐巴迪系列，不管是地鐵車輛檢修方向還是駕駛方向，都要與設備打交道，是離不開圖樣的，因此，學會第一角畫法與第三角畫法很有必要。

四、運用Solidworks三維CAD軟件，提高學生讀圖和繪圖的能力

由于機械制圖對學生空間想象能力的要求比較高，使得學生感到學習制圖很困難，有知難而退的想法。為了提高教學效果，保證教學質量，在教學過程中，利用Solidworks三維軟件直觀性強、使用靈活的優(yōu)點，建立虛擬模型庫，提高學生學習制圖的積極性，激發(fā)他們的學習興趣，通過動畫演示來解決在學習制圖中的難點。SolidWorks軟件是全Windows界面，操作非常簡單方便， 繪制方式非常接近AutoCAD軟件。SolidWorks是基于特征的參數化、實體建模程序化的軟件，能形象地反映零、部件的特性，幾何體形狀能隨尺寸而改變，且建立的虛擬3D實體模型，具有密度和質量的屬性，很逼真。選用SolidWorks三維CAD軟件進行三維造型，既能幫助學生建立空間概念，又方便于教師的機械制圖教學。它具有強大的、基于特征的實體建模功能和零件與裝配體的控制功能，可以通過對立體進行拉伸、旋轉、抽殼、陣列以及打孔等操作來實現復雜零部件的繪制。如在講授圓柱與圓柱同徑正交或異徑正交產生的相貫線時，學生理解困難，我們可以采用三維造型中的布爾運算和三維剖面方法，把圓柱體與圓柱體的外相貫、孔與孔的內相貫、圓柱體的穿孔直觀、形象地展示給學生看，極大地激發(fā)學生的學習興趣，對學生的學習起到了幫助的作用。使用RapidDraft工程圖技術，在SolidWorks中三維模型和二維圖樣是可以相互轉換的。然后在轉換出的二維圖樣上標注尺寸、技術要求和裝配要求等， 就生成了標準的二維機械圖樣。

五、小結

高等職業(yè)教育是以職業(yè)能力為培養(yǎng)目標。機械制圖是一門實用性很強的技術基礎課，服務于專業(yè)課，因此針對筆者學院所開設專業(yè)的特點，我們重構機械制圖課程體系的結構模式，將機械制圖國家標準融入教學，補充第三視角畫法的教學，運用Solidworks三維CAD軟件，以達到提高學生讀圖和繪圖能力的目的。

（作者單位：新疆鐵道職業(yè)技術學院）