計(jì)算機(jī)圖形軟件在《機(jī)械制圖》課堂教學(xué)中的應(yīng)用

汪列隆

（池州學(xué)院　機(jī)電工程學(xué)院，安徽　池州　247000）

計(jì)算機(jī)圖形軟件在《機(jī)械制圖》課堂教學(xué)中的應(yīng)用

汪列隆

（池州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，安徽池州247000）

《機(jī)械制圖》是應(yīng)用型本科院校機(jī)械類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課.主要培養(yǎng)學(xué)生的讀圖和繪圖的能力，傳統(tǒng)教學(xué)模式中，制圖的教學(xué)受條件的局限以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、個(gè)體差異等因素的影響，而計(jì)算機(jī)圖形軟件具有快速繪圖和便于修改等特點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形軟件繪制圖樣和創(chuàng)建三維模型，將制圖中抽象模糊概念具體化，從而提高機(jī)械制圖課堂教學(xué)目的.

機(jī)械制圖；課堂教學(xué)；計(jì)算機(jī)圖形軟件

機(jī)械制圖是應(yīng)用型本科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干基礎(chǔ)課程，著重培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力.課程教學(xué)質(zhì)量的好壞與課程體系的合理與否，將直接影響學(xué)生對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后的生產(chǎn)實(shí)習(xí).結(jié)合目前機(jī)械制圖這門(mén)課理論脫離實(shí)際的現(xiàn)狀和學(xué)生素質(zhì)的連年下降，以及社會(huì)各界對(duì)各類(lèi)技能型人才要求的不斷提高，高等應(yīng)用型本科院校職業(yè)教育面臨著越來(lái)越多的困難.故對(duì)機(jī)械制圖課堂教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新將勢(shì)在必行.

1　計(jì)算機(jī)圖形軟件輔助教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步給很多產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了變革的機(jī)遇，作為21世紀(jì)最為重要的技術(shù)之一，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與普及給人們生活帶來(lái)的變化是最為顯著的.《機(jī)械制圖》的教學(xué)要想符合當(dāng)前社會(huì)的潮流和發(fā)展要求，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)有效的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將計(jì)算機(jī)圖形軟件教學(xué)等功能與機(jī)械制圖的教學(xué)結(jié)合起來(lái)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的興趣和積極性.通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，一些原本抽象復(fù)雜的概念也可以以更加生動(dòng)形象的方式展現(xiàn)出來(lái)，以加深學(xué)生對(duì)這些概念知識(shí)的理解，并提高繪圖操作的能力，提高學(xué)生的綜合技能.CAD是指Computer Aided Design，就是所謂的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì).計(jì)算機(jī)圖形軟件主要有AUtoCAD、UG、Solidworks；這些軟件都是根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械繪圖過(guò)程中的需求和特點(diǎn)所設(shè)計(jì)的程序.與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，采用這些軟件進(jìn)行機(jī)械繪圖的教學(xué)能夠更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的成就感.在這些軟件中，AutoCAD的應(yīng)用是最為廣泛的，因?yàn)檫@一軟件在各個(gè)行業(yè)中幾乎都可以進(jìn)行應(yīng)用.利用CAD進(jìn)行制圖具有高效、便捷、易于修改、節(jié)省時(shí)間等優(yōu)點(diǎn).

2　計(jì)算機(jī)圖形軟件CAD與機(jī)械制圖的關(guān)系

《機(jī)械制圖》的主要內(nèi)容是繪制圖樣和閱讀機(jī)械圖樣的一些基礎(chǔ)的原理和方法，屬于一門(mén)基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)課程.其教學(xué)的目的就是為了讓學(xué)生掌握一些基本的繪圖理論和技能，如正投影法等，并且掌握閱讀和繪制機(jī)械圖樣的方法.在此過(guò)程中，學(xué)生還能提高自身的空間想象力和邏輯思維能力，培養(yǎng)注重細(xì)節(jié)很多工作作風(fēng)和吃苦耐勞的工作態(tài)度.機(jī)械繪圖是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)性和技術(shù)性都很高的工作，CAD技術(shù)則從一定程度上降低了機(jī)械繪圖的難度.經(jīng)過(guò)一定的訓(xùn)練和實(shí)踐，學(xué)生一般都能夠熟練的掌握CAD繪圖的技巧，但是在設(shè)計(jì)理念上要達(dá)到一定的水平就有較大的難度.若能夠?qū)C(jī)械理論、機(jī)械制圖等與CAD技術(shù)的教學(xué)結(jié)合起來(lái)，就能更好的培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力.CAD技術(shù)的應(yīng)用從一定程度上也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)圖像和現(xiàn)代機(jī)械工程的發(fā)展，尤其是在對(duì)繪圖精確性要求較高的數(shù)控機(jī)床和機(jī)電一體化技術(shù)中，就更需要學(xué)生掌握基礎(chǔ)的CAD相關(guān)知識(shí)以及三維立體知識(shí).CAD技術(shù)的應(yīng)用符合了現(xiàn)代化制圖的發(fā)展需求，它是在計(jì)算機(jī)圖板功能基礎(chǔ)上拓展而來(lái)的一種計(jì)算機(jī)輔助功能，在具體就教學(xué)的過(guò)程中，結(jié)合機(jī)械制圖知識(shí)的教學(xué)，能夠有效的培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖和制圖能力，提升學(xué)生的邏輯思維能力.因此，CAD技術(shù)的教學(xué)是十分必要的.

3　用CAD解決機(jī)械制圖的重難點(diǎn)

在《機(jī)械制圖》的教學(xué)中，零件圖和組合體的識(shí)圖是兩大重點(diǎn)內(nèi)容，其中零件圖的識(shí)讀是最為重要的，組合體的識(shí)讀其次.在進(jìn)行《機(jī)械制圖》的教學(xué)時(shí)，一般是先從三視圖開(kāi)始的，目的是為了先培養(yǎng)起學(xué)生的空間想象能力.只有學(xué)會(huì)如何看圖，才能進(jìn)一步培養(yǎng)制圖的能力.識(shí)別工程圖的能力也是今后用人單位最為看重的意向技能.組合體視圖的教學(xué)是整個(gè)教學(xué)內(nèi)容中的難點(diǎn).組合體一般都具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，而在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下缺乏教學(xué)模型，對(duì)學(xué)生而言很難發(fā)揮自身的空間想象能力.而在應(yīng)用了CAD技術(shù)之后，這一問(wèn)題就迎刃而解了.CAD可以繪制三維立體模型，從而為學(xué)生提供了更加直觀的模型.

組合體視圖教學(xué)的主要題型是補(bǔ)視圖和補(bǔ)缺陷.在進(jìn)行這一部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，一般采用形體分析法和線(xiàn)面分析法，即拿著實(shí)物模型或圖像進(jìn)行分析.對(duì)學(xué)生而言，在進(jìn)行這一部分的學(xué)習(xí)時(shí)重點(diǎn)要掌握投影特性和一些基本組合體的投影特征.在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生要積極主動(dòng)的進(jìn)行思考，充分發(fā)揮自身的想象力，在頭腦中形成對(duì)組合體形狀結(jié)構(gòu)的圖形，并分析組合體各個(gè)部分的關(guān)系和連接方式.當(dāng)沒(méi)有實(shí)物進(jìn)行參考時(shí)，這樣的分析是很難完成的，繪制組合體的三視圖更是無(wú)從談起.而借助CAD技術(shù)則不管組合體的形狀有多復(fù)雜，都能進(jìn)行迅速的建模，幫助學(xué)生更好的分析組合體的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn).

剖視圖也是機(jī)械繪圖教學(xué)中的重要內(nèi)容.剖視圖主要用于表現(xiàn)一些多孔或槽形體的結(jié)構(gòu)，因此在圖形中有較多的虛線(xiàn)，圖像的構(gòu)成也較為復(fù)雜.在進(jìn)行剖視圖的教學(xué)時(shí)，由于圖形的線(xiàn)條交錯(cuò)重疊，對(duì)學(xué)生而言，理解起來(lái)有相當(dāng)?shù)碾y度，更無(wú)法理解剖視圖的形成過(guò)程和平面圖像.利用CAD技術(shù)則能夠在建立零件模型后進(jìn)行剖切，將零件分為幾個(gè)部分，還可以從不同的平面對(duì)刑庭進(jìn)行剖切，分析剖切位置對(duì)剖切效果的影響，從而加深學(xué)生對(duì)剖視圖的認(rèn)識(shí).利用CAD技術(shù)還能建立零件模型和工程圖紙，學(xué)生可以自主選擇剖切的位置，就能自動(dòng)生成相應(yīng)的剖視圖和斷面圖，過(guò)程十分的方便和高效.通過(guò)CAD技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐，學(xué)生能夠逐漸掌握繪制剖視圖的技巧，即要讓剖切平面盡可能的通過(guò)更多的槽和孔，再結(jié)合三維視圖形成剖視圖.

4　計(jì)算機(jī)圖形軟件CAD在機(jī)械制圖課堂教學(xué)中重要作用

4.1利用CAD輔助機(jī)械制圖課堂教學(xué)、教學(xué)手段的更新，教學(xué)效果提高明顯

在進(jìn)行CAD技術(shù)的教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容和要求合理的選擇教學(xué)的手段，例如，在講解機(jī)械制圖的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定、投影的原理與方法、手工繪圖的基本方法等內(nèi)容時(shí)，教師可以利用多媒體設(shè)備以及模型.在講解具體的繪圖技巧、繪圖方法時(shí)，教師可以使用AutoCAD技術(shù)，利用該技術(shù)快捷、高效、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，提高課堂教學(xué)的效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將一些抽象復(fù)雜的內(nèi)容具體化，并通過(guò)更多的繪圖示范讓學(xué)生更快的掌握繪圖的相關(guān)方法.

4.2利用CAD精確、高效繪圖功能激發(fā)學(xué)生對(duì)制圖的學(xué)習(xí)興趣

AutoCAD具有自動(dòng)捕捉和追蹤的功能，因此能夠極大的提高圖形繪制的效率和準(zhǔn)確性.當(dāng)采用傳統(tǒng)的手工制圖時(shí)，一般是通過(guò)畫(huà)平行線(xiàn)或同心圓的方式來(lái)確定圓心和切點(diǎn)，再進(jìn)行連接弧的繪制.但手繪所得到的連接圓弧與實(shí)際總是存在誤差，只能看做一條近似的圓弧.而采用AutoCAD技術(shù)繪制的圓弧就是準(zhǔn)確的圓弧，并且通過(guò)這種方式進(jìn)行繪圖十分的方便，只需要在程序中輸入相應(yīng)的指令就能得到一個(gè)倒圓角或相切的直線(xiàn).此外，AutoCAD中還有多種繪圖方式，能夠根據(jù)需要選擇合適的繪圖模式，繪制同一種圖形也可以有多種不同的方法.將AutoCAD技術(shù)與制圖課程相結(jié)合能夠?yàn)橹茍D提供實(shí)際的教學(xué)示例.

4.3利用CAD教學(xué)加深學(xué)生對(duì)制圖內(nèi)容的理解

機(jī)械制圖教學(xué)的關(guān)鍵在于讓學(xué)生掌握從實(shí)物到圖形以及從圖形到實(shí)物的轉(zhuǎn)換過(guò)程.為此，教師要幫助學(xué)生培養(yǎng)起一定的空間想象能力，建立空間的概念，并掌握一定的繪圖技巧.AutoCAD技術(shù)為學(xué)生提供了一種練習(xí)的平臺(tái)，通過(guò)三維實(shí)體化教學(xué)，學(xué)生能夠掌握分析形體空間結(jié)構(gòu)的技巧，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，一些抽象復(fù)雜的教學(xué)概念也能夠得到更好的解釋和說(shuō)明.

4.4利用CAD繪圖可降低重復(fù)勞動(dòng)

在手工繪圖的模式下，即使只是繪制一張墊片的圖形，由于墊片周?chē)泻芏啻笮∠嗤穆菟?，要完成這樣的繪圖也需要花費(fèi)大量的時(shí)間和空間，而且繪圖的精確性也沒(méi)有保障.而在AutoCAD技術(shù)中，具有復(fù)制、陣列、鏡像等多種功能，能夠極大的簡(jiǎn)化手工繪圖下的操作，有效的提高繪圖的效率，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān).

5　總結(jié)

計(jì)算機(jī)圖形軟件提高了教學(xué)形式的多樣性并豐富的教學(xué)的內(nèi)容，有效的改變了傳統(tǒng)繪圖模式下重復(fù)機(jī)械的方法，對(duì)機(jī)械制圖而言是一次革命性的變革.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形軟件CAD制圖教學(xué)也將得到進(jìn)一步的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形軟件在應(yīng)用型本科院?！稒C(jī)械制圖》教學(xué)中的應(yīng)用也會(huì)更加完善，制圖技巧、空間想象能力等得到了有效的提升，從而更好的滿(mǎn)足用人單位對(duì)人才的需求.

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G718.3

A

1673-260X（2016）09-0242-02

2016-05-09

校級(jí)“示范實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心”項(xiàng)目（2010XSYSX02）；安徽省質(zhì)量工程“卓越工程師”項(xiàng)目（2013zjjh041）